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基于分子动力学的钠离子与纳米二氧化硅表面的相互作用过程模拟
1
作者 张凤娟 张磊 +5 位作者 吕振虎 麦尔耶姆古丽·安外尔 余维初 王牧群 董景锋 庄为杰 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期491-497,共7页
认识盐水中的Na^(+)对纳米SiO_(2)的作用过程,可为优化纳米SiO_(2)在石油开采领域的应用参数提供依据。以无定形纳米SiO_(2)粒子为研究对象,构建了一种既有饱和稳定的硅醇基团,又有脱质子化的硅醇基团的纳米SiO_(2)粒子模型。通过分子... 认识盐水中的Na^(+)对纳米SiO_(2)的作用过程,可为优化纳米SiO_(2)在石油开采领域的应用参数提供依据。以无定形纳米SiO_(2)粒子为研究对象,构建了一种既有饱和稳定的硅醇基团,又有脱质子化的硅醇基团的纳米SiO_(2)粒子模型。通过分子模拟方法,刻画了Na^(+)在纳米SiO_(2)表面的运移特征、扩散行为、对氢键的影响以及体系中的相互作用能。结果表明,在纳米SiO_(2)-NaCl溶液体系中,当Na^(+)运移至距纳米SiO_(2)粒子表面6.540A时,短程力开始起作用;当Na^(+)运移至距纳米SiO_(2)粒子表面2~3A时,二者发生电荷交换,Na^(+)产生振荡运动。在NaCl质量浓度为3 g/L时,Na^(+)与水分子主要进行水合作用,形成稳定的溶剂化层,Na^(+)与纳米SiO_(2)粒子之间的作用力弱,Na^(+)更易在溶液中扩散。随着NaCl质量浓度增至7 g/L,Na^(+)突破溶剂化层,和水分子一起被吸附到纳米SiO_(2)粒子的表面,发生电荷置换,Na^(+)的运移能力减弱,扩散系数由1.39×10^(-4)A^(2)/ps下降至3.75×10^(-5)A^(2)/ps,斯特恩层的厚度由0.88A下降至0.72A,亥姆霍兹层的厚度由0.64A下降至0.20A,纳米SiO_(2)与Na^(+)之间的相互作用能由-14 000 kcal/mol变为-22 000 kcal/mol,纳米SiO_(2)的稳定性逐渐被破坏。Na^(+)与纳米SiO_(2)粒子的静电相互作用是影响纳米SiO_(2)粒子表面性质的主要作用力,氢键和范德华力则是次要作用力。研究结果可为纳米SiO_(2)材料在油气开采领域及其他相关行业的应用提供基础理论认识。 展开更多
关键词 分子模拟 纳米SiO_(2) 钠离子 水合离子 表面作用
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井下自激脉冲射流增能装置设计及其射流冲击特性 被引量：2
2
作者 艾白布·阿不力米提 庞德新 +4 位作者 刘永红 麦尔耶姆古丽·安外尔 孙长友 郭新维 陈波 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第4期472-480,共9页
利用流体附壁效应,结合涡流能量转向冲击和反馈通道强制转向原理,研制出一种新型井下自激脉冲射流增能装置.采用控制变量法对装置的结构参数进行数值模拟,分析了不同结构和运行参数下脉冲射流的冲击特性,并制作样机,进行室内试验.研究... 利用流体附壁效应,结合涡流能量转向冲击和反馈通道强制转向原理,研制出一种新型井下自激脉冲射流增能装置.采用控制变量法对装置的结构参数进行数值模拟,分析了不同结构和运行参数下脉冲射流的冲击特性,并制作样机,进行室内试验.研究结果表明:进出口直径比为0.71~1.18时,形成的脉冲效果良好,随着进出口直径比的增大,脉冲频率呈增大趋势,脉动压力振幅则呈现下降趋势,最大压力振幅为10.20 MPa;随着分流板喷距的增大,脉冲频率呈先增大后减小趋势,脉动压力振幅呈先减小后增大趋势;随着反馈通道截面比的增加,脉冲频率逐渐增大,而脉动压力振幅基本保持不变;涡流换向圆直径的变化对脉冲频率和脉动压力振幅影响较小;脉冲频率随来流雷诺数的增大而增大,雷诺数大于3.56×10^(5)时频率基本不再增大,但脉动压力振幅随来流雷诺数的增大而不断增大. 展开更多
关键词 增能装置 自激脉冲射流 附壁效应 数值模拟 结构参数
