不同类型表面活性剂对油膜动态剥离特征及机理

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作者 徐国瑞 李晓骁 +3 位作者 周泾泾 王硕 李翔 刘丰钢 《油田化学》 北大核心 2025年第2期323-330,348,共9页

油膜是一种重要的水驱残余油类型,提高其动用程度将进一步提高采收率。为研究不同类型表面活性剂对油膜的动态剥离特征,基于可视化油膜剥离物理模拟方法,量化表征了油膜剥离动态特征参数。通过11种不同类型的典型表面活性剂剥离油膜实验... 油膜是一种重要的水驱残余油类型,提高其动用程度将进一步提高采收率。为研究不同类型表面活性剂对油膜的动态剥离特征,基于可视化油膜剥离物理模拟方法,量化表征了油膜剥离动态特征参数。通过11种不同类型的典型表面活性剂剥离油膜实验,明确了不同表面活性剂分子结构及性质对油膜动用规律及作用机理的影响。结果表明,不同类型表面活性剂剥离油膜的动态特征及剥离机理差异明显。阴离子型表面活性剂(十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠)对油膜的剥离主要受分子结构中亲油基团数量和乳化性能的影响,提高碳链数有利于油水乳化作用从而促进油膜剥离;阳离子型表面活性剂(十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵)对油膜的剥离效果主要受结构中亲油基团数量、油水界面张力、油水乳化性能和润湿性反转能力的共同影响,提高碳链数有利于降低油水界面张力、提高乳化能力、增强岩石表面亲水性能,从而促进油膜剥离;非离子型表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚类)对油膜的剥离效果主要受结构中亲水基团数量、油水界面张力和乳化性能的共同作用,提高聚氧乙烯醚基团数量有利于提高分子亲水活性、降低油水界面张力和提高乳化能力进而剥离油膜。研究结果可为水驱油藏的表面活性剂分子结构设计与驱油理论研究提供借鉴。 展开更多

关键词 油膜 表面活性剂 动态剥离 剥离机理 油水界面张力 润湿性 乳化

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基于深度学习的渗流方程求解方法

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作者 郭布民 徐延涛 +5 位作者 武广瑷 张雯 杨浩 王金伟 王倩 李道伦 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期1117-1124,共8页

基于深度学习的正演与反演是当前研究热点,而渗流方程是描述流体在多孔介质中运动的数学模型,该方程存在非线性和源汇项,给深度学习求解带来了很大挑战。文章提出基于物理约束的深度学习的渗流方程求解方法,并将其应用在油藏参数反演中... 基于深度学习的正演与反演是当前研究热点,而渗流方程是描述流体在多孔介质中运动的数学模型,该方程存在非线性和源汇项,给深度学习求解带来了很大挑战。文章提出基于物理约束的深度学习的渗流方程求解方法,并将其应用在油藏参数反演中。针对非线性强和源汇项的问题,提出多级残差框架用于学习井周围压力变化特征,从而更好地符合物理规律;对输入的时间与空间坐标进行非线性变换,引入自适应参数,增加网络的灵活性和模型的表达能力,实现渗流方程的智能求解。该求解方法仅依赖于井底的压力数据,无需传统的数值计算即可实现正演与参数高效反演。数值实验结果表明,无论在均质储层还是在非均质油藏中,该方法都能够精确求解变井流量条件下的井底压力,并有效反演出储层中的多个参数。 展开更多

关键词 深度学习 自动反演 物理约束 非均质油藏 多参数反演

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适用于海上高温高盐油藏深部调驱的超分子复合微球体系制备及性能评价 被引量：1

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作者 李翔 郑玉飞 +5 位作者 刘丰钢 徐国瑞 鞠野 宫汝祥 朱彤宇 柏溢 《大庆石油地质与开发》 北大核心 2025年第3期112-120,共9页

