油田注入水中机械杂质悬浮装置的研制

注入水中所含机械杂质的浓度、颗粒大小不同对地层裂缝、孔隙所产生的阻塞作用和对油井产量的影响就不同。在实验室研究这一问题时,遇到的一大难题就是如何使注入水中机械杂质在长时间的实验过程中保持均匀分布。注入水机械杂质悬浮装置就是为此而研制的。简要介绍了注入水中不同机械杂质堵塞岩心程度和规律的实验流程图,重点阐述了其中带搅拌器的高压中间容器的结构组成,悬浮机械杂质的工作原理,以及主要零部件的设计计算。通过对试制样机的试验运行,其结果表明该装置工作可靠,能使注水中的机械杂质均匀悬浮,且不改变注入水的压力及特性,提高了注入水的渗透率,保证了注入水含不同机械杂质对油井生产影响的实验研究。     

固相颗粒对长2微裂缝-孔隙型储层的伤害规律研究

通过天然岩心人工造缝,近似模拟实际成岩、沉积过程中形成的微裂缝,将基岩与微裂缝岩心并联进行岩心流动实验,研究固相颗粒对微裂缝-孔隙型储层的伤害规律。室内实验表明:固相颗粒对基岩岩心的伤害率为65%,伤害深度为0~6 mm;对微裂缝岩心的伤害率为90%以上,伤害深度为裂缝的长度,且经历伤害—伤害部分解除—二次伤害的过程。通过刷端面和反驱实验模拟现场洗井和负压返吐工艺,表明基岩岩心伤害可以部分解除,微裂缝岩心伤害不能解除,固相颗粒进入储层后堵塞裂缝,可提高注入水波及效率,防止水窜,从而增加注水驱油效率。     

注水中悬浮颗粒堵塞储层的影响因素分析

 注入水中悬浮颗粒能够严重堵塞油藏储层, 造成渗透率下降, 导致注水难、采油难。开展悬浮颗粒对储层伤害规律的研究, 对提高油田注水效果有着重要的指导作用。以5 种不同粒径的悬浮颗粒分别在3 种不同浓度溶液条件下, 对天然岩心进行室内流动实验。将粒径与喉道直径之比定义为匹配度, 流出液浓度与注入液浓度之比定义为相对浓度。结果表明:在岩心平均喉道直径0.94 μm、水测渗透率0.137×10^-3～0.235×10^-3 μm²条件下, 注入悬浮颗粒溶液后, 渗透率变小, 产生了堵塞。其中当匹配度小于0.777 时, 相对浓度大于0, 即部分颗粒能够贯穿岩心, 发生贯穿性堵塞;当匹配度大于0.777 时, 相对浓度为0, 即颗粒无法贯穿岩心, 发生浅部堵塞;在匹配度接近0.777 时, 为由贯穿性堵塞向浅部堵塞过渡阶段, 堵塞最严重。注入量与堵塞程度有较好的线性关系。建议油田在达到配注量的同时, 尽量减小注入水悬浮颗粒浓度, 保证悬浮颗粒粒径范围集中且匹配度远离临界值。     

悬浮颗粒对砂岩储层吸水能力影响评价

悬浮颗粒含量和粒径是砂岩油藏注入水水质控制的主要指标之一,评价固相颗粒含量和粒径大小对注水地层吸水能力的影响对于确定合理注入水水质指标十分重要。利用正交试验原理,通过系列实验,系统评价了注入水中固相颗粒含量、粒径、岩芯渗透率及注入孔隙体积之间的相互作用及其对储层渗透性能的影响,利用非线性回归分析技术,通过回归方程获得了储层孔喉与“无伤害”颗粒粒径之间的规律关系,取得了有益的结论,对于油田制定合理的水质控制指标、预测吸水能力变化和制定增注措施具有重要指导意义。     

