微纳尺度油水界面离子调控机制及其微观渗流规律研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51904244
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0402.油气开采
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Low salinity waterflooding is considered as a potential EOR technique yet the underlying mechanism remains controversial. Majority of the research revolves around the interactions among crude oil brine and reservoir rocks however the interplay between crude oil and brine has been paid much less attention to. Therefore, droplet-based microfluidics is employed to explore the influence of brine composition on the basic fluid flow behaviors inside the single pore-throat geometry. Subsequently, microfluidic chips with pore-throat network is applied to investigate the effect of brine composition on the pore-level flow pattern as well as the generation and distribution of residual oil saturation. A mechanism interpreting the influence of brine composition on the crude oil brine interfacial activity and fluid flow behaviors is expected by combining the molecular dynamics simulation on the crude oil-brine interfacial phenomena. Finally, low salinity waterflooding is simulated inside a real rock sample to elucidate the role of crude oil-brine interfacial activities on the two phase flow through porous media. The systematic and in-depth investigation of the crude oil brine interfacial phenomena can be beneficial to the understanding on the mechanism of the ion-mediated interfacial activity and its specific influence on the fluid flow behavior, which will ultimately aid in unravelling the mechanism of low salinity waterflooding and providing an insight on the future application of combining low salinity waterflooding with other chemical flooding approaches.
低矿化度水驱在当前低油价和高环保要求的背景下具有巨大的应用潜力,然而对于其提高采收率的机理还缺乏统一认识,目前开展的研究主要围绕油水与岩石的反应却忽略了油水间的相互作用。因此,本项目拟利用液滴微流控芯片,探索水相离子对单孔喉内单分散油滴基本流体行为的影响机制,随后扩展至具有孔隙网络结构的微模型以考察水相离子对油水两相微观渗流现象以及驱替后剩余油形成和分布的作用机理,结合分子模拟深入分析水相离子对油水界面活动的调控规律,提出离子对油水界面性质及油水两相渗流的微观影响机理。最后基于真实岩心模型,明确油水界面性质在油水岩三相系统中对微观两相渗流现象的具体影响。通过对油水界面现象系统、深入的机理研究,弥补对离子与油水界面性质之间关系认识的不足,阐明油水界面性质对微观两相渗流的具体影响机制,完善低矿化度水驱机理,为低矿化度水驱的高效利用以及与其他驱替方式的结合应用奠定理论基础。

结项摘要

低矿化度水驱在当前低油价和高环保要求的背景下具有巨大的应用潜力,然而对于其提高采收率机理还缺乏统一认识。本项目利用微流控芯片探索水相离子组成与矿化度对微观尺度油相流体行为的影响机制。利用均质孔隙网络结构芯片模拟不同水驱过程,实验发现在低矿化度下驱替过程中形成的乳状液更易聚并从而保持油相连续性,而Na+的存在相比Ca2+更有助于油水界面融合或乳状液聚并生成更大的乳状液从而提高水驱效率。结合前期研究发现低矿化度水驱提高采收率是被阻碍的油相卡断和被促进的乳状液聚并协同作用的结果。利用具有高低渗区域的非均质芯片模拟含有不同水相离子组成和含量的水驱过程。结果表明MgCl2水驱效率相对较低,和常规地层水驱效率相当,且矿化度对采收率的影响较小,低矿化度NaCl和KCl驱油效率相对较高,实验表明低矿化度条件下芯片亲水性较好且形成较多乳状液。随后研究不同驱油剂组成对驱替过程中油水两相微观渗流现象以及驱后剩余油形成和分布的作用机理,实验发现单一低浓度表面活性剂驱与低矿化度水驱采收率相当,较高浓度表面活性剂驱则优于低矿化度水驱。相比于低矿化度水驱,阴离子与两性离子型表面活性剂复合驱油能够显著降低界面张力,油相更易卡断形成小油滴,对油相动用能力更强,尤其在低渗区域优于低矿化度水驱。水相化学组成对原油采收率的影响具有多面性,同时受多种化学反应和多重因素的共同影响,而最终采收率则是油水界面行为、油-水-岩石三相间作用综合影响的结果。对于非均质性多孔介质进一步提高采收效率,实验发现注入纳米聚合物微球能够封堵高渗介质从而提高采收效率,而影响其封堵效率的因素依次为颗粒粒径、浓度和渗透率,以上研究为低矿化度水驱与其他驱替方式的结合从而进一步提高采收率奠定理论基础。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
纳米聚合物微球对高渗透介质封堵效果评价及作用机理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    油气地质与采收率
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘娅菲;杨静雯;姚婷玮;周德胜;陈硕思
  • 通讯作者:
    陈硕思
Pore-Scale Investigation on the Plugging Behavior of Submicron-Sized Microspheres for Heterogeneous Porous Media with Higher Permeability
亚微米微球对高渗透非均质多孔介质封堵行为的孔隙尺度研究
  • DOI:
    10.1155/2020/8869760
  • 发表时间:
    2020-10-17
  • 期刊:
    GEOFLUIDS
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Liu, Yafei;Yang, Jingwen;Liu, Shun
  • 通讯作者:
    Liu, Shun
Effect of Seepage Force on the Wellbore Breakdown of a Vertical Wellbore
渗流力对直井筒井壁破裂的影响
  • DOI:
    10.1155/2021/8871535
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Geofluids
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Zhou Desheng;Wang Haiyang;Liu Yafei;Liu Shun;Ma Xianlin;Cai Wenbin;Huang Hai
  • 通讯作者:
    Huang Hai

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甘肃省近54年气温时空变化特征分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    兰州交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘娅菲;李雪梅
  • 通讯作者:
    李雪梅

其他文献

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微流控可控构建功能性微纳颗粒及其提高采收率机理研究
  • 批准号:
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    2021
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  • 项目类别:
    面上项目

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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