针对常规聚合物微球体系因耐温耐盐性能较差而无法适用于高温高盐油藏的问题,采用乳液聚合法成功制备出一种含有耐温基团硅氧烷和抗盐基团AMPS的超分子复合微球体系。考察了各组分用量、反应时间和反应温度对微球体系性能的影响,通过仪... 针对常规聚合物微球体系因耐温耐盐性能较差而无法适用于高温高盐油藏的问题,采用乳液聚合法成功制备出一种含有耐温基团硅氧烷和抗盐基团AMPS的超分子复合微球体系。考察了各组分用量、反应时间和反应温度对微球体系性能的影响,通过仪器检测分析对其结构和性能进行了表征及评价,并利用物模驱替实验测试了体系的封堵性能和驱油效果。结果表明:复合微球体系的平均初始粒径约为480 nm,有效物质量分数为25.7%;在170℃、矿化度34691 mg/L条件下可稳定存在14 d,老化60 d后仍可发挥封堵作用;体系具有良好的注入性与封堵性,质量浓度为1000~4000 mg/L的体系在30×10^(-3)~300×10^(-3)μm^(2)渗透率下的初始阻力系数均小于等于5,对渗透率为223.8×10^(-3)~261.0×10^(-3)μm^(2)的岩心封堵率最高可达88.3%;质量浓度为2000 mg/L的微球体系在渗透率级差为10的岩心驱替实验中的采收率提高幅度最高可达20.69百分点;在高温高盐油藏开展矿场试验,净增油量为4603.1 m^(3),措施有效期超过7个月,增油效果显著。该技术对于海上高温高盐油藏的开发具有良好的示范作用。 展开更多

关键词 超分子微球 耐温耐盐 乳液聚合 性能评价 深部调驱

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海上油田同源闭式注水流量控制装置研究与应用

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作者 赵广渊 杨树坤 +4 位作者 李越 任培培 郑玉飞 蔡洪猛 黄泽超 《石油机械》 北大核心 2025年第3期45-51,共7页

同源闭式注水工艺兼具生产和注水功能,管柱结构较为复杂,注水温度也较高,同时传统的投捞水嘴式流量调节方式存在调节效率低、大斜度井不适用等不足。为此,在优选控制方式的基础上,优化设计了流量控制装置的关键结构和参数,形成了适用于... 同源闭式注水工艺兼具生产和注水功能,管柱结构较为复杂,注水温度也较高,同时传统的投捞水嘴式流量调节方式存在调节效率低、大斜度井不适用等不足。为此,在优选控制方式的基础上,优化设计了流量控制装置的关键结构和参数,形成了适用于多井同源闭式注水的多级液控流量控制装置,通过地面性能试验验证了流量控制装置耐高温高压、大排量调节的性能。试验和现场应用结果表明:多级液控流量控制装置满足150℃高温、60 MPa高压生产条件,换挡机构可满足3600次挡位调节,满足3000 m^(3)/d大排量注水和12级流量精细调节;装置的动密封和换挡结构设计合理,应用可靠性高,可实现地面控制调节井下水嘴开度,配套的同源闭式注水调配技术满足海上油田多井同源闭式注水分层调配需求。研究结果可为海上油田同源闭式注水工艺提供技术支撑。 展开更多

关键词 海上油田 多级流量控制装置 闭式注水 液压控制 水嘴调节 动密封

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基于机器学习方法的气相CO_(2)环境下13Cr管材腐蚀速率预测模型研究

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作者 郑华安 姜平 +5 位作者 贾辉 宫汝祥 薄振宇 张雪娜 冯福平 韩旭 《热加工工艺》 北大核心 2025年第12期84-91,共8页