安塞低渗透油藏回注水中悬浮颗粒堵塞规律

 回注水中的悬浮颗粒能严重堵塞储层,造成渗透率下降,导致安塞油田注水难、采油难。为了提高注水效果,急需确定安塞油田合理的回注水悬浮颗粒指标。以5 种不同的粒径的悬浮颗粒在3 种不同浓度条件下,分别对安塞天然岩心进行室内流动实验。结果表明：岩心渗透率开始随着悬浮颗粒溶液的注入缓慢下降,达到一定注入量后,能够较长时间处于某一平稳值;悬浮颗粒溶液浓度ρ>2.0 mg/L,渗透率损失大于30%;ρ≤1.0 mg/L且粒径d<0.730 μm,渗透率损失小于30%;1.0 mg/L<ρ<2.0 mg/L,且d<0.730 μm,渗透率损失有大于30%,也有小于30%,由浓度与粒径二者共同作用;0.730 μm≤d≤ 2.100 μm,渗透率损失大于30%。各油田回注水时,颗粒粒径范围区间应尽量小,其平均值应与储层的平均孔喉相差较大;安塞低渗透油藏注入悬浮颗粒溶液ρ<1.0 mg/L,d<0.730 μm。     

基于核磁共振技术的黏弹性颗粒驱油剂流动特征

首次通过核磁共振技术和岩心驱替实验相结合的方法,对黏弹性颗粒(B-PPG)驱油剂在岩心中的流动特征进行深入研究.驱替结果表明:B-PPG在岩心孔隙介质中以重复堵塞-变形-通过的方式运移.核磁共振横向弛豫时间(T2)图谱明确了B-PPG在孔隙介质中的调剖作用,即B-PPG首先运移进入大孔隙,然后对其进行封堵,促使液流转向较小孔隙.核磁共振图像直观揭示了B-PPG驱油剂在岩心孔隙中的流动分布状态,B-PPG驱油剂驱替前缘均匀推进,能够进入水驱波及不到的区域,具有显著的调整微观非均质性、增大波及系数的能力.渗透率、B-PPG浓度及注入速率对B-PPG驱油剂的流动特征具有显著影响.增大渗透率能够提高B-PPG在孔隙介质中注入性;增大浓度或降低注入速率有利于B-PPG堵塞大孔隙,液流转向较小孔隙,提高波及系数.     

低渗油藏储层物性及敏感性对高速注水效果的影响

低渗透油藏具有孔隙度小、非均质级差大、敏感性强等特征,注水开采效果差异较大。本研究开展室内长岩心高速注水实验,探究不同储层物性及敏感性对采出程度和压力传导的影响。结果表明：岩心渗透率越低,高速注水效果越明显,低渗岩心注入端压差是高渗岩心的8.5倍,采出程度是其1.04倍;裂缝的存在会导致蓄能效果下降,裂缝长度占比从12.5%上升到37.5%,最终采出程度降低4.5%,蓄能效果降低26%;水敏越强的岩心在低矿化度注入水的注入能力变低,使驱替压差大幅提高,但采出程度相比无水敏时降低21.5%;注水速度越高对岩心的采出程度和采油速率提高的越显著,高速注入压力为低速注入的2.5倍,注采压差为低速注入的6倍以上,注水速度存在最佳值为1.5mL/min。该研究结果对低渗油藏注水开发生产具有重要指导意义。     

低渗透超前注水储层油水分布

通过压汞实验、CT孔隙扫描实验分析了储层的微观孔隙结构特征,应用岩心实验、微观模型实验研究了超前注水过程中油水分布特征。通过研究得出,三塘湖储层的微观非均质性较强,超前注水会使储层的油水分布发生明显变化。随着超前注水压力和超前注水时间的增加,储层非均质性变强,注入水沿渗透率较高的层位窜流,产生微观指进现象,导致超前注水生产后油井含水率上升快。因此,在非均质性较强的低压、低渗油藏超前注水过程中,应合理优化超前注水压力与加压时间,减少注入水窜的发生。     

注水井固相颗粒伤害数值模拟研究及应用

给出了由于固相颗粒堵塞造成的地层孔隙度随时间和位置变化的微分方程及其数值解.通过室内实验研究了注入不同孔隙体积倍数的浓度和直径不同的固相颗粒注入水时对不同渗透率油层所造成的渗透率伤害.在室内试验研究基础上,通过数值模拟计算,评价注入水中固相颗粒悬浮物对油层造成的伤害程度.给出了一个实例,其室内模拟结果与数值模拟结果非常一致.     

