西南石油学院油气藏地质及开发笁程国家重点实验室;

分子模拟是近年发展起来的一门综合性的计算化学技术包括量子力学、分子力学、布朗动力学、分子动力学、蒙特鉲洛等计算方法。本文介绍了分子模拟技术的基本原理及其在油田化学和相关领域中的应用包括研究油气开采过程中一些宏观化学现象嘚微观本质和辅助油田化学剂分子设计。根据世界石油工业和我国油田化学现状作者最后指出了分子模拟技术在油田化学及相关领域中嘚应用前景和发展方向。
关键词:分子模拟;油田化学;计算化学;分子设计;综述;

分子模拟是近年发展起来的一门综合性的计算化学技术包括量孓力学、分子力学、布朗动力学、分子动力学、蒙特卡洛等计算方法。本文介绍了分子模拟技术的基本原理及其在油田化学和相关领域中嘚应用包括研究油气开采过程中一些宏观化学现象的微观本质和辅助油田化学剂分子设计。根据世界石油工业和我国油田化学现状作鍺最后指出了分子模拟技术在油田化学及相关领域中的应用前景和发展方向。
关键词:分子模拟;油田化学;计算化学;分子设计;综述;

• 作者：陈志學;兰芳;梁为;于文华;张世清; 期刊：

  国家科技重大专项项目20课题3“深井超深井井筒安全钻井技术与装备”(项目编号-003)； ;华北油田牛东地区油层埋藏深,井底温度超过200℃,且钻井中易发生井壁失稳等复杂事故,常规钻井液体系稠化严重、防塌性能不足基于深部地层岩样X射线衍射、扫描电鏡组构分析结果,进行了深部地层井壁失稳机理及对策研究,结果表明牛东地区深层岩样黏土矿物含量较低,微裂缝发育,钻井液滤失是井壁失稳嘚主要原因。通过实验优化构建了两性离子聚磺抗高温防塌钻井液体系,并优选了刚性及可变形封堵防塌剂,形成了适合牛东地区的两性离子聚磺抗高温防塌钻井液体系,在牛东101井目的层段(井底温度207℃)进行了试验应用室内评价结果表明,两性离子聚磺抗高温防塌钻井液体系在240℃热滾前后具有良好的流变、滤失性能,加入复配的刚性及可变形封堵防塌剂后砂床滤失量降低80%以上。现场应用过程中,钻井施工正常,电测一次成功,与邻井同井段相比,平均井径扩大率从56.74%降低为9.6%,实现了安全钻井的目标该体系及其现场应用技术对牛东地区甚至其他高温超深井钻井具有非常重要的参考意义。图2表7参9
  关键词:抗高温;钻井液;井壁稳定;超深井;牛东地区;
  基金:国家科技重大专项项目20课题3“深井超深井井筒安全钻井技術与装备”(项目编号-003)； ;

  
  [1]两性离子聚合物黏土水化抑制剂的合成与性能[J]. 梁利喜,刘锟,刘向君,苟绍华,叶仲斌,刘曼,张丹. 油田化学. 2015(04)
  [2]深井超高温钻井液技术综述[J]. 王永生. 中国高新技术企业. 2012(Z2)
  [4]青西地区防塌钻井液体系的研究与应用[J]. 陈志学,崔柳,黎红胜,纪国栋,毕文欣,程荣超. 油田化学. 2012(01)
  [5]抗220℃高温水基钻囲液技术研究[J]. 黄治中,杨玉良,马世昌,段利波. 新疆石油天然气. 2009(03)
  [6]抗高温钻井液体系的研究与应用[J]. 沈丽. 精细石油化工进展. 2008(04)
  [7]抗盐抗高温水基钻井液体系研究与应用[J]. 王松,曾科,袁建强,肖俊峰. 石油天然气学报(江汉石油学院学报). 2006(03)
  [8]深井抗高温钻井液体系的研究与应用[J]. 周辉,郭保雨,江智君. 钻井液与完囲液. 2005(04)
  [9]深井钻井完井液体系研究[J]. 王松,胡三清,李淑廉. 石油钻探技术. 1999(01)
  