CO_(2)腐蚀井下管材现象普遍存在,目前对于气相CO_(2)环境下的13Cr管材腐蚀速率缺少适用的预测方法。针对该问题,研究了含Cr管材抗腐蚀机理及影响因素。基于正交试验法明确了各腐蚀因素影响13Cr管材腐蚀速率的重要性。基于机器学习方法... CO_(2)腐蚀井下管材现象普遍存在,目前对于气相CO_(2)环境下的13Cr管材腐蚀速率缺少适用的预测方法。针对该问题,研究了含Cr管材抗腐蚀机理及影响因素。基于正交试验法明确了各腐蚀因素影响13Cr管材腐蚀速率的重要性。基于机器学习方法,建立了管材腐蚀速率预测模型。采用Python语言编制了BP神经网络、决策树、随机森林以及支持向量机等4种机器学习模型,以室内数据为数据集进行腐蚀速率模型优选。结果标明,13Cr管材在气相CO_(2)中表现为匀速腐蚀,腐蚀速率为0.0122~0.0361 mm/a。与室内结果相比,决策树模型预测结果准确度可达到85.1%。采用现场实际应用套管剩余壁厚对所建模型进行验证,准确率在80%以上。所建立的预测方法可推广应用至相近腐蚀条件下的管材腐蚀速率预测。 展开更多

关键词 CO_(2)腐蚀 13Cr 机器学习 决策树 腐蚀速率预测

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海上油田用低初黏易降解堵水体系

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作者 兰夕堂 代磊阳 +5 位作者 徐国瑞 郐婧文 冯阳 徐谦 薛明皓 陈立峰 《油田化学》 北大核心 2025年第3期427-433,450,共8页

为了解决常规聚合物凝胶在注入过程中存在注入压力大、注入困难的问题,文章制备了一种低初黏易降解凝胶体系,考察了该凝胶体系的注入性、成胶性能;并通过扫描电子显微镜(SEM)和万能力学压力机深入研究了该凝胶的微观形貌和机械强度;进... 为了解决常规聚合物凝胶在注入过程中存在注入压力大、注入困难的问题,文章制备了一种低初黏易降解凝胶体系,考察了该凝胶体系的注入性、成胶性能;并通过扫描电子显微镜(SEM)和万能力学压力机深入研究了该凝胶的微观形貌和机械强度;进一步地,采用热重分析及凝胶脱水率测试评价了该凝胶的耐温性和热稳定性;最后,通过可降解性实验和物理模拟实验评估了该凝胶的可降解性能和封堵性能。研究结果表明,适用疏松砂岩储层的低初黏易降解海水基凝胶体系配方为:0.2%聚合物VC-1+2%衣康酸+0.7%三聚氰胺+0.1%硫代硫酸钠,成胶温度范围为50~90℃,成胶时间在5~22h调控,抗压强度(90℃)为310.4kPa,表现出较高的机械强度。凝胶在90℃下熟化90d的脱水率仅为7.4%,且最高耐温达到201.1℃,具有良好的长期稳定性和热稳定性。凝胶具有良好的封堵性和可降解性。物理模拟实验中凝胶的突破压力达到3.99MPa,并在首次水驱突破后能进行二次运移封堵。当降解液QC-1与凝胶的质量比为1∶2时,在70℃下熟化10d的降解率达到98.2%。采用研发的低初黏海水基堵水凝胶体系进行控水作业,典型井平均日产油量由2.3t增至62t,含水率从99.7%降至72.4%,阶段增产原油量达到2710t,可显著提升油井产量并降低含水率。 展开更多

关键词 低初黏 可降解 海水基 控水

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自沉降型高强度套管堵漏剂的性能与应用

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作者 徐国瑞 郭永华 +3 位作者 王晓龙 常振 李翔 冯轩 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期702-707,共6页

