锆冻胶压裂液管流特性的实验研究

采用管道流动装置对同一浓度不同温度下锆冻胶压裂液的流动特性进行了实验研究。文章认为,锆冻胶压裂液属粘弹触变性流体。实验结果表明,在实验的切变速率范围内,剪切应力和切变速率的关系曲线可划分为三个区域,每个区域均可用Herschel-Bulkley模式来描述,并分别得到不同情况下的极限动剪切应力、稠度系数和流变指数值。文章还得出了视粘度随温度的变化关系,并就锆冻胶压裂液在油气田开发过程中所涉及的几个问题进行了探讨。     

锆冻胶水基压裂液

本文研究了一种新的水基压裂液即锆冻胶水基压裂液。这种压裂液是以聚丙烯酰胺(PAM)作成胶剂,用无机锆化合物作交联剂,加入适量的玻胶剂和防乳剂配成。其特点是粘度高、摩阻低、滤失系数小、可在指定的时间水化,水化后的残液无残渣,不与油乳化,因而易于从地层排出。作交联剂的无机锆化合物,可在破胶水化后作为粘土防膨剂,从而使这种水基压裂液特别适用于压裂粘土含量高的地层。本文还研究了影响锆冻胶的各种因素和锆冻胶作为压裂液的使用性能,证实这种冻胶比现场用得最多的硼冻胶优越。     

锆冻胶压裂液的高温性能

本文用测定突破真空度的方法评价了无机锆冻胶压裂液的高温性能,研究了这种冻胶作为高温压裂液的各种影响因素。从对比实验证明,这种压裂液具有成本低、易配制、高温稳定、能自动破胶、破胶后残液无残渣,并有粘土防膨性能等特点,是一种理想的高温压裂液。     

单液法锆冻胶堵剂

将锆冻胶由双液法堵剂转变为单液法堵剂．研究了它的延迟成冻方法及其各种影响因素，其中包括酸浓度、温度、聚丙烯酰胺浓度、成胶液与交联液的配比、碳酸钙含量、粒度及表面性质等．研究结果表明，ｐＨ值控制法是锆冻胶延迟成冻的一种可取方法．模拟试验证实．这种延迟成冻堵剂可有效地封堵含碳酸钙的砂柱．     

单液法锆冻胶堵剂

将锆冻胶由双液法堵剂转变为单液法堵剂。研究了它的延迟成冻方法及其各种影响因素，其中包括酸浓度、温度、聚丙烯酰胺浓度、成胶液与交联液的配比、碳酸钙含量、粒度及表面性质等。研究结果表明，ＰＨ值控制法是锆浆延迟成冻的一种可取方法，模拟试验证实，这种延迟成冰堵剂可有效地封堵含碳酸钙的砂柱。     

影响磷酸酯铝类油基冻胶压裂液性能的因素

研究了不同交联比（ＮａＡｌＯ２交联剂／ＰＥ９２磷酸酯胶凝剂）对ＮａＡｌＯ２与ＰＥ９２交联反应体系的ｐＨ值以及对磷酸酯铝类油基冻胶压裂液粘度的影响,并探讨了硫酸的浓度对磷酸酯铝类油基冻胶压裂液的最佳交联比、最佳交联ｐＨ值以及其耐温能力的影响．结果表明：（１）ＮａＡｌＯ２与ＰＥ９２交联反应体系的ｐＨ值随着交联比的增大而增大;（２）磷酸酯铝类油基冻胶压裂液最佳交联ｐＨ值为４４０～４．６０;（３）硫酸的浓度对磷酸酯铝类油基冻胶压裂液的最佳交联ｐＨ值没有影响,但磷酸酯铝类油基冻胶压裂液的最佳交联比随着硫酸浓度的增大而增大;（４）在磷酸酯铝类油基冻胶压裂液中加入硫酸后,可以使其耐温能力提高１８℃左右．     