注水开发油田二次孔道的形成机理

选用埕东油田岩心，在温度为60℃，pH值为10.20的准注入水中浸泡72d，用ICP分析方法分别测量浸泡不同时间时岩心在水中溶解的Si^4 和Al^3 的质量浓度再用Malvern粒径分析方法测得浸泡72d后岩心颗粒的分散程度，试验结果对比表明，岩心溶解下来的物质量相对于可分散、运移的物质量是很少的，由此说明岩心的颗粒分散，运移是形成二次孔道的主要因素。     

爆炸驱动作用下固体燃料分散过程的计算分析

在分析FAE燃料分散物理过程的基础上,利用爆轰产物分段等熵膨胀原理估算了中心装药爆生气体产物膨胀范围,建立了固体燃料颗粒抛撒的二相流运动模型,获得了抛撒距离的计算方法.固体燃料颗粒尺寸、形状等影响其抛撒距离,且决定燃料云雾区内固体燃料分布的均匀性.与实验结果的对比表明了理论预测的正确性,可以为FAE燃料设计及其云雾范围控制提供依据.     

热轧Nb微合金化TRIP钢高温区变形过程中Nb的析出行为

通过Gleeble热模拟实验研究了含0.038% Nb (质量分数)的热轧TRIP钢在高温奥氏体区的热加工工艺,借助光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了组织演变和Nb的析出行为,并利用电感耦合等离子体发射光谱仪定量分析了Nb的固溶/析出程度.在1250℃奥氏体化5 min后添加Nb有70%固溶于奥氏体.在1000℃以上的奥氏体再结晶区变形过程中Nb的析出量仅占总固溶量的3%,不能有效抑制静态再结晶,奥氏体晶粒得到明显细化.在900℃的奥氏体未再结晶区变形前析出Nb量已达到总固溶量的9%,再结晶被抑制而获得拉长状奥氏体.奥氏体未再结晶区变形可促进铁素体转变并细化铁素体晶粒.再结晶奥氏体或形变奥氏体状态下冷却至650℃时分别有占总添加量的48%和40%的Nb仍以固溶态存在.     

基于体积平均法的NH4 Cl水溶液凝固行为研究

根据合金凝固理论和体积平均多相模型,对NH4 Cl-70%H2 O凝固过程进行了数值模拟和实验验证。虽然研究者已研究过NH4 Cl-70%H2 O凝固过程,但是只针对单个现象进行分析,比如通道偏析的形成、对流形式以及晶粒的形成。在前人研究的基础上,本文首次通过数值模拟和实验对比两种手段相结合的方式全面地研究了氯化铵水溶液凝固整个计算域的全部现象,尤其再现了等轴晶在铸锭中的下落漂移现象以及由此引起的对流,并且更深入地探究了偏析的形成原因。通过计算发现等轴晶从型壁处沉降并逐渐向铸型底部积聚,直到体积分数达到一临界值后,柱状晶停止生长,完成柱状晶向等轴晶转化过程。由于溶质再分配,底部晶粒集中的区域形成了负偏析,在尚未凝固的上部区域形成较大范围的正偏析。通过实验验证发现,等轴晶在铸锭中的下落漂移现象和对流形式的预测值与实验值较为一致,从而全面揭示出凝固过程中固相的移动和对流是产生宏观偏析的关键因素。     

有限流动水域浮体结构对水流结构的影响

基于物理模型试验,研究浮体结构在有限流动水域运行过程中对下游水流流动结构产生的影响。在不同浮体结构位置及来流条件下,对下游水流结构特征断面的流速分布、流速不均匀系数以及回流区长度进行了测量分析。结果表明:浮体结构位置对流速分布及流速不均匀系数存在明显影响;来流条件的改变同样对两者有较大的影响,其影响随着来流流量的增大而增大;回流区的长度受浮体结构位置以及来流流量影响都较大。在实际工程中,应重点关注浮体结构位置及来流流量变化引起的水流流动结构改变。     