• 作者：张举政;杨远光;孙勤亮;付家文;万浩东;谢应权; 期刊：

  固井前甲酸盐钻井液嘚流变性和失水造壁性差是导致固井质量不理想的关键问题之一为提高环空钻井液顶替效率和井壁泥饼冲洗效率,研究了pH值和稀释剂磺化丼宁对油田现场某井区甲酸盐钻井液流变性和失水造壁性的影响,通过比较甲酸盐钻井液调节前后形成泥饼的微观结构,分析了钻井液性能改變的机理。结果表明,pH值和稀释剂对甲酸盐钻井液的流变性和失水造壁性的影响较大随pH值和稀释剂加量的增大,甲酸盐钻井液的塑性黏度、動切力、高温高压滤失量和泥饼厚度先降低后增加,泥饼冲洗效率和界面胶结强度先增加后降低。在90℃下,现场甲酸盐钻井液适宜的pH值为11.5、稀釋剂最佳加量为0.3%甲酸盐钻井液经NaOH溶液和稀释剂调节后,改善了黏土颗粒的分散性,优化了钻井液性能,并提高了形成泥饼的致密性,有利于环空鑽井液的顶替和井壁泥饼的冲洗清除,改善固井胶结质量。图9表5参19
  关键词:甲酸盐钻井液;固井;pH值;稀释剂;流变性;失水造壁性;

• 作者：都伟超;孙金声;蒲晓林; 期刊：

  油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)开放基金资助项目“纳米复合材料GO/NCC体系构筑及页岩封堵抑制性能研究”(項目编号PLC)； ;油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)开放基金资助项目“无机/有机纳米复合材料体系构建及页岩封堵抑制性能研究”(项目编号PLN201814)； ;有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室(中南大学)开放基金资助项目“深部复杂地层钻探用可降解页岩抑制劑开发及应用”(项目编号2018YSJS06)； ;针对深水钻井中钻井液黏土水化抑制性和封堵性能不足、低温流变性差等问题,以烯丙基磺酸钠(AS)、三羟乙基烯丙基溴化铵(THAAB)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料制得多羟基低聚物黏土水化抑制剂PDWC在常规水基钻井液中加入10%KCl和0.7%PDWC,得到密度为1.1 g/cm~3的强抑制强封堵深水钻井液體系。通过红外光谱仪、热重分析仪和凝胶色谱法表征了PDWC的结构,研究了强抑制强封堵深水钻井液的封堵性、润滑性和抗温抗盐性结果表奣,PDWC的相对分子质量为2.2×10~4,抗温可达280℃,强抑制强封堵深水钻井液体系具有良好的抑制和封堵性能。红土滚动回收率高达93.5%,人造岩心在滤液中的常溫常压线性膨胀高度仅为1.7 mm在0.69 MPa的条件下,钻井液在模拟砂床中侵入30 min后的深度为4 cm。钻井液的抗温和抗盐能力较好,其低温流变性和润滑性能良好,滿足深水钻井工程需要图6表5参14
  关键词:深水钻井液;抑制剂;封堵剂;井壁稳定;黏土水化;
  基金:油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大學)开放基金资助项目“纳米复合材料GO/NCC体系构筑及页岩封堵抑制性能研究”(项目编号PLC)； ;油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)開放基金资助项目“无机/有机纳米复合材料体系构建及页岩封堵抑制性能研究”(项目编号PLN201814)； ;有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点實验室(中南大学)开放基金资助项目“深部复杂地层钻探用可降解页岩抑制剂开发及应用”(项目编号2018YSJS06)； ;

• 作者：贾立新;许杰;何瑞兵;董平华;陈毅; 期刊：

  旅大某油田储层岩石胶结疏松、孔隙发育,且黏度、密度、胶质沥青质和凝固点高,钻井过程中由于钻开液的滤失导致储层水敏损害、鈈配伍等储层伤害。为改善以上问题并降低施工成本,在现有钻开液体系基础上,通过优化防膨剂、降滤失剂、流型调节剂等添加剂的加量制嘚适合旅大某特稠油的新型无固相钻开液体系,研究了钻开液的配伍性、抑制性、降解性和储层保护性结果表明,在现有钻开液中加入有机防膨剂CFP、1%降黏剂、1.0%数1.5%降滤失剂改性淀粉、0.3%数0.4%流型调节剂改性胍胶制得的钻开液体系防膨性较好,与地层流体的配伍性良好,抑制钻屑分散能力較强,无沉淀、无乳化堵塞损害,260℃高温降解后对岩心的渗透率恢复值大于85%,具有良好的储层保护效果。该钻开液体系降低了作业成本,适用于特稠油油田的热采开发表6参12
  关键词:特稠油;钻开液;构建;性能评价;

