水平井高性能环氧泡沫固砂体系研究

目前水平井由于井段长、地层非均质等原因出砂问题严重。常用的机械防砂不能从根本上解决地层出砂的问题。实验研制出了一种密度低、流变性好的高性能环氧泡沫固砂体系,该体系的最佳配方为:浓度为60%的环氧乳液∶起泡剂∶泡沫稳定剂∶固化剂∶偶联剂∶石英砂=20∶0.1∶1∶3∶0.4∶100(质量比)。通过对温度、砂粒粒径等因素对体系的固砂性能和适应性进行了综合评价,泡沫固砂体系在(60—90)℃范围内具有较好的固砂效果,固结体的抗压强度可达到7.0 MPa,渗透率可保持4.0μm2左右,砂粒粒径对体系影响较大。对固结体的耐介质性进行了考察,表明体系具有较好的耐酸、耐油和耐水性能。通过可视化模拟体系注入、固砂、反排情况,该体系注入剖面较为均匀,在高渗带无明显指进现象,且对高渗带出砂有良好的控制作用,易反排,对渗透率影响不大。     

环氧树脂乳液泡沫制备及固砂性能研究

为了克服化学防砂中存在的缺陷,改善其应用效果,开展了环氧树脂乳液泡沫固砂性能的研究.以环氧树脂、自制乳化剂为原料,采用相反转法,合成了具有较低黏度的环氧树脂水乳液.将合成的乳液稀释与起泡剂、稳泡剂混合搅拌可得到稳定性良好的泡沫.实验表明,在室温下质量分数50%乳液中,当起泡剂与稳定剂用量分别为乳液质量的0.4%、3.0%时,起泡体积倍数大于4,半衰期可达到29 h以上.通过室内模拟固砂实验发现,采用环氧树脂乳化泡沫固砂,所固结岩心强度高,渗透性好,抗压强度可达5 MPa,可以为非均质油藏或水平井的防砂提供一种有效的手段.     

水平井泡沫携砾石充填数值模拟

在进行疏松砂岩水平井砾石充填完井过程中,以往均采用牛顿流体作为携砂液。泡沫流体作为非牛顿流体,比牛顿流体具有更好的携带性能,并且具有低滤失性。针对水平井砾石充填作业发生提前堵塞和携砂液进入地层问题,借鉴水平管流的固液两相流动机制,建立水平井泡沫携砾石充填两层数学模型,并且对泡沫在水平井中流动的摩阻系数进行讨论。对偏心率、砾石直径、砾石密度及泡沫干度对砾石充填效果的影响进行计算分析,并以充填效率、砂床高度及综合评价指标表征充填效果。结果表明:随偏心率增大,充填评价指标趋于增加,但增加的幅度较小;随砾石直径、砾石密度及泡沫干度的增加,充填指标趋于降低;泡沫作为携砂液进行砾石充填比牛顿流体具有更好的充填效果。     

冲砂洗井泡沫携砂规律数值模拟研究*

利用计算流体动力学（CFD）软件对水平井冲砂洗井过程中泡沫流体携砂能力进行了数值模拟。结果表明在油管居中情况下泡沫流体在环空中心部位体积分量最大,砂粒颗粒体积分量最小。砂粒在泡沫携带下,中心区域的砂粒速度随着运移路程不断变化,砂粒平均速度比入口速度略有增加。随着砂粒直径增加,发生冲蚀区域增加,其对泡沫携砂能力将产生更大影响,但总体而言,砂粒对管壁的冲蚀速率非常小。泡沫流速为0.30 m/s时,直径在0.1～2.0 mm的砂粒基本上可以悬浮在泡沫流体中随泡沫一起运动,没有沉降现象;泡沫流速为0.90 m/s和1.50 m/s时,0.1～2.0 mm直径砂粒可以顺利通过水平井段环空流道,砂粒直径越大,泡沫携砂能力越低。     

泡沫流体携砂能力的数值模拟

泡沫流体广泛应用于油井的冲砂洗井作业中，携砂能力是衡量其性能的一项重要指标。利用FLUENT软件中的分散相模型对泡沫流体的携砂能力进行了数值模拟，得到了不同直径的砂粒在泡沫流体中的携砂率和停留时间随环空管道倾角的变化关系，与相同条件下水的携砂性能进行了比较，并进行了定性分析。从模拟结果可以看出泡沫流体具有良好的携砂能力，而且更适合于水平井的冲砂洗井。     

