连续混配技术在陇东油田的推广及应用

连续混配技术已经被在全国各大油田广泛应用,该项技术逐渐在长庆油田逐步得到应用,陇东区域于2009年对该项技术进行了再次应用和推广,完善了以前的不足,本文对压裂混配装置的结构原理及现场应用情况进行了详细介绍。压裂液连续混配技术改变了传统的压裂生产组织形式,该装置使用简单、方便,尤其降低了成本,并可减排降耗,产生了不可估量的经济效益,提高了企业市场化运作的核心竞争力。     

羟烷基-羧甲基田菁粉与羧甲基-羟烷基田菁粉

前言 田菁粉的主要化学成分是一种可用下式表示的半乳甘露聚糖。 在油田中,田菁粉主要用于配水基压裂液。为了使压裂液易于交联成冻,并在压裂后减少对地层的伤害,因此配压裂液的田菁粉的增粘能力要强,水不溶物要低。 可以用化学改性(例如在田菁粉的分子中引入亲水的极性基团)的方法达到上述的目的。     

自适应FGM激光熔覆成形的粉体快速混合机理

多相粉体的快速、精确混合是自适应功能梯度材料(A-FGM)零件的成形基础.为提高载气驱动下的粉体混合均匀性,建立了气固两相流数值分析模型,采用雷诺时均法进行数值模拟,设计了一种载气驱动的快速混粉设备,通过ANSYS-FLUENT分析了不同混粉参数和混粉器构型对混粉腔体内流场的影响规律,并通过元素分析和图像处理实验测量了粉末混合的均匀度.实验结果表明:载气驱动下的合金粉体混合机制以对流混合为主,提高粉粒的平均流速和位移能有效增加粉粒群的流动性,提高粉体混合均匀度.     

机械粉磨对煤矸石-水泥体系颗粒群特征及力学性能的影响

采用了煤矸石单独粉磨后取代水泥、煤矸石与水泥混合后共同粉磨(先混后磨)、煤矸石与水泥分别单独粉磨后混合(先磨后混)(三者均按w(煤矸石):w(水泥)=30:70的比例)3种不同的机械粉磨方式研究粉磨对煤矸石-水泥体系的颗粒群特征以及力学性能的影响.研究结果表明:煤矸石单独粉磨掺入体系与煤矸石和水泥"先混后磨",不同粉磨时间的混合体系的颗粒群具有相似的级配组合特征;煤矸石与水泥"先磨后混"形成的颗粒群特征不同于"先混后磨";对于相同的粉磨时间,煤矸石与水泥"先混后磨"的粉磨制度优于"先磨后混";不同的煤矸石-水泥体系的颗粒群特征对于体系的力学性能产生不同的影响.     

U-Mo微球与Al粉的混合工艺研究

采用垂直行星分罐式混料机进行U-Mo微球与Al粉混合,系统研究了混合时间、混合转速和料罐填充率对物料混合度的影响,并设计正交试验分析三因素对物料混合度的影响程度.采用变异系数法和体视显微镜分析了混合物料的混合度和微观形貌.结果表明,最佳混合工艺参数为:混合时间90min、混合转速30r/min和料罐填充率30%,其物料混合度为93.6%;三种混合因素对混合度的影响程度为:混合时间料罐填充率混合转速.     

三元复合驱注入系统静态混合器结构优化设计

目前三元注入装置静态混合效果差,首先研制了新型结构的静态混合器进混单元,对静态混合器的结构进行优化设计,提出了常规和具有预混作用的两种结构模型,并应用FLUENT软件对静态混合器四相流体掺混现象进行仿真计算.结果表明,研制的进混单元结构合理,能达到较好的混合效果要求.具有预混作用的新型静态混合器模型静态混合效果影响因素少、混合效果好,混合性能更好地适应油田生产的要求.     

新型致密油藏可回收滑溜水压裂液的研发与应用

致密油气藏压裂对压裂液的需求从常规的交联冻胶向低黏液体和滑溜水压裂液体系转变。从分子设计入手,合成了新型耐盐减阻剂,研发了用于致密油气储层压裂改造的新型耐盐低伤害滑溜水压裂液体系。根据标准SY/T 5107-2005对该体系进行评价,结果表明该体系具有较好的耐盐、耐温、耐剪切性能,良好的黏弹性,持续的减阻稳定性,可回收再配液。油田现场试验表明,新型压裂液体系能够适应在线连续混配,施工效果明显。     

档板结构对重稀土圆筒式萃取槽三维流场的影响

在稀土萃取的过程中,萃取槽混合室主要用于混合水相和有机相萃取剂P507,以便于传质.其内部结构对槽内流体流动与料液的混合也有着重要影响.本研究主要针对萃取槽内档板结构对槽内流场的影响进行分析,利用计算流体动力学(C FD)软件对不同档板宽度与倾角下的槽内流场进行模拟,分析各流场的流体速度与湍动能,发现:档板的宽度从10...     

