《石油儲層微通道形成納米減阻邊界層的內在機理研究》是依託上海大學，由顧春元擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：石油儲層微通道形成納米減阻邊界層的內在機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：顧春元
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目旨在解決納米減阻機理中的一些關鍵理論問題，提高納米降壓增注技術的施工成功率和有效期。擬採用理論研究和實驗測試的方法，重點研究儲層微通道形成納米減阻邊界層的內在機理，掌握納米材料與不同類型儲層的吸附能力，包括：建立納米顆粒與儲層岩心的微觀作用數學計算模型，研究模型參數及計算方法，測試不同類型油層岩心的模型參數，計算微觀作用力，闡述形成納米顆粒邊界層的力學機制。通過納米吸附實驗與表面微結構等性能檢測技術，研究多種因素對吸附效果的影響；研究吸附強度的評價方法，試製吸附層沖涮實驗裝置，研究影響吸附強度的因素與規律；針對岩心不可視的特性，採用核磁共振成像分析技術觀察和測試納米處理前後水流路徑與形態分布、岩心的潤濕性，研究岩心微通道邊界層性能的變化。研究成果將為優選井層提供理論依據，為改進工藝提供指導，提高措施成功率和有效期，促進納米減阻技術的發展，也為納米驅油提高原油採收率起到借鑑作用。
結題摘要
本項目針對儲層微通道形成納米減阻邊界層的內在機理進行了研究。重點研究了納米液滴和納米顆粒的微觀受力特徵，建立了多孔介質中水基納米流體的微觀作用計算模型和納米流體的水流滑移模型；開展了納米流體和儲層岩心的特性實驗研究，進行了模型參數的分析與計算；闡述了水基納米流體吸附邊界層的形成機制。自主研製了具有智慧財產權的沖刷實驗裝置，開展了吸附實驗、沖刷實驗、微觀形貌和潤濕性檢測實驗，研究多種因素對吸附效果的影響；採用核磁共振技術結合岩心驅替實驗，研究了納米流體處理岩心前後的水流減阻特徵和潤濕性反轉的特性。研究結果顯示：國內十餘個油田岩心在不同鹽度和酸鹼性條件下的Zeta電位（ZP）大約在-14mV~-46.4mV；納米流體的電位與粒徑隨濃度變化，0.2%以內ZP大約在-27mV~-378mV，粒徑為40nm~170nm；納米顆粒、納米液滴和表面活性劑及水與孔壁在近壁處的作用能級分別為10-18J、10-17~19J、10-20J和10-21J左右，納米顆粒依靠疏水作用力靠近孔壁，形成了“納米顆粒+表面活性劑”的雙重吸附機制，潤濕性呈現“內疏外親”的特徵；若干岩心的吸附和沖刷特徵顯示，沖刷過程中潤濕性反轉，由親水到超親水再向疏水轉化，與吸附機制的理論分析結論一致，驗證了雙重吸附機制。基於核磁共振技術開展了岩心驅替實驗，成功表征了水基納米流體驅替岩心的潤濕性變化，T2截止值變大，潤濕性變為強疏水，滲透率增加了33%以上，三者結果一致，初步形成了基於核磁共振技術的岩心潤濕性變化的快速、無損的測試方法。項目成果對納米減阻套用效果起到了一定的促進作用，2013年以來與2012年相比，水基納米減阻技術在江蘇油田套用中效果明顯提高，平均有效期提高了6個月，有效率提高36.7%，單井累計增注量增加了120%。