泡沫流体携砂能力的数值模拟

泡沫流体广泛应用于油井的冲砂洗井作业中,携砂能力是衡量其性能的一项重要指标.利用FLUENT软件中的分散相模型对泡沫流体的携砂能力进行了数值模拟,得到了不同直径的砂粒在泡沫流体中的携砂率和停留时间随环空管道倾角的变化关系,与相同条件下水的携砂性能进行了比较,并进行了定性分析.从模拟结果可以看出泡沫流体具有良好的携砂能力,而且更适合于水平井的冲砂洗井.     

表面稠化酸的固砂作用研究

对酸碱度场的观察证实，表面稠化酸在酸化过程中能够形成冻胶膜。由Laplace公式得知，冻胶膜最终可在砂粒接触处形成冻胶，从而起到对砂粒的胶结作用。对冻胶的粘弹性进行了测定，并对冻胶对砂粒表面的作用进行了分析。结果表明，表面稠化酸主要通过冻胶粘弹性中的弹性、冻胶与砂粒之间的氢键及静电引力、冻胶对砂粒表面的润湿性等起防砂作用。对冻胶粘结力的测定结果证实，冻胶对砂粒有很好的胶结作用。     

高温固砂剂防砂技术在单家寺稠油细粉砂油藏中的应用

单家寺稠油具有粘度大、密度高、地层胶结疏松的特点，在地层流体的不断冲刷下，岩石颗粒间的胶结物易遭到破坏，降低地层固结强度，造成油井出砂，油井出砂已成为制约其正常生产的主要原因。高温固砂剂具有成本低、见效快、施工简便的特点，并且不占据井筒容积，为后续措施的实施提供了方便，该项技术在实际应用中见到了较好的防砂效果，取得了可观的经济效益，成为单家寺油田粉细砂岩的主导防砂工艺。     

高青稠油出砂油藏固砂解堵工艺技术

高青稠油疏松砂岩油藏存在出砂严重和地层严重污染堵塞问题.不同断块地层压力各异,堵塞既有外来流体原因,也有地层本身因素.对出砂井的具体特点,通过室内实验研究,将固砂稳砂拦砂和解堵有机结合,研究开发出固砂解堵一体化技术.该方法在提高井壁及近井筒地层强度的同时,解除地层堵塞.现场应用于8口井,有效率达100％,平均有效期1年以上,取得了显著经济效益.     

粉煤灰及石粉对人工砂高性能混凝土影响研究

随着甘肃经济的快速发展,基础设施建设的大力投资,其直接带来原材料的急剧增加,能满足要求的天然砂数量越来越少,本文通过试验分析粉煤灰、石粉含量对人工砂高性能混凝土在工作性和力学性能以及对混凝土和易性及强度等级提高上的影响,确定粉煤灰的最佳掺量和石粉含量的范围;为人工砂适用于配制高品质混凝土以及更好的在市场上的使用推广提供科学依据。     

预测水平井产能与出砂量的一种新方法

本文用数值法求解描述水平井流动状态的偏微分方程. 获得储油层中各节点的压力分布和三个方向上的速度分布,从而计算水平井的理想产能。并建立了储层中砂浓度的场模型,由此预测出砂井的出砂量。     

环氧树脂对其固化物性能影响的研究

通过观察试验和测定试验,研究了不同环氧树脂对其固化物的表面质量、力学性能和热性能,测定了固化物的抗压强度、抗弯强度、抗冲击强度、负荷变形温度和维卡软化温度.试验结果表明:当F-51、甲基四氢苯酐、铝粉三者用量的质量比为100∶85∶150时,环氧树脂F-51、甲基四氢苯酐环氧固化体系所得固化物的性能优于环氧树脂E-44、甲基四氢苯酐环氧固化体系所得固化物的性能.     