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悬浮液基高效减阻携砂压裂液的研发与应用 被引量：5
3
作者 麦尔耶姆古丽·安外尔 蒲迪 +4 位作者 翟怀建 刘宽 邬国栋 余波 金诚 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期387-392,400,共7页
为解决压裂用聚合类乳液稠化剂不耐高盐以及悬浮液稠化剂稳定性差的问题,以抗盐缔合聚合物KFPY为基础,通过考察悬浮液稠化剂的稳定时间、本体黏度,优选了体系的稳定剂,优化了粉末稠化剂粒径以及比例,最终形成悬浮液稠化剂GAF-TE组成为:4... 为解决压裂用聚合类乳液稠化剂不耐高盐以及悬浮液稠化剂稳定性差的问题,以抗盐缔合聚合物KFPY为基础,通过考察悬浮液稠化剂的稳定时间、本体黏度,优选了体系的稳定剂,优化了粉末稠化剂粒径以及比例,最终形成悬浮液稠化剂GAF-TE组成为:48.5%白油+1.5%乳化剂G10+5%有机改性膨润土+45%抗盐缔合稠化剂KFPY。在玛18井水水质下,对悬浮液稠化剂GAF-TE的溶解性能、增黏性能、减阻性能以及配制的滑溜水体系的各项性能进行了评价。结果表明,0.1%稠化剂GAF-TE溶解时间为18 s,黏度为2.19 m Pa.s,降阻率为76.8%;配制的滑溜水体系动态携砂能力强于普通的聚丙烯酰胺乳液,体系表面张力26.8 mN/m,与煤油间的界面张力0.96 mN/m,对岩心基质渗透率伤害率为6.97%,具有低伤害特性。该缔合型悬浮液稠化剂产品在新疆油田某区块进行现场应用,表现出较好的溶解性、降阻性能和携砂性能。 展开更多
关键词 悬浮增稠剂 长期稳定性 免混配 滑溜水 动态携砂能力 高效减阻
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致密油水平井连续油管自适应定向水力喷砂射孔改造技术的应用 被引量：1
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作者 艾白布·阿不力米提 普宏槟 +4 位作者 刘永红 麦尔耶姆古丽·安外尔 庞德新 王一全 郭新维 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第15期6066-6074,共9页
为解决致密、页岩储层开发中常规螺旋分布炮弹射孔+体积压裂改造过程起裂压力高、易沟通底层或盖层形成无效缝网的问题,结合连续油管水力喷砂射孔技术,提出连续油管自适应定向喷砂射孔填砂分段一体化压裂改造工艺,研发了配套水平井自适... 为解决致密、页岩储层开发中常规螺旋分布炮弹射孔+体积压裂改造过程起裂压力高、易沟通底层或盖层形成无效缝网的问题,结合连续油管水力喷砂射孔技术,提出连续油管自适应定向喷砂射孔填砂分段一体化压裂改造工艺,研发了配套水平井自适应定向装置,并应用于玛湖致密油Ma1井的压裂改造,取得了较好效果。结果表明:一定角度的定向射孔可以诱导水力裂缝沿有益方向延展,通过射孔方位及射孔孔深共同影响裂缝转向半径进而控制有效复杂缝网体积;自主研发水平井自适应定向装置在水平段通过钢球重力感应控制及连续油管泵注实现定向调节,一次入井可多次定向射孔,Ma1井多次定向喷射作业未发生故障,适用性强,可靠性高;全过程通过油管高压射流实现孔内增压、冲蚀孔眼与负压携液三种作用叠加,可降低地层破裂压力、增加孔深、增大转向半径,Ma1井现场实施比常规射孔降低起裂压力26%,日均产量平均最高提高78.4%。研究表明,水力喷射定向射孔可正向诱导形成更多有效复杂缝网从而提高单井产量,有效避免因不当射孔将裂缝快速诱导至底层或盖层形成无效缝网的难题,该技术可为页岩、致密油气资源规模化开发提供一种新的技术思路。 展开更多
关键词 致密油 水平井 自适应定向 高压水射流 诱导 转向半径 工具研发 应用
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中性酸化压裂一体化滑溜水体系研究 被引量：1
5
作者 姚二冬 邬国栋 +3 位作者 赵龙昊 麦尔耶姆古丽·安外尔 刘晏池 周福建 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2021年第2期259-264,共6页
