姬塬油田侏罗系油藏早期见水堵水调剖技术研究

针对姬塬油田侏罗系油藏开发过程中孔隙性见水的特点,对不同调剖剂进行了室内适应性及现场实验评价,设计优选了预交联颗粒加缔合聚合物弱凝胶为主的复合深部调剖体系.预交联颗粒发挥深部调剖作用,有效封堵大的孔喉通道;缔合聚合物弱凝胶为辅,使其发挥封堵和驱油作用.现场应用表明该体系具有很好的堵水调剖效果,能满足姬塬油田侏罗系油藏堵水调剖的需要.     

高温油藏深部复合调剖技术研究

针对高温油藏层间层内矛盾、水驱开发效果差的问题,进行了深部复合调剖技术研究。通过物理模拟实验研究了复合调剖剂不同粒径、不同注入次序和注入强度下的调剖效果。结果表明:预交联水膨体颗粒+微球组合体系可使非均质地层采收率提高20%以上;高温可动凝胶+微球组合体系能启动低渗透层的原油,实现调剖和驱油的双重效果;高温可动凝胶按先弱后强的强度注入顺序可获得较高的波及体积和采收率。研究结果可为高温油藏控水增油提供一定的参考依据。     

黏弹性颗粒驱油剂注入性能研究

通过填砂管驱替实验,研究了温度、矿化度、注入速度、注入浓度、孔喉直径与黏弹性颗粒驱油剂粒径中值比值等因素对黏弹性颗粒驱油剂注入能力的影响。研究表明,黏弹性颗粒驱油剂以"堆积堵塞—压力升高—变形通过—压力降低"的方式在多孔介质中运移,具有良好的非均质调整能力。温度、矿化度对黏弹性颗粒驱油剂注入能力影响较小;随着注入速度、注入浓度的增加,黏弹性颗粒驱油剂的注入压力增大;孔喉直径与黏弹性颗粒驱油剂粒径中值比值对黏弹性颗粒驱油剂注入能力影响较大,该值在0.008~0.014时,黏弹性颗粒驱油剂具有良好的深部调驱效果。     

可动微凝胶油藏适应性及调驱机制

针对深部调驱矿场实际需求,利用仪器检测和理论分析方法研究可动微凝胶(SMG)的渗透率极限、岩心孔喉与SMG粒径匹配关系、SMG注入、运移和封堵性能,通过微观驱油实验进一步分析其调驱机制。结果表明:根据岩心渗透率极限与质量分数拟合的曲线方程可预测渗透率极限;SMG质量分数为1%前提下,当孔隙半径中值/颗粒半径大于2.65时,可满足SMG颗粒在油藏运移初步条件;SMG颗粒在微观上通过对孔喉进行堵塞-突破-再堵塞-再突破的过程,增加大尺寸孔隙喉道渗流阻力,促使注入水转向进入中小尺寸孔隙喉道,驱替其中剩余油,达到扩大波及体积效果。     

聚合物微球粒径与岩芯孔喉的匹配关系研究

根据岩芯孔喉基本计算公式,计算岩芯的平均孔喉直径,通过吸水膨胀后不同大小聚合物微球在岩芯中的封 堵效果,研究了聚合物微球大小与岩芯孔喉的匹配关系,确定了聚合物微球在岩芯中具有稳定封堵性能时微球粒径与 岩芯孔喉直径的比值范围。从聚合物微球吸水膨胀性能、剪切前后微球粒径变化、不同大小聚合物微球在岩芯中的封 堵效果、与岩芯匹配后的聚合物微球调剖作用对水驱采收率的影响几个方面,研究了聚合物微球大小与岩芯孔喉的匹 配关系,从而为聚合物微球调剖体系大小选择提供实验依据。研究表明,当聚合物微球粒径与岩芯孔喉直径比值在 0.33～1.50 时,聚合物微球可以在岩芯中形成稳定的封堵能力,当聚合物微球粒径与孔喉直径比值在1.20～1.50 时,聚 合物微球兼具良好的运移能力和封堵效果。     

预交联凝胶颗粒对固-液共存体系性能影响研究

预交联凝胶颗粒(PPG)只能溶胀,而不溶于水的特性是固液共存体系发挥调剖作用的主要机理。PPG与聚合物、表面活性剂溶液组成的二元、三元固液共存体系的稳定性能,制约着该技术在油田开发中的实际应用效果。研究了制备的PPG的膨胀性能。研究表明该PPG产品溶于水1 d后即快速膨胀,3 d后基本稳定,膨胀快速且未完全溶解于水中。PPG水溶液在渗透率级差为8的双管填砂模型上的调剖试验表明,PPG注入后,高渗模型的分流量由近93%迅速下降至8%,低渗模型的分流量由近7%迅速上升至92%,调剖效果显著。在此基础上,研究了PPG与聚合物、表面活性剂溶液组成的二元、三元固液共存体系的稳定性能。研究结果表明,相对于单一聚合物体系,PPG的加入增加了体系的黏度以及老化期间的保黏率;该实验结果在PPG与聚合物二元固液共存体系的流变性试验中得到验证,PPG中可溶部分的溶解以及PPG与聚合物、表面活性剂的相互作用是造成上述结果的主要原因。     

