[00711495]石油储层微孔道纳米降压增注新技术研究

1)系统地研究了纳米降压增注机理。首先对纳米颗粒在岩石微孔道内的受力特征、纳米颗粒与孔壁强力吸附的竞争吸附机制进行了深入的理论研究，提出了以疏水纳米结构表面水流滑移效应为核心的纳米降压增注技术机理。在此基础上，利用间接实验方法验证了疏水纳米颗粒在岩心微孔道壁面的吸附，并分析了有无水膜、壁面位置等对吸附效果的影响；利用间接实验方法研究了纳米吸附对岩石微孔道表面润湿性的影响，分析了温度、浓度和吸附时间等对表面润湿性改变效果的影响。在实验验证和研究的基础上，从理论上研究了纳米颗粒吸附改变岩石微孔道孔壁润湿性的机制，提出了纳米颗粒吸附表面的润湿性计算方法、去水湿的条件，并利用LBM数值分析方法研究了润湿性改变的关键参数影响规律和润湿性梯度驱动液滴运动的机制，并对纳米颗粒吸附单孔道微流体动力学进行了较全面的研究，建立了纳米颗粒吸附岩石微孔道的水流滑移模型，研究了岩心渗透率提高幅度与边界滑移长度的内在联系。基于上述理论研究成果，开展了纳米吸附岩石微孔道微流体动力学的实验研究，利用专门的微观驱替实验装置对纳米颗粒吸附前后的岩心渗透率进行了测定，并确定出了纳米颗粒吸附的降压增注作用、岩心微孔道的边界滑移长度。2)开展了降压增注纳米新材料研发工作。主要包括：研究了增注纳米材料的表征技术和可控合成技术，探讨了纳米SiO2粉体的疏水性表面修饰方法，制备了多种纳米降压增注材料，给出了这些材料的特征与技术指标。开展了纳米增注剂原液的合成、表征及应用特性研究，制备了ZZY-Ⅰ耐盐性纳米增注剂原液和ZZY-Ⅱ耐低温耐盐性纳米增注剂原液，测试了各种分散乳液的破乳时间。结合现场施工特点，开展了耐酸碱纳米增注剂原液的配制及性能评价工作。此外，对纳米分散液微观结构进行了理论研究。同时，开展了50kg和1000kg级纳米降压增注材料制备技术的研究工作。3)开展了纳米颗粒特征与地层的匹配性研究工作。首先对江苏油田给定区块的地层物性指标参数进行了测定，选择了朱庄、王龙庄、码头庄等油区的10块岩心，通过x射线衍射定量分析了岩心的矿物组成和粘土矿物的相对含量。随后对不同岩心与纳米颗粒的吸附特性进行了测试分析，研究了地层水酸碱度对纳米颗粒吸附岩心表面性能的影响。在此基础上研究了纳米材料与岩心的匹配性，并得到了一些重要结论，其对矿场试验的纳米材料选择具有重要的指导意义。值得强调的是，在该项目的研究工作开展过程中，课题组与中国石化集团公司开展了一个相关项目的研究，这样就为该项目提供了一个研究成果应用于工程的机会。2008年3月和2008年12月，课题组在江苏油田沙26-9井和天83-9井进行了矿场试验，取得了最大降压12.5MPa的效果，有力地证明了该项目研究成果的科学性和实用性。4)在该项目研究过程中，共发表学术论文10篇，其中EI收录4篇，SCI收录2篇。申请专利3项，其中发明专利2项。培养骨干教师3名，培养博士生6名，其中1名毕业；培养硕士生6名，其中毕业4名。一篇博士论文被评为上海市优秀博士论文。5)建成了国内首家“纳米降压增注效果评价实验室”。