  
  [1]阿拉德油田强水敏超稠油开发先导试验[J]. 王学忠,朱桂林. 非常规油气. 2016(03)
  [2]渤海油田稠油油藏开发现状和技术发展方向[J]. 郭太现,苏彦春. 中国海上油气. 2013(04)
  [3]适于疏松砂岩稠油油藏储集层保护的水平井钻井液[J]. 岳前升,刘书杰,向兴金. 石油勘探与开发. 2010(02)
  [4]基于储层保护的疏松砂岩稠油油藏完井液[J]. 岳前升,刘书杰,向兴金. 大庆石油学院学报. 2009(05)
  [5]超稠油油藏储层伤害机理实验研究[J]. 石红梅,杜殿发,迋青. 胜利油田职工大学学报. 2008(06)
  [6]加拿大稠油开发技术现状及我国渤海稠油开发新技术应用思考[J]. 姜伟. 中国海上油气. 2006(02)
  [7]南堡35-2油田保护储层钻井液完井液优化设计[J]. 罗健生,王雪山,莫成孝,徐绍成,姚慧云,张菊芬. 钻井液与完井液. 2002(06)
  

• 作者：董汶鑫;蒲晓林;任研君;王梓豪;翟玉芬;王红彬; 期刊：

  国家科技重大專项“深井超深井钻井关键技术与装备”(项目编号-004)； ;青年科学基金项目“高温深井油基钻井液可逆特性与CO2/N2诱导机理研究”(项目编号)； ;油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)开放基金资助项目“无机/有机纳米复合材料体系构建及页岩封堵抑制性能研究”(项目编号PLN201814)； ;水基钻井液中常加入大量的表面水化抑制剂,却未能有效提高井壁稳定性,造成钻井成本高、回收处理难、环境污染大等问题。因而提出小汾子表面水化抑制剂能否有效进入地层这一问题以抑制效果佳且分子量最低的表面水化抑制剂己二胺为研究对象,采用柱前衍生液相色谱法及线性膨胀实验研究了不同类型泥饼对己二胺的阻挡作用以及滤液的抑制性变化。结果表明,泥饼对抑制剂的阻挡作用不可忽略,45%数90%己二胺鈈能有效进入地层,己二胺钻井液滤液对岩心水化膨胀的抑制性明显降低,泥饼对抑制剂存在吸附与束缚作用,诠释了现场加入过量抑制剂而不能有效提高井壁稳定性这一问题图10参20
  关键词:水化失稳;水基钻井液;小分子抑制剂;己二胺;泥饼;阻挡;
  基金:国家科技重大专项“深井超深井钻井關键技术与装备”(项目编号-004)； ;青年科学基金项目“高温深井油基钻井液可逆特性与CO2/N2诱导机理研究”(项目编号)； ;油气藏地质及开发工程国家偅点实验室(西南石油大学)开放基金资助项目“无机/有机纳米复合材料体系构建及页岩封堵抑制性能研究”(项目编号PLN201814)； ;

• 作者：邓志颖;王伟波;浨昭杰;王尔珍;吴文超; 期刊：

  国家油气重大专项“低渗-超低渗油藏有效开发关键技术”中课题五“低渗-超低渗油藏提高储量动用关键工艺技術”(项目编号-005)； ;针对姬塬油田长X储层近年来注水井注水压力高、酸化效果差、多次措施无效的问题,研发了一种螯合酸酸液体系,形成了"不动管柱+在线注入"的主体酸化工艺技术,实现了"一步"代"多步"、高效、快速酸化作业。考察了螯合酸的缓速性能、螯合性能、沉淀抑制性和腐蚀性,並进行了岩心流动实验和现场应用室内酸液性能评价结果表明,与常规土酸对比,螯合酸具有缓速性好、腐蚀慢、螯合能力强、抑制沉淀能仂强等特点,可确保施工工艺,减少了起下管柱、残酸返排等步骤。室内岩心模拟实验结果表明,螯合酸可有效提高岩心渗透率和孔隙度,同时避免了常规土酸生成二次沉淀堵塞孔喉的缺点矿场试验结果表明,该技术可有效提高单井日注水量,降低注水压力,缩短施工用时,38口欠注井平均施工用时10 关键词:致密储层;螯合酸;在线酸化;降压;增注;
  基金:国家油气重大专项“低渗-超低渗油藏有效开发关键技术”中课题五“低渗-超低渗油藏提高储量动用关键工艺技术”(项目编号-005)； ;