井筒完整性治理是保障油气井安全生产的关键问题之一,针对国内尚缺乏自主研发的用于海上油田作业的有效堵漏剂材料,通过对主剂和固化剂体系的优选制备了堵漏剂体系,通过扫描电镜和红外光谱等表征手段结合的方法,研究了堵漏剂的固化机理... 井筒完整性治理是保障油气井安全生产的关键问题之一,针对国内尚缺乏自主研发的用于海上油田作业的有效堵漏剂材料,通过对主剂和固化剂体系的优选制备了堵漏剂体系,通过扫描电镜和红外光谱等表征手段结合的方法,研究了堵漏剂的固化机理,通过沉降固化实验测试了体系的模拟环空封堵性能。研究结果表明,所制备的堵漏剂体系兼具低初始黏度(90 mPa·s)和高封堵抗压强度,具有良好的固化性能。通过对堵剂的固化机理分析认为,堵漏剂的高强度固化性能主要是由于强交联反应。封堵模拟测试证实堵漏剂体系具备优异的承压能力(>160 MPa/m),并能够在20 m高度下沉降固化,具有极强的封堵能力。将该堵漏剂体系在南海东部A油田某水平井进行了现场应用,成功完成漏点封堵作业。本研究为井筒完整性治理提供了新型纯液体堵剂,产品具备良好的应用潜力。 展开更多

关键词 井筒完整性 套管 堵漏剂 环空封堵

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亚微米-微米级体膨颗粒调剖剂PAS的研制及应用 被引量：1

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作者 李翔 郑玉飞 刘晓宇 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期102-108,共7页

目的为满足渤海油田高含水井组对小尺寸、高性能调剖剂颗粒的需求,利用丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主剂、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)为交联剂,纳米SiO2为改性剂,过硫酸铵(APS)和NaHSO_... 目的为满足渤海油田高含水井组对小尺寸、高性能调剖剂颗粒的需求,利用丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主剂、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)为交联剂,纳米SiO2为改性剂,过硫酸铵(APS)和NaHSO_(3)为引发剂,通过自由基聚合法合成固核结构亚微米-微米级体膨颗粒调剖剂(PAS)。方法采用“预粉碎-球磨粉碎”两步法工艺研磨,然后通过红外表征了其分子结构,并研究温度、矿化度对其性能影响。利用填砂管模型驱替实验研究了PAS的注入性能、深部封堵能力、耐冲刷性能和提高采收率效果。结果PAS在水溶液中分布均匀,在粒径中值为17.30μm、温度为120℃、质量浓度为200000 mg/L条件下老化90天,凝胶强度依然较高。封堵与提高采收率实验结果表明,在渗透率为3000×10^(−3)μm^(2)的条件下,封堵率达到98.0%以上,对非均质岩心提高采收率幅度大于22.8%。结论针对现场高孔高渗油藏开展现场试验,平均日增油达28.31 m^(3),稳油控水效果显著。 展开更多

关键词 亚微米-微米级体膨颗粒 调剖剂 提高采收率 性能评价

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基于计算流体力学方法的CO_(2)驱油与埋存微观规律 被引量：1

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作者 黄子俊 张雪娜 +6 位作者 雷伴雨 宫汝祥 刘伟伟 郑玉飞 薄振宇 朱彤宇 李宗法 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第6期26-34,共9页

多孔介质内CO_(2)驱油与埋存过程受孔喉结构、受力情况、CO_(2)-油混相程度和流体物性变化的共同影响。基于计算流体力学(CFD)方法,提出一种CO_(2)驱油与埋存孔隙尺度数值模拟方法,以讨论孔喉结构、受力情况、CO_(2)-油混相程度与流体... 多孔介质内CO_(2)驱油与埋存过程受孔喉结构、受力情况、CO_(2)-油混相程度和流体物性变化的共同影响。基于计算流体力学(CFD)方法,提出一种CO_(2)驱油与埋存孔隙尺度数值模拟方法,以讨论孔喉结构、受力情况、CO_(2)-油混相程度与流体物性变化等因素对CO_(2)驱油与埋存效果的影响。模拟结果表明:CO_(2)混相驱油初期,流体对流是影响原油采出与碳埋存程度的关键因素。在CO_(2)混相驱油与埋存阶段后期,受真实多孔介质复杂孔隙结构影响,扩散是盲端、角隅等孔隙结构内油组分与CO_(2)混合、采出及实现CO_(2)埋存的基本机制,扩散可使原油采出程度进一步提高18.14%。流体密度和黏度降低能够有效增强主渗流区域内油/CO_(2)组分的浓度梯度,从而显著提升各组分的扩散效率,进而提高CO_(2)驱油与埋存效率。研究结果可为矿场CO_(2)驱油与埋存过程提供理论支持。 展开更多