丙烯酰胺-丙烯酸冻胶与长输管道黏附力特性实验研究

为了进一步将冻胶封堵技术应用在管道快速封堵作业中,对丙烯酰胺-丙烯酸冻胶与长输管道间黏附力特性进行研究,设计了一种丙烯酰胺/丙烯酸体系冻胶与钢制基底黏附力的测力方法,构建了该方法下测量黏附力的评价体系;通过正交试验研究了冻胶配方中单体配比、引发剂质量分数、交联剂质量分数、中和度对冻胶与金属管道黏附力特性的影响规律,分析讨论了各因素对黏附力特性的影响机理;借助MATLAB软件构建了丙烯酰胺-丙烯酸冻胶体系与管道之间黏附力的数学模型,并对模型的正确性进行了检验。实验结果表明,当工艺参数为单体配比1∶1,引发剂质量分数0.3%,交联剂质量分数0.25%,中和度65%时黏附力达到最大。其中单体配比对黏附力的影响最为显著,黏附力随着单体配比的增大而减小,随着引发剂质量分数的增加而增大,随着交联剂质量分数的增加而增大,随着中和度的增加而先增大后减小。数学模型的检验结果表明该模型具有普适性。冻胶与管道黏附力特性研究结果为冻胶封堵技术的开展做了基础工作。     

孤岛油田冻胶型深部调剖剂实验研究

孤岛油田聚合物驱后恢复水驱,含水率迅速上升,油井很快水淹.针对孤岛油田地层温度70℃,地层水矿化度5 004 mg/L的条件,为其研究了聚合物驱后深部调剖剂,并对其配方、性能、组合优化、用量优化和注入方式和时机进行了考察.研究发现:调剖剂的交联时间可以控制,冻胶体系成冻时间从1~20 d可调,成冻后强度高.聚合物驱后,为使组合调剖剂能进入深部高渗透层,必须按照先弱后强的顺序注入组合调剖剂.深部调剖剂的用量存在最优值,驱替实验中,用量为0.1Vp时,采收率增幅最大,产出投入比最大.注入相同量深部调剖剂,越早注入,所得的最终采收率会越高.     

硼交联水基冻胶压裂液的研究发展现状

综述了硼交联水基冻胶压裂液的国内外研究发展现状．着重介绍了国外应用核磁共振（ＮＭＲ）能谱技术研究硼交联机理得出的结论、有机硼配合物交联剂的延迟交联机理和优异性能、硼交联压裂液的粘弹性和测定方法以及破胶剂的最新发展成果—胶囊破胶技术．指出了硼交联水基冻胶压裂液的几个重要研究和发展方向     

C02泡沫压裂液两相流流动特性的试验研究

通过大型高参数泡沫压裂液试验回路首次详细研究了实际压裂条件下CO2泡沫压裂液的流变特性，得出了实际压裂条件下C02泡沫压裂液流变参数的计算关联式，从而为低渗油气藏泡沫压裂技术的有效实施提供了试验依据。研究表明：在实际施工条件下，CO2泡沫压裂液具有剪切稀化性质，可用幂律模型来描述；其有效粘度随剪切速率、温度的增高而减小，随压力、泡沫质量的增大而增大；相对而言，温度和泡沫质量对流变参数的影响比压力的影响明显，在该试验范围内，温度和泡沫质量对流变参数的影响呈指数规律变化。     

CO2泡沫压裂液两相流流动特性的试验研究

通过大型高参数泡沫压裂液试验回路首次详细研究了实际压裂条件下CO2泡沫压裂液的流变特性,得出了实际压裂条件下CO2泡沫压裂液流变参数的计算关联式,从而为低渗油气藏泡沫压裂技术的有效实施提供了试验依据.研究表明:在实际施工条件下,CO2泡沫压裂液具有剪切稀化性质,可用幂律模型来描述;其有效粘度随剪切速率、温度的增高而减小,随压力、泡沫质量的增大而增大;相对而言,温度和泡沫质量对流变参数的影响比压力的影响明显,在该试验范围内,温度和泡沫质量对流变参数的影响呈指数规律变化.     

化学剂对磷酸酯类油基冻胶压裂液性能的影响

系统研究了９种化学剂对柴油基冻胶压裂液性能的影响,结果发现：在一定剪切速率（１７０ｓ＾－１）下,添加不同类型的化学剂对柴油基冻胶压裂液的性能影响很大,其中化学剂Ｚ－１和Ｚ－７可以显著提高柴油基冻胶压裂液的抗温和抗剪切性能,使得剪切后的压裂液粘度较不加化学剂提高了近１００ｍＰａ．ｓ。     

GRF-CO_2清洁泡沫压裂液流变特性实验研究

基于管式流变仪原理,使用大型高温高压泡沫压裂液实验系统,对GRF体系的CO2清洁泡沫压裂液流变特性进行了详细的实验研究,研究了其流变特性受温度、泡沫质量、剪切速率和压力影响的规律,得出了压裂液流变参数的计算关联式,GRF-CO2清洁泡沫压裂液流变指数、流变系数的计算关联式平均误差均小于10%,能够满足实际工程需要。     

化学剂对磷酸酯类油基冻胶压裂液性能的影响

系统研究了 9种化学剂对柴油基冻胶压裂液性能的影响 ,结果发现 :在一定剪切速率(1 70s- 1)下 ,添加不同类型的化学剂对柴油基冻胶压裂液的性能影响很大 ,其中化学剂Z 1和Z 7可以显著提高柴油基冻胶压裂液的抗温和抗剪切性能 ,使得剪切后的压裂液粘度较不加化学剂提高了近 1 0 0mPa .s.     

