基于导流能力评价实验的复合酸化压裂技术

酸化压裂是碳酸盐岩油气藏增产的主要措施和手段,即使采用较大规模施工,酸蚀缝长一般不超过120 m,而水力压裂技术能够实现大规模造长缝的目的。为此,开展水力压裂与酸携砂压裂相结合的复合酸化压裂技术研究及现场实验,以探索碳酸盐岩增产措施的新工艺技术。实验采用塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩心,模拟高温高压地层条件,通过测试水力加砂压裂裂缝、酸化压裂酸蚀缝、酸携砂压裂裂缝、水力压裂与酸携砂复合酸压裂缝的短期导流能力,探索评价了碳酸盐岩地层增产改造的新工艺技术,实验结果表明了碳酸盐岩地层实施复合酸化压裂可以实现较好的导流能力。基于导流能力实验评价结果,优化设计了4 口井的复合酸化压裂方案并进行现场施工,增产效果良好,为碳酸盐岩地层实施复合酸化压裂提供了有力的理论支持。     

硫沉积对裂缝导流能力影响的实验研究

含硫气藏在生产过程中会出现单质硫的沉积,引起较大危害,而压裂技术作为气藏增产的主要措施,常由于受高含硫气藏开发中的硫沉积堵塞等原因导致酸蚀裂缝导流能力大幅降低而逐渐失去作用,为了能较好的反映硫沉积对裂缝导流能力的影响以及评价酸化措施对硫沉积后裂缝导流能力的改善效果,采用硫粉和人工造缝后的岩心,模拟硫颗粒沉积对酸蚀裂缝的堵塞,在此基础上酸蚀裂缝,测试裂缝的气测裂缝导流能力。研究表明,硫颗粒堵塞裂缝,导致裂缝导流能力严重降低,以15 MPa为例,裂缝导流能力降低17%~47%,而注入酸液能侵蚀岩石壁面,导流能力降低系数从2.79~3.23恢复到1.0左右,在一定程度上恢复裂缝的导流能力。     

高温高压碳酸盐岩地层酸蚀裂缝长期导流能力实验研究

酸蚀裂缝导流能力是评价酸化压裂效果的重要因素;而酸蚀裂缝在高闭合压力下闭合严重,导流能力很低,并且短期导流能力并不能代表生产时的导流能力,所以需要进行裂缝长期导流能力研究。结合托甫台奥陶系高温高压碳酸盐岩油藏的特征,运用高温高压酸化流动仪、FCES—100裂缝导流仪,进行了酸蚀裂缝、加砂水力裂缝、加砂酸蚀裂缝长期导流能力实验,考察了不同闭合压力下三种裂缝的长期导流能力的变化规律。实验所用酸液类型、酸岩接触时间、支撑剂尺寸和铺砂浓度都是通过前期实验优选得到,分别为稠化酸、60 min、40/70目陶粒及3.0 kg/m2。对实验数据进行分析对比,发现在高闭合压力下酸蚀加砂裂缝比酸蚀裂缝导流能力高,水力加砂裂缝比酸蚀加砂裂缝略高。     

固体酸性能评价及与碳酸盐岩反应特性的研究

高温深井储层酸压改造如何造成足够长的动态裂缝,如何有效延缓高温条件下酸岩反应速度,使得活性酸尽可能深入地层深部,实现深度酸压是碳酸盐岩储层的难点之一。固体酸是一种新型酸化材料,正常状态下呈非活性,激活后可分解出具有强氧化性的HNO3。针对目前国内外对固体酸在碳酸盐岩储层酸化尚存在的问题,对固体酸性能、影响因素进行了试验分析,并对固体酸与碳酸盐岩的反应特性进行了试验研究。结果表明：采用一定的置放技术,固体酸可有效延缓与碳酸盐岩的反应,具有与盐酸相同的溶解能力。     

高温高压碳酸盐岩油藏酸蚀裂缝导流能力实验研究

结合塔河油田托普台区块高温高压纯灰岩储层特点,应用高温高压酸岩反应仪、FCES-100导流仪研究酸蚀裂缝导流能力变化规律。短期导流能力实验结果表明:相同酸-岩接触时间下,稠化酸导流能力高于交联酸;闭合压力低于50 MPa,加砂酸蚀裂缝导流能力低于酸蚀裂缝导流能力,闭合压力高于50 MPa,加砂酸蚀裂缝导流能力高于酸蚀裂缝导流能力。加砂酸蚀裂缝导流能力实验结果表明:40/70目陶粒和1.5~2.5 kg/m2铺砂浓度酸蚀裂缝复合导流能力高。长期导流能力实验表明:48 h内导流能力快速降低,然后逐渐下降,120 h后趋于稳定。     

