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本论文为南翼山油田卤水低温物理化学性质研究的前期探索,主要通过多次冷冻实验搭建设备平台,建立健全实验方法和检测手段,研究油田水低温下的冷冻结晶过程。
1.自行设计搭建了一套研究油田卤水低温物化性质的实验设备。实验中可以通过内置摄像头实时观察卤水的宏观变化,通过高精度的数显温度计实时记录卤水温度,所抓拍的每一张照片均对应一令温度值。该设备具有控温精度高,操作简单,所有数据均由电脑采集汇总等优点。此设备可以用于深入研究油田卤水低温结晶析盐过程和其他卤水体系低温下的物化性质。建立了“逐步冷冻”和“逐一冷冻”的实验方法,通过对各个温度下液相和固相中C1-、K+、Ca2+、Mg2+、B2O3、Na+的含量分析可以初步推断出所析出固相的种类。
2.完成了南翼山油田水在-18.90℃到-42.95℃范围内的冷冻实验。得到了固液样中Na+、Ca2+、Mg2+、C1-、K+、B2O3六种组分随温度的变化趋势。实验结果显示:南翼山油田水随温度降低,第一种固相析出温度为-19.10℃,并推测为NaC1-2H2O;当温度降至-23.55℃时第二种固相开始析出(可能为大量的冰和部分NaC1·2H2O)。MgC12·nH2O析出温度可能在-32.90～-35,95℃之间;KCI析出温度可能在.32.90℃～-40.95℃之间。水石盐的析出伴随着整个降温过程,冰析出后,随温度降低也持续析出。
3.通过KC1、LiCl、CaCl2、CaCl2-NaCl溶液的探索实验以及LiCI、CaCl2、NaCl-CaCl2混合溶液的实时监测探索了低温X射线衍射的方法。使用该法对南翼山油田水低温下析出固相进行了初步鉴定,确定了在降温初始所析出的固相为NaC1·2H2O。对油田水低温x衍射实时监测的结果显示:在-10.0℃时油田水没有衍射峰,到-20.0℃时仅检测到NaCl·2H2O的特征峰,-30.0℃时同时检测NaCI·2H2O和冰的特征峰。
4.综合原卤冷冻及油田水低温X衍射实时监测结果可以确定,南翼山油田水在.18.90℃到-30.90℃范围内的结晶过程为:南翼山油田水降温至-19.10℃析出NaCl·2H2O,-23.55℃时大量冰和部分NaCI·2H2O同时析出,继续降温至-40.95℃,NaCl·2H2O和冰会持续析出。-32.90℃～-40.95℃之间可能析出KCI和MgCl2·nH2O。