鄂尔多斯盆地东部气井压裂液氮伴注比例优化研究

提高返排液效率,减少压裂液对地层的伤害,是压裂技术面临的重要课题。通过对鄂尔多斯盆地气井排液现状分析,结合管柱结构,开展井筒持续排液条件研究。当井深2 500 m时,必须满足井底液柱压力≤15.68 MPa,或平均气液混相密度≤0.61 g/cm~3。建立液氮比例运算模型,计算得出当液氮伴注比例≥6%时,井筒可实现自主持续排液。现场试验表明,调整液氮伴注比例后,一次喷通率提高69%,返排率提高19%,试气产量也随液氮比例呈现较好正相关性。     

垂直振动激励下不同状态物料的宏观混合效果

为了解振动混合应用于不同状态被混物料时,物料状态对宏观混合效果的影响,采用垂直振动混合方式对液-液体系、固体填料黏合剂体系和颗粒体系进行混合研究,观测和记录混合发展过程。在频率为60 Hz、振幅为2 mm的工况下对甘油水溶液、高黏态火炸药模拟物、铝粉颗粒进行振动混合研究。结果表明,不同状态物料振动混合强度影响因素不同;对于液-液混合体系,液体黏度是影响其混合强度的主要因素,黏度越小混合越剧烈;对于颗粒体系,流散性是影响其混合强度的主要因素,流散性越好混合越剧烈;对于固体填料黏合剂体系,液相组分的黏度和固相组分的流散性共同影响混合强度,固体填料黏合剂体系的混合是基于物料的缠结和撕裂来实现的。     

页岩气低伤害超临界CO2凝胶压裂液研究

针对常规水压裂液会对页岩造成伤害，容易产生水锁，不易返排，还造成水资源消耗和污染环境等问题，制备了低伤害二氧化碳凝胶压裂液。将自备的F2EU和F4EU增稠剂加入到超临界CO₂基液中，探究两种增稠剂的加入量对CO₂凝胶压裂液黏度的影响，综合考虑成本与效果，优选了2%的F4EU增稠剂，可将CO₂的黏度增至15.4 mPa·s。研究了温度、压力以及剪切速率对凝胶压裂液黏度的影响。实验结果表明，随着温度升高黏度总体降低，但中间出现一个短暂升高阶段；随着压力上升压裂液黏度增加；随着剪切速率的增加压裂液黏度下降，属于一种典型的剪切变稀的假塑性流体。F4EU超临界CO₂凝胶压裂液的平均伤害率为1.39%，远远小于常规压裂液对岩芯的伤害率。实验表明，F4EU超临界CO₂凝胶压裂液在页岩气压裂开采中具有良好的应用前景。     

对称与不对称Y型混合器混合机理

为了探明Y型混合器的混合机理,通过实验研究了混合时间、旋转速度、不同初始装粉方式以及改变混合器结构的对称性对混合均匀度的影响.通过观察左右装填粉末和上下装填粉末2种初始条件下硅胶颗粒在Y型混合器内的混合运动,定性比较了对称和不对称Y型混合器的混合过程与效果.在此基础上,通过测定混合物的取样成分,定量研究了氧化铝粉-铁粉的混合过程.研究结果表明,粉体的对流和扩散运动是Y型混合器的主要混合机理,在混合初期以对流运动为主,在混合后期经扩散运动进一步均匀混合;与对称Y型混合器相比,不对称Y型混合器中粉体的径向对流运动明显增强,从而有利于提高混合效率.     

双搅拌高效澄清萃取槽混合室均混时间的数值模拟

利用CFD软件FLUENT120,采用Realizablek-ε湍流模型、Eulerian多相流模型及Morsi Alexander相间曳力系数模型,使用滑移网格法处理桨叶的旋转区域,对新型萃取槽混合室内的液-液体系的均混时间以及搅拌功率进行数值模拟.结果表明:随着搅拌转速的增大,搅拌桨消耗的功率增加,水油两相的均混时间减小.搅拌桨转速达到400r/min后,增大转速则搅拌功率继续增大,但对液-液两相均匀混合时间的影响不大.     

致密砂岩储层支撑剂粒径优选研究

塔里木油田克深区块致密砂岩储层具有超深、高温、高压、低渗等特点,支撑剂粒径优选对水力裂缝产能有较大影响。使用最新的支撑剂导流能力评价设备FCS-842,以地层条件下的全直径岩心加工的岩板为导流面,主要研究了闭合时间、压裂液破胶液、支撑剂粒径及不同粒径组合对支撑裂缝导流能力的影响。实验结果表明:在模拟裂缝闭合24 h后导流能力相对稳定,单一粒径支撑剂导流能力随支撑剂粒径增大而增大,不同粒径支撑剂组合导流能力受小粒径支撑剂影响较大,实验中泵入压裂液破胶液导致支撑裂缝导流能力平均下降了32%。根据实验数据拟合出的导流能力经验公式,能够比较准确地预测不同粒径支撑剂组合的导流能力。根据文中提出的支撑剂优选原则以及库车山前储层特征和现场施工情况,推荐使用30/50目、40/70目质量比为1∶1的支撑剂组合来进行水力压裂施工。     