基于实验方法的酸压裂缝分形研究

酸压是提高碳酸盐岩储层渗透率的主要措施,酸压裂缝的形成和延伸直接影响到油气井产能。为此,采用分形方法研究酸压过程中裂缝的形成和延伸机理。首先推导出裂缝导流能力与裂缝分形维数之间的函数关系,然后采用造缝后的岩心进行一次酸压和重复酸压实验,测试酸压前后裂缝导流能力的变化,得到一次酸压和重复酸压前后裂缝的分形特征变化。研究表明:酸压裂缝的几何形态及分布具有明显的分形特征,其中一次酸压以酸蚀原始裂缝、促进原始裂缝延伸为主,酸压前后裂缝分形维数明显降低;重复酸压以造新裂缝为主,分形维数较一次酸压明显提高。     

蓬莱天然气区酸蚀裂缝导流能力实验研究

采用蓬莱气区沧浪浦组和茅口组碳酸盐岩全直径岩心,钻取和剖切标准岩心构建缝宽1mm裂缝进行室内实验,分析了不同酸压工艺对壁面溶蚀效应的影响,分析了酸液类型、酸液用量、注入级数以及闭合压力对酸蚀导流能力与导流能力衰减率的影响规律,并评价了不同溶蚀壁面粗糙度值对导流规律的影响。研究结果表明: 相比单一酸液1级交替注入,自生酸和胶凝酸组合具有更强的溶蚀效应,非均匀刻蚀程度和酸蚀导流能力更大。对比不同液量的自生酸和胶凝酸组合3级交替注入,随胶凝酸液量的增加,非均匀刻蚀程度增大,初始导流能力增大,初始导流能力衰减率减小;随自生酸液量的增加,非均匀刻蚀程度增大,初始导流能力减小,初始导流能力衰减率增大;随粗糙度值增大,初始导流能力增大,初始导流能力衰减率增大。随闭合压力增大,胶凝酸用量越多和自生酸用量越少,始终保持更大的导流能力。因此该研究成果在优化酸化压裂施工设计和提高现场施工效果方面具有一定的参考价值。     

基于灰色关联法的酸蚀导流能力影响因素

酸蚀裂缝导流能力是评价酸化压裂的重要因素,通过利用FCES—100导流仪进行酸蚀裂缝导流能力影响因素的研究,并采用正交实验和灰色关联法分析各参数对酸蚀导流能力的影响程度。结果显示:交联酸的酸蚀裂缝导流能力随着酸液浓度的升高而增加;交联酸的酸蚀裂缝导流能力随着酸岩接触时间的延长而增大,但随着酸岩接触时间的增加,酸蚀裂缝导流能力的增加幅度越来越小; 50 MPa以前,高铺砂浓度的酸蚀裂缝导流能力更低;当闭合压力大于50 MPa时,高铺砂浓度下,导流能力会越大;利用灰色关联分析法,上述考虑的因素对酸蚀导流能力的影响程度从大到小分别为:铺砂浓度、酸液浓度、酸岩接触时间、闭合压力。明确了相关影响因素对酸蚀裂缝导流能力的大小关系,为更加有效进行酸压设计提供了重要指导。     

射孔及孔道酸化技术初探

射孔及孔道酸化技术是将复合射孔技术、酸化处理等工艺结合起来,基本原理是将化学反应带入射孔作业,方法是将固体酸性材料装在射孔弹中,在射孔的同时酸性材料随射孔流进入油层孔道及裂缝中,这些酸与周围的岩石发生化学反应,使复合射孔造成的孔道和裂缝扩大、延伸,并形成无法闭合的永久裂隙。这些裂缝能够改善近井带的渗透率,从而提高射孔效率。     

高温砂岩酸化微粒运移伤害物质来源与防治方法

塔里木油田大北-克深区块进行常规土酸酸化改造时使用盐酸作前置液防治钙、镁离子沉淀,却引发微粒运移,造成储层伤害。旨在剖析微粒运移伤害物质来源并提出相应的防治措施,分别从宏观和微观角度首次研究15%盐酸与黏土矿物在150℃下反应特征,包括溶蚀率测定、扫描电子显微镜(SEM)表征、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)分析及岩心驱替实验等。结果表明:(1)高温酸/岩反应过程中,氢离子置换了黏土矿物中的铝离子并生成水合二氧化硅;(2)结构受损的黏土矿物是发生微粒运移的物质来源;(3)自主研发螯合酸ZFJ-CA作前置液能够有效减轻对黏土矿物溶蚀,达到防治微粒运移目的。通过大量室内试验,首次揭示了盐酸与黏土矿物的高温反应特征,确定了微粒运移物质来源并对微粒运移实现有效防治,为矿场酸化改造提供了参考。     

玉米秸秆碳基固体酸催化制备聚乙烯醇缩丁醛的研究

通过研究玉米秸秆碳基固体酸的制备及其用于催化正丁醛和聚乙烯醇(PVA)制备聚乙烯醇缩丁醛(PVB),考察了碳基固体酸制备条件和缩醛化反应条件对正丁醛和PVA反应生成PVB的影响。结果表明,玉米秸秆碳基固体酸催化剂的最优制备条件为:碳化温度400℃、碳化时间5.5 h、磺化温度160℃、磺化时间12 h;缩醛化反应最优条件为:反应温度70℃、反应时间10h、催化剂用量8%(占固体总量)。傅里叶变换红外光谱表征结果证实,玉米秸秆碳基固体酸催化剂具有良好的催化正丁醛和PVA制备PVB的性能。     