关键词 计算流体力学 孔隙尺度 混相驱 CO_(2)埋存

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Janus纳米颗粒制备及其驱油性能 被引量：2

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作者 郭永华 徐国瑞 +3 位作者 杨劲舟 李晓骁 王硕 楚重重 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1331-1337,共7页

采用Pickering乳液法成功合成具有不同亲水、亲油性的Janus纳米颗粒,通过SEM,TEM,FTIR,TG等方法表征了Janus纳米颗粒的结构和性质,以此为基础构筑了Pickering乳液调剖剂体系,并通过单岩心物模实验测试了该体系在较低渗透率条件下的调剖... 采用Pickering乳液法成功合成具有不同亲水、亲油性的Janus纳米颗粒,通过SEM,TEM,FTIR,TG等方法表征了Janus纳米颗粒的结构和性质,以此为基础构筑了Pickering乳液调剖剂体系,并通过单岩心物模实验测试了该体系在较低渗透率条件下的调剖效果。实验结果表明,Pickering乳液型调剖剂体系在90℃,35000 mg/L矿化度条件下具有较好的乳化性能和乳液稳定性,并展现出较好的乳化增黏效果。当岩心渗透率为50×10^(-3)μm^(2)时,后续水驱阶段注入压力可由1.053 MPa增至1.824 MPa,采收率可在一次水驱基础上提高16.71百分点,表明Pickering乳液调剖剂体系具有优良的调剖效果和提高采收率效果。 展开更多

关键词 提高采收率 Janus纳米颗粒 二氧化硅 驱油 Pickering乳液

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缓交联高强度凝胶的制备和性能研究 被引量：1

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作者 代磊阳 牟媚 +2 位作者 徐国瑞 张晓封 郐婧文 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期871-877,共7页

为平衡注入性与封堵性间的矛盾,需选择初始黏度低、成胶时间长、成胶后强度高的凝胶堵剂,鉴于铬冻胶成胶时间调控难度大、酚醛交联剂毒性大等问题,采用聚乙烯亚胺为交联剂、聚酰胺-胺为主剂、硫脲为除氧剂、硅溶胶为增强剂制备凝胶。实... 为平衡注入性与封堵性间的矛盾,需选择初始黏度低、成胶时间长、成胶后强度高的凝胶堵剂,鉴于铬冻胶成胶时间调控难度大、酚醛交联剂毒性大等问题,采用聚乙烯亚胺为交联剂、聚酰胺-胺为主剂、硫脲为除氧剂、硅溶胶为增强剂制备凝胶。实验结果表明,该凝胶可在70℃、总矿化度为26205 mg/L的储层条件下使用,成胶时间为4 d,凝胶强度可达到H级,封堵率可达90%以上,对实现深度堵水有一定的指导意义。 展开更多

关键词 凝胶 聚酰胺-胺 耐盐 低黏

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海上过筛管压裂工艺研究及应用 被引量：10

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作者 王绪性 郭布民 +2 位作者 徐延涛 袁文奎 李湾湾 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2022年第2期56-60,共5页