常规压裂作业后,通常采用酸化解除储层伤害,施工步骤多,经济性较差,研发能够实现压裂酸化一体化的液体体系具有重要的现实意义。通过测定中性且水溶性的脂类在不同温度和浓度条件下的有效生成H+浓度及对碳酸盐的溶蚀率,优选了自生酸压... 常规压裂作业后,通常采用酸化解除储层伤害,施工步骤多,经济性较差,研发能够实现压裂酸化一体化的液体体系具有重要的现实意义。通过测定中性且水溶性的脂类在不同温度和浓度条件下的有效生成H+浓度及对碳酸盐的溶蚀率,优选了自生酸压裂添加剂,并与滑溜水复配形成新型抑制与解除伤害的自生酸滑溜水压裂液体系;采用摩阻仪和压力传导实验对该体系的摩阻、伤害抑制与解除能力进行研究。研究结果表明:自生酸常温下基本不生酸,在储层温度下具有明显的缓速生酸效果,最终生酸浓度高达8%的等效盐酸,溶蚀碳酸岩量为0.41 g/mL;优选的自生酸与滑溜水配伍性能良好,减阻率达到72.3%;压力传导实验表明传统滑溜水产生了34.8%的储层伤害,该体系不仅不产生伤害,处理后的岩心反而高出原始岩心渗透率29.9%,体现出明显的一体化增产改造效果。 展开更多
关键词 水力压裂 自生酸 解除伤害 一体化改造
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快速水合瓜胶压裂液的研究与应用 被引量：5
6
作者 王牧群 邬国栋 +2 位作者 姚旭洋 周兴旺 麦尔耶姆古丽·安外尔 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2020年第6期789-793,共5页
为满足水平井体积压裂技术中连续混配作业要求,并缓解常规羟丙基瓜胶原料供给压力,开展快速水合瓜胶压裂液体系的研究。探索对瓜胶原粉进行细度分级和表面处理,使其能够快速分散水合,替代常规羟丙基瓜胶,为水平井体积压裂的压裂液体系... 为满足水平井体积压裂技术中连续混配作业要求,并缓解常规羟丙基瓜胶原料供给压力,开展快速水合瓜胶压裂液体系的研究。探索对瓜胶原粉进行细度分级和表面处理,使其能够快速分散水合,替代常规羟丙基瓜胶,为水平井体积压裂的压裂液体系提供一种新的路径。本文优选配套杀菌剂,压裂液基液72 h稳定性提高70%;制备配套交联剂,有效降低稠化剂浓度,解决基液黏度高、冻胶交联速度快、残渣含量高等问题,改善混砂状态、施工摩阻和储层伤害。研究结果表明,快速水合瓜胶压裂液的3 min溶胀率大于90%,72 h基液黏度保持率在85%以上,交联时间30~180 s,在120℃、170 s-1剪切1 h后的黏度达200 mPa·s,破胶后残渣含量小于400 mg·L-1,可适用于30~120℃储层的压裂作业。已在新疆油田开展5口水平井连续混配现场试验,施工及生产效果良好。 展开更多
关键词 快速水合 瓜胶原粉 表征评价 现场应用
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纳米驱油剂性能评价探索 被引量：3
7
作者 邬国栋 麦尔耶姆古丽·安外尔 +5 位作者 潘竟军 邓伟兵 张敬春 张凤娟 王牧群 翟怀建 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期291-295,共5页
针对新疆油田低渗透储藏开发需求,通过表/界面性能、润湿性、防膨性能测定和岩心驱替实验等常规实验手段,研究了纳米驱油剂iNanoW1.0的性能特征。研究结果表明,纳米驱油剂iNanoW1.0在表/界面张力、润湿性方面与水相近,可减少水分子间的... 针对新疆油田低渗透储藏开发需求,通过表/界面性能、润湿性、防膨性能测定和岩心驱替实验等常规实验手段,研究了纳米驱油剂iNanoW1.0的性能特征。研究结果表明,纳米驱油剂iNanoW1.0在表/界面张力、润湿性方面与水相近,可减少水分子间的相互作用力,有利于启动压力降低,同时还能提高防膨剂的防膨效果,有助于水敏油藏的开发。岩心实验结果证明,纳米驱油剂iNanoW1.0能够使原来不能建立水驱驱替关系的低渗透岩心可以建立驱替关系,有利于低渗油层的开发。图6表3参11. 展开更多
关键词 纳米 驱油剂 低渗透 评价方法 水驱 压裂
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