硫铝酸盐水泥基修补砂浆的力学性能

采用可再分散乳胶粉改性硫铝酸盐水泥制备修补砂浆,分别测试其抗折强度、抗压强度、折压比和黏结强度,并结合电子扫描显微镜(SEM)分析水泥砂浆微观结构以及可再分散乳胶粉对硫铝酸盐水泥砂浆的影响机理,研究不同掺量的可再分散乳胶粉对硫铝酸盐水泥砂浆力学性能的影响。试验结果表明:当可再分散乳胶粉质量分数掺量为3%时,水泥砂浆28 d抗折、抗压强度可分别达到8.1 MPa和45.5 MPa,14 d黏结强度可达4.78 MPa;掺入可再分散乳胶粉后,砂浆力学性能改性效果明显。随着可再分散乳胶粉掺量的增加,砂浆的抗折强度大幅度提高,抗压强度降低,折压比增大,黏结强度增大。     

压裂液对油页岩裂缝扩展影响的数值模拟

压裂液在油页岩水力压裂裂缝扩展过程中扮演着重要的角色,因此获得压裂液对油页岩水力压裂裂缝扩展的影响规律对油页岩水力压裂技术的发展有着巨大的推动作用。文章选取羟丙基胍胶稠化剂配制成了不同含量的压裂液基液,并测量了其粘度。然后,基于XFEM裂缝扩展分析方法和压裂液对油页岩裂缝扩展的影响模型,采用Abaqus数值模拟软件,对吉林省汪清地区的油页岩进行了不同粘度和不同排量压裂液条件下的裂缝扩展仿真模拟。分析模拟结果发现,水力压裂裂缝在油页岩中扩展时,压裂液排量是影响裂缝扩展的主要因素,而压裂液粘度对油页岩裂缝扩展的影响很小;随着压裂液排量的增加,裂缝的长度和宽度迅速增大,其扩展速率亦随排量增加而增大;到水力压裂后期,裂缝长度和宽度逐渐趋于常值,即压裂液对裂缝扩展的影响逐渐变小。     

内混式两相流喷嘴的雾化特性

利用水和石蜡为介质分别研究内混式两相流喷嘴的流量和雾化特性.两相流喷嘴用水为液相工质研究内混式两相流雾化喷嘴的流量特性,得到内混式两相流喷嘴内气液两相压力、流量的相互影响关系.并利用石蜡和燃料油在温度180℃下性质的相近性,用溶蜡法研究雾化效果的影响因素,通过改变气压、气液质量比研究雾化效果和喷雾场粒径分布的影响规律,为喷嘴的设计和应用提供重要的指导意义.通过研究发现当气液质量比超过0.12时,其对雾化效果的影响趋于稳定,当气相压力达到0.35 MPa后,雾化粒径基本稳定在75～80μm.     

田菁粉的羟乙基化和羧甲基化

田菁粉是由田菁种子胚乳磨成的粉,它的化学成分主要为半乳甘露聚糖。 田菁粉可溶于水,它象通常的水溶性高分子那样可以用作水的增粘剂(交联后增粘能力更大)和降阻剂。 目前,在油田中,田菁粉主要用于配压裂液。 配压裂液用的田菁粉存在两个问题:一个是水不溶物含量高,另一个是溶解速度慢。 为了解决这两个问题,可以将田菁粉进行化学改性,即在田菁粉的分子结构中引入亲水     

非常规油气藏压裂返排液回用除硼室内研究

将返排液处理后用于配制压裂液是一种经济有效的途径。返排液中含有的硼会影响瓜胶类压裂液的重新配制,外排则可能污染生态环境。采用硼选择性树脂对返排液(经过混凝、化学沉淀、过滤等前期处理)进行除硼处理。实验结果显示:(1)树脂除硼的最佳条件为:pH值调节为8.0、固液比为1∶15,在100 r/min的搅拌下反应30 min;(2)返排液处理后,硼质量浓度由原来的12.15 mg/L降为0.26 mg/L,去除率可达到97.86%;(3)处理后水可用于滑溜水和瓜胶压裂液体系的配制,其性能符合SY/T 6376—2008《压裂液通用技术条件》的技术要求。     

生物酶降解压裂液伤害性能

针对煤层气储层温度低、凝胶体系破胶不彻底以及返排困难的难题,探讨了生物酶作为压裂液破胶剂对储层伤害程度。实验选用了生物酶破胶压裂液、过硫酸铵破胶压裂液和模拟煤层水对储层煤样进行伤害,处理后煤样分别进行扫描电镜、气体渗透率和原始煤样气体解吸实验。实验结果表明:生物酶能够对侵入裂隙中的压裂液有效破胶,不影响储层的裂隙发育结构,改善孔隙内气体导流能力,提高储层的气体渗透率;生物酶破胶体系能够显著降低对原始煤样中吸附气自然解吸的影响,气体解吸率达到了95. 65%;生物酶降解产生二氧化碳的速率与破胶程度正相关;低温对酶活性影响较小,60℃内温度升高降解速率增大。可见生物酶作为煤层气开发压裂液破胶剂效果明显。