磷酸酯改性呋喃树脂固砂剂的制备及性能研究

针对树脂固砂剂一直存在固砂强度与地层渗透率保留率之间的矛盾,开展了磷酸酯改性呋喃树脂固砂剂的研究,研究中以磷酸、聚醚（L35）、呋喃树脂为主要原料,通过羟基缩聚制备出磷酸酯改性呋喃树脂水性聚合物,并将其用水稀释3倍后作为油田固砂剂使用,一方面,以水作为天然增孔剂,另一方面,在水环境下成膜固化,既保证了固砂强度,又保证了高地层渗透率,有效解决了长期困扰化学防砂效果的难题。研究结果表明,磷酸酯改性呋喃树脂用水稀释3倍浸入砂粒后,于水下环境中60～80℃保温48 h可固结砂粒,固砂强度大于4 MPa,适合油田水下环境固砂。截至2019年3月,现场应用10口油井,控砂成功率达100%,累计增油13 000 t,应用效果良好。     

水平井大规模压裂固井水泥石性能设计方法

水平井大规模压裂对固井水泥石性能提出了更高的要求,不仅要求水泥石有一定的抗压强度,还需要具备一定变形能力。目前普遍采用的标准已不能满足水平井大规模压裂对水泥环密封性的要求。基于压裂工况条件下水泥环受力分析模型,综合考虑水泥环拉伸破坏和界面剥离破坏两种失效形式,提出了一种能满足大规模压裂密封要求的固井水泥石性能设计方法,建立了包含弹性模量、泊松比以及抗拉强度（或屈服强度）的固井水泥石性能指标控制图版,量化了水泥石的杨氏模量、泊松比、抗拉强度（或屈服强度）之间的关系。根据该指标控制图版进行水泥石性能设计,可以有效减少水泥环破坏的风险。建立了玛湖油田大规模压裂水平井固井指标控制图版,并根据该控制图版优选了弹韧性水泥浆体系,该体系现场应用10余口井,顺利完成了井口压力增量90 MPa的储层压裂改造,效果良好,达到了预期产量。     

碳泡沫先驱体酚醛泡沫制备工艺研究

通过分析发泡剂、匀泡剂和固化剂的用量与酚醛泡沫密度及性能的关系,确定了制备酚醛泡沫的最佳发泡工艺。以苯酚和甲醛为主要原料,碱性催化合成改性酚醛树脂,再加入正戊烷、tween-80和20％硫酸等制备了酚醛泡沫。用红外光谱和数码显微镜等方法测定该泡沫的化学组成、泡孔结构、孔径分布及其他相关理化性能,结果表明,该工艺制备的酚醛泡沫具有优良的阻燃、隔热保温性能,是理想的碳化和石墨化用酚醛泡沫。     

渤海窄条带状油田水平井产能研究

目前,国内外许多学者对水平井产能作了大量的研究,然而,利用前人推导的水平井产能公式计算窄条状油田的水平井产能误差较大,无法合理预测该类型油田的水平井产能。利用镜像反映和势叠加原理等渗流理论,推导了窄条状油田的水平井产能公式,并与现场实际产量进行对比,相对误差小于10%。本文的结果对水平井在窄条状型油田开发中的实际应用提供了理论基础。     

低渗透油藏高含水期压裂水平井流入动态研究

针对低渗透油藏高含水期的压裂水平井,根据油井流入动态关系调整合理工作制度是高含水期油井稳产的重要方法之一。为确定高含水期压裂水平井流入动态,通过水电模拟实验方法和油藏数值模拟方法,考虑应力敏感性和溶解气的影响,分别确定了含水率为0和100%时的压裂水平井流入动态,根据加权平均方法,计算了不同含水率时的流入动态曲线。结果表明:随着含水率的不断上升,流入动态曲线弯曲程度减小,相同井底流压下的油井产量增加。该研究成果可为矿场实际中的高含水压裂水平井工作制度的调整提供科学依据。     

酚醛环氧树脂水性化的研究

对酚醛型环氧树脂E-44进行化学改性引入亲水性基团，同时保留尽可能多的环氧基，成盐后制得水性环氧树脂体系。研究了各反应物用量对体系水溶性和水稳定性的影响，确定了最佳的原料配比、反应温度和时间。结果表明：该改性E-44环氧树脂可与水以不同的配比形成水溶液或水乳液，且体系具有优良的稳定性。     

分支水平井拟三维产能公式新体系

本文分析了齐成伟建立的分支水平井拟三维产能公式,阐述了圆形地层中辐射状分支水平井拟三维产能公式在扇形地层中的应用、带形地层中横向和纵向双分支水平井拟三维产能公式在相应变化情况下的应用,并形成了分支水平井拟三维产能公式体系。