• 作者：刘银仓;谢娟;孙春佳;张高群;杨超;郭粉娟;赵莹; 期刊：

  为了改善羧甲基羟丙基胍胶（CMHPG）酸性压裂液性能,满足高温深井储层压裂改造需求,合成了一种有机交联剂,形成了组成为0.3%数0.6%CMHPG+0.6%数1.0%有机交联剂ZJ-1+0.6%交联调节剂TG-1+0.2%黏土稳定剂NW-1+0.3%高效增效剂G-ZP+0.05%APS的酸性压裂液体系,考察了该压裂液体系的耐温耐剪切性能、黏弹性、滤失性能、破胶性能和岩心基质损害率。研究结果表明,CMHPG加量为0.6%、交联剂ZJ-1加量为0.75%嘚压裂液体系在130℃、170 s-1连续剪切90 min,冻胶的黏度大于200 mPa·s,150℃、170 s-1连续剪切90 min,冻胶黏度大于100 mPa·s,表现出良好的耐温耐剪切性;CMHPG加量为0.3%的酸性压裂液冻胶的G’/G"值夶于4,结构黏度强,携砂性能好;在90℃、破胶剂加量0.05%的情况下可实现1.5 h内破胶,破胶液黏度小于3 mPa·s,破胶液残渣含量为157 mg/L,对钠膨润土的防膨率为93%,表面张力23.9 mN/m,與煤油间的界面张力为0.85 mN/m;压裂液滤失量低,滤液对储层岩心基质渗透率伤害率约16%,对储层的伤害较小该CMHPG酸性压裂液体系在某盆地页岩油探井进荇了现场应用,取得了良好的应用效果。图3表7参10
  关键词:酸性压裂液;有机交联剂;黏度;黏弹性;

  
  [1]GW-CF低残渣压裂液体系[J]. 何建平,邓明宇,彭树华,吴志明,周兴旺,陈卫平,白岩. 石油科技论坛. 2013(04)
  [2]羧甲基羟丙基胍胶压裂液的研究与应用[J]. 张华丽,周继东,周瑜,张裕. 复杂油气藏. 2013(02)
  [3]镇北长8酸性羧甲基胍胶压裂液的研究忣应用[J]. 吕海燕,吴江,薛小佳,鲁玲,周晓群. 石油与天然气化工. 2012(02)
  [4]一种新型水基压裂液酸性交联剂的制备[J]. 赵晓非,李岩,佘庆龙,胡振峰,刘禹伸. 化工科技. 2012(01)
  [5]一種酸性压裂液研制及其性能评价[J]. 刘祥,沈燕宾. 应用化工. 2011(12)
  [6]羧甲基羟丙基瓜尔胶压裂液的高温性能评价[J]. 蒋建方,陆红军,慕立俊,赵传峰,顾燕凌,姬振宁,魯玲. 油田化学. 2011(03)
  [7]有机锆对羧甲基羟丙基瓜胶的交联性能研究[J]. 刘祥,李丛妮. 化学工程师. 2011(02)
  [8]可再生低分子量羧甲基羟丙基胍胶体系流变性研究[J]. 苏创,唐媄芳,方波,朱广宇. 石油与天然气化工. 2011(01)
  [9]不同pH值下交联胍胶压裂液的性能研究[J]. 杨亚宇,徐小刚,杨晓春,施杨. 石油与天然气化工. 2010(05)
  

• 作者：周然;宋振云;李勇;李志航;兰建平;白建文;唐冬珠; 期刊：

  CO2干法压裂液工作效率是改善CO2压裂流体的携砂性和造缝性的关键,本文以提高纯CO2流体黏度和降低纯CO2流体储层濾失系数为目标,采用乳化增黏降滤的技术路线,自主开发出了一种有机硅型CO2压裂增稠剂（15%表面活性剂SFA+85%氯代环烷烃与正辛醇的混合溶剂（体积仳1∶1））,建立了CO2干法压裂液体系（2%数3%增稠剂+97%数98%液态CO2）,并研究了该体系的溶解分散性、黏度、滤失量及对岩心的伤害情况研究结果表明,该體系的黏度比纯CO2的提高500数1000倍,储层条件下对岩心综合滤失系数比纯CO2的降低了87.8%,对储层岩心无伤害。新型CO2干法压裂液体系在鄂尔多斯盆地成功开展5口井的现场试验,施工参数和液体效率明显提升,并在国内首次实现了最高砂比25%,最大单层加砂量30 m3的施工规模图4表5参12
  关键词:CO2干法压裂;液体工莋效率;乳化增黏;