大落差管道下坡段不满流流动特性分析

根据流体力学原理，分析了大落差管道有不满流存在时的稳态和瞬态流动特性，阐明虽然不满流的存在对压力波的传递有抑制作用，且可节省压站的投资，但由于气体空间的存在，使管道中的部分管段呈气液两相流特性，而两相流管道的压力波传播过程与单相流动有着相当大的差别。     

泡沫压裂液在裂缝内的层流流动

泡沫流体流变模式的研究表明幂律模式和H-B模式的层流流动完全能满足泡沫压裂液的实际流动.对于宽度相比于长度和高度来说相当小的裂缝,可以将其内部泡沫压裂液的流动简化为无限大平行平板的流动.本文将分别以幂律模式和H-B模式来分析不同流变模式对流动的影响.     

垂直管道中锆粉云火焰传播速度特性及锆颗粒群燃烧模型

在粉尘云瞬态火焰实验系统上开展实验研究,揭示了垂直管道中锆金属云的火焰传播速度特性并建立了垂直管道中向上运动的锆颗粒群燃烧模型. 研究结果表明,锆颗粒的燃烧产物二氧化锆颗粒具有单斜和四方两种晶相. 管道中的锆粉云浓度高低可根据火焰锋面形状进行初始判断. 垂直管道中锆粉云的最大火焰传播速度随锆粉云浓度的增加先增大后减小,这是由于管道中富燃料燃烧缺氧和未燃颗粒吸收体系热能而造成. 锆粉云浓度为0.625 kg/m3时,管道中出现最快火焰的传播速度可达39.7 m/s. 在锆颗粒群燃烧模型中将颗粒燃烧过程分为4个阶段. 从宏观现象和微观机理上对锆粉云在垂直管道中的火焰传播过程进行了表征.      

清洁压裂液导流能力伤害对比实验研究

清洁压裂液作为一种新型压裂液体系,具有清洁、低污染、破胶彻底、残渣少、压后退排率高等特点,在特低渗储层具有良好的应用前景.通过对比常规瓜胶压裂液、低伤害压裂液和清洁压裂液的压裂充填裂缝导流能力伤害实验,定量分析不同压裂液体乐对压裂裂缝导流能力的伤害率,从而可以直观评价清洁压裂液对储层的伤害特点,为清洁压裂液的推广应用提供重要依据.     

磷酸酯/Fe3+型油基冻胶压裂液性能研究

针对磷酸酯/Al3+交联的油基压裂液交联速度慢,交联剂溶解性慢、稳定性差和价格高等缺点,首次对磷酸酯/Fe3+交联的油基压裂液体系进行了研究。通过对铁交联剂体系的优化,筛选一种磷酸酯/Fe3+交联的新型交联剂体系,并对磷酸酯/Fe3+油基冻胶压裂液性能进行了评价。结果表明:采用30%Fe2(SO4)3+15%二乙醇胺+55%水制备的新型交联剂体系,直接与磷酸酯混合即可形成油基冻胶,其性能不受放置时间的影响,交联速度快,成胶性能好,10 min就可达到最大黏度;压裂液的抗温抗剪切性能高,与常规铝交联剂体系比较,压裂液成胶速度提高了20倍,压裂液的抗温能力由原来100℃提高到135℃,并且压裂液的破胶性和滤失性等性能均能达到压裂施工的要求。     

水基压裂液的储层伤害机理实验研究

运用核磁共振技术从微观角度系统分析了水基压裂液对储层的不同伤害机理。结合常规流动实验,提出了一套评价压裂液对储层伤害的综合性实验方法,建立了每种伤害机理与伤害程度间的对应关系。实验研究结果表明,压裂液渗入岩心后均会不同程度地造成岩心内束缚水增加、可动水滞留以及固相大分子物质的吸附,从而引起储层渗透率降低,并且对于不同渗透性岩心其伤害规律大不相同,较低渗透率岩心的伤害率比较高渗透率岩心的伤害率普遍要大。