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。     

预交联凝胶颗粒调驱研究

针对延长油田地下交联凝胶调驱存在的问题,提出并开展了预交联凝胶颗粒性能评价及调驱实验研究.实验结果显示,选择的预交联颗粒具有良好的吸水膨胀性能,在延长油藏条件下(矿化度41 811 mg/L,温度80℃),15 d后颗粒粒径可膨胀至几百纳米,表明微球具有一定的耐温耐盐性;预交联颗粒对单管填砂模型具有较好的封堵效果,且能运移到模型深部,表明颗粒适合深部调驱的需要;颗粒具有良好的变形能力,且能够高强度封堵高渗透层,显示出良好的剖面改善能力;预交联颗粒可分别提高高、低渗管采收率16％、26％,使并联双管总采收率最终达到75％,表明高剩余油条件下,预交联颗粒能封堵高渗透层,从而有效启动低渗透层.     

预交联凝胶颗粒与十二烷基硫酸钠的相互作用

建立预交联凝胶颗粒对阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的吸附特性与SDS对预交联凝胶颗粒膨胀性影响规律的关系,利用稳态剪切流变和振荡剪切流变方法研究SDS对预交联凝胶颗粒流变性能的影响,探讨预交联凝胶颗粒与SDS的相互作用机制。结果表明:随着SDS质量浓度的增加,表面活性剂在预交联凝胶颗粒上的吸附量逐渐增加后达到饱和,而预交联凝胶颗粒的膨胀倍数先逐渐降低,达到吸附饱和后基本稳定;预交联凝胶颗粒具有剪切变稀性,吸附表面活性剂SDS之后对其在低剪切速率下的表观黏度具有显著影响,随着SDS质量浓度的增加其屈服应力逐渐减小,储能模量呈现先降低后升高的趋势。     

IPN凝胶颗粒对裂缝岩芯的封堵行为实验研究

采用单岩芯流动试验考察了IPN、606、612三种预交联凝胶颗粒在裂缝性岩芯中的封堵系数分布情况,同时研究了三种凝胶颗粒在裂缝岩芯中4、10、30、180d后的封堵率、封堵保留率、颗粒突破压力梯度。试验结果表明：凝胶颗粒在裂缝岩芯中的封堵系数分布及其动态规律能很好的用来评价颗粒在裂缝岩芯中的运移规律与调剖特性。发现IPN凝胶颗粒表现了良好的封堵效果,当注入1PV水时,裂缝长岩芯段封堵系数很稳定,明显高于606和612两种凝胶颗粒。180d后在裂缝岩芯中的封堵效率能达到90.3％,堵水率保留率达到99％,适合作为“窜流型油藏”的深部调剖剂。     

风琴管空化喷嘴流场数值模拟

 风琴管空化喷嘴是一种常见的空化射流喷嘴,利用喷嘴内部特殊结构形成产生空化效应,从而提高射流的打击效果,因此,研究空化喷嘴内部结构对形成的空化效应影响,有利于提高喷嘴的工作性能。本文利用多相流模型研究风琴管空化喷嘴,在出口压力为2MPa工况下,对不同入口压力下喷嘴的内流场进行了数值计算。结果表明,在正常工作压力8MPa情况下,喷嘴喉道位置出现局部低速区和低压区域,且空化位置出现在喉道截面突变位置。同时,研究了喷嘴喉道长径比和存在圆角情况下内部空化情况,发现增大喷嘴喉道长径比实际相当于增加了低压区域,有利于空化的产生;喷嘴喉道变径区域存在圆角会严重影响空化喷嘴的空化性能,且圆角半径越大,临界空化压力越大。     

变截面通道内超音速两相流极限升压能力研究

根据质量、动量、能量守恒方程建立了变截面通道内超音速汽液两相流升压装置的极限升压能力计算数学模型．计算及研究表明：极限升压能力随变截面混合腔喉部直径、被升压的低压水流量和蒸汽喷嘴压比增加而降低，随环形水喷嘴间隙的变化出现了最小值；计算得出变截面超音速汽液两相流装置的极限升压能力可达26；在设计升压装置时应尽可能选取较大的蒸汽喷嘴压比和较小的环形水喷嘴间隙。同时给出了变截面混合腔喉部直径的设计原则。研究结果对变截面通道内超音速汽液两相流升压技术的应用有重要意义。     