HDPE固相接枝丙烯酸的研究

以过氧化苯甲酰（ＢＰＯ）为引发剂、二甲苯为界面剂，研究丙烯酸（ＡＡ）在粉料高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）上的固相接枝反应．红外光谱证实了该接枝反应。Ｘ光衍射发现接枝后的ＨＤＰＥ结晶度下降不多，表明接核反应发生在ＨＤＰＥ的无定区域和晶区表面或晶区缺陷上。实验还发现，随着引发剂用量、ＨＤＰＥ颗粒度的增加，反应温度的升高，单体／聚合物比增加，接枝率提高。本研究制得的ＨＤＰＥ—ｇ—ＡＡ，其接枝率可高达１５．９２％。     

LD端泵Nd:YVO4固体激光器输出特性的实验研究

在不同腔反馈、晶体尺寸和掺杂浓度情况下，对LD端面泵浦平直腔Nd：YVO4固体激光器进行了实验研究．测量了晶体的热透镜焦距，在泵光功率21W时，实现了稳定的8．5W准基模输出，光-光转换效率40．5％，斜效率达到59．4％．     

POSA催化醇的F—C烷基化反应研究

报导了制备无水全氟辛基磺酸(POSA)的一种新方法,并报导了制备POSA催化环已醇、叔丁醇、仲丁醇、异丁醇、苄醇与带取代基的芳香化合物的F-C烷基化反应.多数反应得到50%左右收率的一取代产物.叔丁醇、仲丁醇、异丁醇三者的反应都得到叔丁化基产物,表明亲电进攻发生在碳正离子形成并重排为稳定的叔碳离子之后.本法的优点是操作简便、后处理容易、不消耗其它溶剂、催化剂可循环使用或再生回收.     

裂缝性油藏酸液滤失模型研究

酸液在酸压裂缝内流动时,有少数较大的岩石孔隙或天然裂缝首先受到过量酸液的溶蚀而迅速增长形成蚓孔,使滤失主要在蚓孔内发生。因此研究天然裂缝性油藏酸液滤失,必须考虑酸蚀蚓孔的影响。基于裂缝性油藏酸压中酸液的流动反应特性,建立了酸蚀蚓孔的增长模型、酸液在蚓孔内流动反应模型和滤失的酸液在地层中流动模型,提出了便于现场应用的裂缝性油藏酸压滤失计算方法;就影响蚓孔增长及滤失的裂缝净压力、蚓孔密度和酸液粘度等因素进行了实例计算分析,对于现场酸压施工中有效控制酸液的滤失具有重要的意义。     

气液固三相喷射环流生物反应器中液速研究及应用

开发了一种内热式换膜液体流动速率测量仪,该测量在单纯液相中的精度优于１．５％,同时克服了固体粒子及气泡对测量仪的干扰作用,可较好地用于气液固三相中的液速测量,对气液固三相喷射环流生物反应器中流体流动速率进行了测量,得到了不同操作压力、气体进料量、不同轴向位置的液体速率分布,利用该反应器进行了生物降解处理染料工业废不的应用研究 。     

SnO＋ZnO复合氧化物固体酸催化酯化反应的研究

通过考察ＳｎＯ＋ＺｎＯ复合氧化物固体酸催化羧酸与醇的酯化反应,得出催化剂在不同酸醇反应中活性的变化,以及不同醇酸摩尔比、不同醇酸酯化的空间位阻大小、羧基旁的其他取代基等因素对反应酯化率的影响。     

液氮在弦月形通道中沸腾传热强化实验研究

首次利用极限偏心圆管形成的弦月形通道在液氮池中进行了两相流沸腾传热实验研究，实验结果表明，当热流密度达到９ｋＷ／ｍ＾２时，弦月形通道内的传热温差仅为１．１Ｋ，传热性能达到了目前一致公认的沸腾传热系数最高的烧结多孔表面管的同等水平，而其制造工艺、生产成本和运行操作等方面却大大优于后者。     

大豆脂肪氧化酶催化油酸氧化反应动力学研究

用（NH4）2SO4三次盐析法从大豆中提取脂肪氧化酶；用测氧仪测定和跟踪脂肪氧化酶催化油酸氧化反应的反应过程。实验表明，脂肪氧化酶催化油酸氧化反应是按Michaelis机理进行。其最佳反应条件是：pH＝9．0；反应温度t＝30℃。反应活化能Ea＝74．95kJ·mol－1；米氏常数KM＝2．97×10－3mol·L－1。本文还测出了多种抑制剂对脂肪氧化酶的抑制效果。在应用方面提出了用抑制剂除去豆腥味的新方法。