针对渤海油田中高渗疏松砂岩储层低产、低效井,分析了过筛管压裂射孔方式,建立了50~1000 mD中高渗储层压裂支撑裂缝半缝长和支撑裂缝导流能力优化经验公式。结合海上压裂作业及海水的高矿化度、高钙镁离子等特点,形成了海水基压裂液体... 针对渤海油田中高渗疏松砂岩储层低产、低效井,分析了过筛管压裂射孔方式,建立了50~1000 mD中高渗储层压裂支撑裂缝半缝长和支撑裂缝导流能力优化经验公式。结合海上压裂作业及海水的高矿化度、高钙镁离子等特点,形成了海水基压裂液体系。支撑剂优选方面,研究了考虑支撑裂缝防砂临界流速的支撑剂粒径优选方法,同时评价了固结支撑剂在50~180℃不同温度下的固结强度。根据已实施11口井的过筛管压裂作业,9口井压裂之后增液、增油效果十分显著。实践证明过筛管压裂工艺可有效解决海上中高渗疏松砂岩储层低产、低效的难题,具有一定推广价值,但长期有效防砂是过筛管压裂工艺的关键。 展开更多

关键词 海上油田 压裂 筛管完井 储层改造 中高渗储层

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油酸咪唑啉复合缓蚀剂在南海油田的应用 被引量：4

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作者 禹盟 铁磊磊 +3 位作者 杜朝阳 李翔 常振 汪洋 《化学与生物工程》 CAS 2023年第7期61-64,共4页

以油酸、二乙烯三胺、硫脲为原料合成了油酸咪唑啉,随后与喹啉季铵盐以及其它组分进行复配,合成了一种油酸咪唑啉复合缓蚀剂HS2,并开展了室内性能及现场应用效果评价。动态腐蚀评价结果表明,当复合缓蚀剂HS2加量为60 mg·L^(-1)时,... 以油酸、二乙烯三胺、硫脲为原料合成了油酸咪唑啉,随后与喹啉季铵盐以及其它组分进行复配,合成了一种油酸咪唑啉复合缓蚀剂HS2,并开展了室内性能及现场应用效果评价。动态腐蚀评价结果表明,当复合缓蚀剂HS2加量为60 mg·L^(-1)时,X65碳钢材质挂片的平均腐蚀速率降至0.0589 mm·a^(-1),满足油田腐蚀标准(<0.076 mm·a^(-1))要求,且挂片表面无明显点蚀。现场应用结果表明,复合缓蚀剂HS2具有良好的缓蚀性能,当复合缓蚀剂HS2加量为60 mg·L^(-1)时,管线腐蚀速率较低且无明显波动,腐蚀速率最高为0.0100 mm·a^(-1),属于低度腐蚀。目前,复合缓蚀剂HS2已在南海某油田工业化应用,效果稳定。 展开更多

关键词 咪唑啉 油田 缓蚀剂 腐蚀评价 油酸

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纳米催化剂应用于多孔介质中CHEOR技术的可行性探讨 被引量：2

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作者 吴青 李敬松 +3 位作者 李田靓 林涛 王乔波 宋宏志 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第8期19-22,34,共5页

为了使催化剂在化学反应加热提高采收率(CHEOR)技术中更为可靠、高效,研究了利用钴基和铁基催化剂作为CHEOR技术中定向化学反应的催化剂新方法。该方法通过一维模拟实验,在多孔介质中对化学反应生热状况进行了研究。结果表明,多孔介质... 为了使催化剂在化学反应加热提高采收率(CHEOR)技术中更为可靠、高效,研究了利用钴基和铁基催化剂作为CHEOR技术中定向化学反应的催化剂新方法。该方法通过一维模拟实验,在多孔介质中对化学反应生热状况进行了研究。结果表明,多孔介质中纳米钴基、铁基催化剂均能催化化学反应。在298℃、1 MPa条件下,化学反应释放的热量最高可将多孔介质中的温度升高48℃;当合成气注入流量为400 mL/min时,铁基催化剂催化化学反应能够持续稳定释放热量,但在含油多孔介质中,铁基催化剂的活性会受到影响。研究结果表明,纳米催化剂的反应生热技术在多孔介质中的可行性,同时为后续催化剂的研制及参数选择提供了依据。 展开更多

关键词 重油 纳米 催化剂 反应生热 CHEOR技术

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