稠油油藏注聚主要影响因素实验研究

针对渤海典型稠油油藏的非均质特征,建立内置微电极二维纵向非均质物理模型。通过含油饱和度测量技术进行了稠油油藏注聚主要影响因素实验研究,考察了油藏纵向非均质性、注入速度、注入黏度对聚驱剩余油分布规律及开采效果的影响。实验结果表明:对于纵向非均质稠油油藏,随着渗透率级差增加,注聚效果变差,剩余油主要富集在中、低渗透层。提高注入速度等同提高了注采压差。当压力梯度大于中、低渗透层启动压力梯度以后,才能动用中、低渗透层油。为了增加中、低渗透油层的动用程度,可以考虑适当缩小井距或者通过封堵高渗层,提高中、低渗层注采压差。对于非均质严重的稠油油藏,考虑到油层的实际条件,单纯靠增加体系黏度不能满足流度控制需要,必须通过调、堵等措施才能达到流度控制的目的。     

纤维暂堵人工裂缝附加压差影响因素分析

 地层温度条件下自动可降解纤维能有效暂堵已形成的人工裂缝或天然裂缝,大幅提高缝内净压力,从而迫使人工裂缝发生转向,从其他方向启裂与扩展,增加油气藏改造体积。此时纤维在裂缝内形成滤饼填充带,形成一附加压差。理解纤维暂堵人工裂缝附加压差的影响因素,是优化纤维暂堵转向压裂设计关键参数的基础。由于缝内纤维滤饼引起附加压差影响因素众多,纤维转向压裂关键参数优化难度较大,本研究以纤维暂堵人工裂缝的物理模型为基础,利用经典水力压裂理论,推导并求解纤维滤饼附加压差的数学模型,模拟计算其影响因素的变化规律。模拟结果表明,较低排量、较小裂缝宽度和较高黏度有利于增大附加压差,加强纤维封堵裂缝的效果。结合裂缝延伸准则,得出井底压力增量与附加纤维滤饼长度两者成线性增加关系。     

黏弹性聚合物溶液渗流数学模型

分析聚合物溶液在简化孔喉模型中的流动情况,建立了综合考虑聚合物溶液特性和多孔介质特征的黏弹性本构模型,并在此基础上建立了聚合物溶液不稳定渗流数学模型,并利用数值方法求解.通过实例计算,对聚合物溶液的特征时间、稠度系数、幂律指数、孔隙因子(喉道长度与喉道直径之比)和注入速度对注入压力的影响进行了分析,绘制了相应的理论图版.结果表明:注入压力随聚合物溶液特征时间、稠度系数和注入速度的增大而增大,随幂律指数和孔隙因子的增大而减小.     

喷射器流场的数值模拟研究

采用流体动力学计算软件FLUENT对大气喷射真空泵的超音速混合过程进行数值模拟.分析了进口压力、引射压力和出口压力的变化对引射流量的影响,及面积比、喉嘴距和扩压器出口直径等几何尺寸对工作性能的影响.结 果表明,工作气体的变化对引射流量的影响较小,当工作压力波动时不会引起性能急剧下降,操作参数与几何参数对喷射器的波系结构影响很大.在一定的设计工况下,对应于最大引射流量存在一个最优面积比和喉嘴距.     

硫酸亚铁单液法调剖剂的试验研究

利用多点测压渗流装置分析研究了硫酸亚铁单液法调剖剂的性质，证实了该调剖剂有近井增注、远井调剖的作用。提出了用调剖指数、增注指数和增调比数等物理量度量增注和调剖效果的方法。并以此为基础，研究了各种因素对调剖剂作用的影响规律，说明硫酸亚铁单液法调剖剂有增注和调剖作用外，还具有耐温、耐盐等优点，通过优化试验，给出了以调剖为主、增注为主和增调结合的三种调剖剂配方，并通过平板模型试验证实了硫酸亚铁单液法调剖刑的控水增油作用。     

复合吸水颗粒深部液流转向剂注入性研究

由于吸水网络与控制网络的互穿结构,复合吸水材料颗粒具有吸水膨胀速度可控、吸水后强度高的特点。通过填砂管模型、变径管模型研究了复合吸水颗粒深部液流转向剂的注入特性、吸水后在孔喉中的运移情况。实验结果表明：在粒径小于孔喉尺寸的前提下,未吸水膨胀前颗粒可以顺利注入;吸水后即使颗粒直径大于孔喉直径也可以通过拉伸变形顺利通过,通过后立即恢复原状。注入过程中填砂管渗透率降低,颗粒膨胀后渗透率进一步降低,颗粒膨胀后在驱替压力足够大的情况下依然可以在填砂管微孔中运移。     

PAIRCUI电控燃油系统共轨压力控制特性

建立了PAIRCUI电控燃油系统共轨压力研究的数值模型,通过数值模拟和实验研究,详细分析了PAIRCUI燃油系统共轨压力稳定性和过渡响应速度的主要影响因数,为共轨系统的开发和设计提供了重要依据。数值模型的准确性得到了实验验证。