浮杯式轴向柱塞泵中压紧弹簧的设计及数值仿真分析

浮杯式轴向柱塞泵中浮杯浮在滚筒板上的独特结构导致浮杯有发生倾覆的可能.结合浮杯泵的结构特点分析了浮杯在滚筒板上的运动轨迹,以及运动过程中在离心力作用下发生倾覆而导致卡死的情况.压紧弹簧可防止浮杯从滚筒板上倾斜,并且不影响浮杯的正常运动.主要介绍了压紧弹簧的设计,包括最佳弹簧半径以及柱塞孔在压紧弹簧上的位置和大小.最后运用有限元法对压紧弹簧作了仿真分析,结果表明需对压紧弹簧螺钉孔周围结构进行优化改进.     

电刷镀Ni-MOS_2固体润滑镀层的微观结构

具有六方晶体结构的ＭｏＳ２，在各种固体润滑涂层中能否充分发挥其减摩作用，在很大程度上决定于 ＭｏＳ２在涂层中的位向。文中对镀层的微观结构及晶粒取向进行了深入的透射电镜（ＴＥＭ）及Ｘ射线衍射分析，证明镀层中的ＭｏＳ２晶粒，绝大多数都以其（０００１）基面平行于镀层表面．显示了明显的择优取向特点。此外还结合镀层的微观结构分析．对Ｎｉ与ＭｏＳ２两相的共沉积过程进行了讨论。     

基于势流理论的浮式潮流能电站载体耐波性分析

基于三维势流理论,考虑水轮机对载体的影响,运用Hydrostar计算评估某浮式潮流电站载体的耐波陛．并结合潮流电站工作当地极限海况,对该载体的耐波性进行短期预报．计算结果表明,该潮流电站浮式载体横浪状态下横摇响应大;在迎浪状态下,潮流电站浮式载体最容易甲板上浪．     

预应力对基座振动特性的影响分析

设备安装引起的预应力会影响基座的振动特性。基座主要由梁板结构组成,该文首先从理论推导出发分析了预应力对简支梁、板固有频率及导纳的影响,并验证了有限元方法计算预应力结构振动特性的准确性;然后利用有限元方法计算了预应力对加筋板结构振动特性的影响,最后分别计算分析了设备安装对刚性台架上的淡水泵基座以及对实艇浮筏基座振动特性的影响。结果表明预加载荷对梁板结构低频振动特性影响较为显著;设备安装对刚性台架上的淡水泵基座低频导纳峰值频率处的影响较为明显,尤其是跨点导纳;设备安装对实艇浮筏基座导纳的影响可以忽略。     

两级星型齿轮传动静力学系统基本浮动构件浮动量分析

建立星型齿轮传动静力学系统基本浮动构件浮动位移分析的弹簧-质量模型；采用静力学分析的方法，考虑系统的误差、工况条件、构件的弹性变形等条件对系统浮动位移的影响；计算系统基本浮动构件浮动位移；分析系统主要设计参数对各构件浮动位移的影响，为星型齿轮传动系统浮动机构的设计提供依据。结果表明：中心轮的浮动位移随系统输入功率增大而增大，随系统转速增大而减小；中心轮的浮动位移随系统星轮个数的增加而减小，随系统构件误差值的增大而增大，各构件的误差值对中心轮浮动位移的影响有累加作用。系统的工况条件、构件的弹性变形等方面均影响系统的浮动位移，在实际计算中要予以考虑。     

浮基多体系统在静水中展开过程的运动响应

为模拟浮基多体系统上部结构在展开时的顺序与快慢对浮基运动响应的影响,介绍了建立在齐次矩阵方法基础上的浮基多体系统运动时域求解方法,并对一个由4刚体组成的浮基多体系统进行了建模和数值计算,模拟了上部机构以一定规律依次展开或同时展开时系统的运动响应,得到了浮基在各工况下横摇、横荡和垂荡的时间历程曲线。数值模拟结果表明：对于这2种展开形式,浮基的横荡几乎不随展开时间和形式变化,影响比较明显的是垂荡和横摇。总的来说,该浮基多体系统同时展开的方式要优于依次展开的方式。