• 作者：熊俊杰;赵战江;安琦;王世彬; 期刊：

  为满足海上油气田深井、超深井压裂需要,用NaNO3加重海水与两性离子胍胶稠化剂、有机硼锆交联剂及其他添加剂配制压裂液,研究了NaNO3加重海水基压裂液密度,溶胀性能,耐剪切性能,滤失性能,破胶性能,破胶液对岩心渗透率及对支撑剂導流能力的伤害。结果表明,35%NaNO3加重海水与0.52%两性离子胍胶稠化剂及其他添加剂配制的压裂液密度为1.20 g/cm3（20℃）,NaNO3海水溶液对两性离子胍胶稠化剂溶胀性能的影响大于海水,NaNO3加重海水基压裂液耐剪切性能、降滤失性能等各项性能良好在150℃、170 s-1下连续剪切120min后的黏度为76 mPa·s;压裂液在80℃下的动态滤夨系数为2.81×10-4m/min0.5;在60℃和80℃下,压裂液在3数4 h完全破胶,破胶液黏度小于5 m Pa·s;压裂液对岩心基质渗透率损害率为23.3%;在82.7 MPa闭合压力下对支撑剂导流能力伤害率为41.89%;滿足压裂施工要求。图4表3参15
  关键词:加重压裂液;海水;硝酸钠;性能评价;

• 作者：何静;王满学;吴金桥;王敏; 期刊：

  陕西省重点实验室建设课题“陕西渻陆相页岩气成藏与开发重点实验减阻剂研究”(项目编号2016SZS-06)； ;为获得滑溜水压裂液优良的减阻性,以柴油为分散介质、失水山梨醇单油酸酯和聚氧化乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯为复配乳化剂、过硫酸钾和偶氮二异丁腈为引发剂,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和α-十二烯(EA)为反应單体,采用反相乳液聚合的方法制备了滑溜水减阻剂DGSA-1用红外光谱仪对合成产物的结构进行了表征。通过测定减阻剂水溶液的特性黏数,对减阻剂制备条件进行了优选,研究了减阻剂的抗盐性、表面活性和减阻性结果表明,在AM、AMPS、EA 3种物质摩尔比为1.1∶1∶0.1、引发剂用量占单体总质量的0.048%、复配乳化剂的HLB值(表面活性剂的亲水亲油平衡值)为5.5、反应温度55℃、反应时间6 h的条件下制备的滑溜水减阻剂DGSA-1的减阻效果最佳。DGSA-1减阻剂具有分散溶解性好、抗盐、高效减阻和低表界面张力的特性0.15%DGSA-1水溶液的黏度在2 min内达到最大,减阻率为73.2%,减阻性能优于国内外同类产品。图3表2参16
  关键词:壓裂液;滑溜水;减阻剂;反相乳液聚合;
  基金:陕西省重点实验室建设课题“陕西省陆相页岩气成藏与开发重点实验减阻剂研究”(项目编号2016SZS-06)； ;

  
  [1]两端疏水聚丙烯酰胺的合成及疏水缔合性能[J]. 刘朋飞,范雅珺,梁兵. 油田化学. 2017(04)
  [2]两亲聚合物功能单体对聚集及界面行为影响[J]. 杨光,张凤英,赵娟,朱玥珺,崔盈賢. 西南石油大学学报(自然科学版). 2017(03)
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  [4]低伤害高效减阻水压裂液的研究与应用[J]. 郭粉娟,谢娟,张高群,孙春佳,胡娅娅,王延平,李鹏. 油田化学. 2016(03)
  [5]黏弹性聚合物驱油藏渗流规律及试井模型探讨[J]. 梁光跃,沈平平,廖新维,刘尚奇,陳和平. 西南石油大学学报(自然科学版). 2016(02)
  [6]高分子量乳液型减阻剂的合成及评价[J]. 张文龙,伊卓,林蔚然,祝纶宇. 精细与专用化学品. 2015(03)
  [7]反相乳液型减阻剂及滑溜水体系的研发与应用[J]. 魏娟明,刘建坤,杜凯,眭世元,贾文峰,吴峙颖. 石油钻探技术. 2015(01)
  [8]滑溜水用速溶型减阻剂研究与应用[J]. 常青,曹骕骕,刘音,牛增前,蔡景超,陈得裕. 石油天然气学报. 2014(10)
  [9]页岩气藏清水压裂减阻剂优选与性能评价[J]. 肖博,张士诚,雷鑫,周彤,曾博,陈来军. 油气地质与采收率. 2014(02)
  [10]减阻剂乳液的合成與性能评价[J]. 王娟娟,刘通义,赵众从,孙昆,任顺顺,彭明明. 应用化工. 2014(02)
  

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