射孔-高能气体压裂复合技术研究

对增加油气产量的射孔-高能气体压裂复合技术进行了详细的研究。重点对射孔-高能气体压裂复合器的设计原理进行了深入的探讨,其中包括枪管的耐压设计,枪身螺纹牙强度的设计,枪身内火药燃烧速度与压力范围及温度的定量关系,射孔后火药燃烧时的气体流速,射孔枪身内火药燃烧气体对射孔孔眼的冲刷作用及射孔枪身内火药燃烧气体射流的高能气体压裂作用。同时对枪身内火药装药的设计及现场施工工艺也进行了一定的研究。在延长油矿360m井深做射孔-高能气体压裂的现场试验结果表明,该技术操作简便,成本低,综合处理效果好,有广阔的应用前景。     

复合射孔压裂火药爆燃后气液作用分析

针对目前在复合射孔理论模型的研究中,国内外各石油公司及相关研究机构主要集中在火药的爆燃机理、岩石的压裂机理和裂缝的生成方面,但对于压裂火药燃烧结束后剩余高能气体及上部     

高能气体压裂用液体药点火与燃烧研究

高能气体压裂用液体药能够被点燃的点火压力、．点火热量以及能够形成其稳定燃烧的上述两个参数是液体药用于油气井高能气体压裂的两个重要参量．本文周密闭爆发器装置，用硝化棉药粉和双芳－３火药做为点火药，通过调整点火药量，得出了高能气体压裂用液体药的点火压力为５０ＭＰａ以上和点火热量及形成其稳定燃烧的点火压力和点火热量．并且得出了液体药能够被点燃的点火药为液体药的２０％．对液体药高能气体压裂现场施工设计选择点火药具有重要参考的价值．     

高能气体压裂火药燃烧及射孔泄流规律的研究

高能气体压裂的压力—时间过程决定了所形成的裂缝几何形态和对套管及水泥环的破坏程度,而火药的燃烧规律和流体通过射孔孔眼的泄流规律是影响压力过程的两个决定性因素。本文基于火药平行层燃烧规律及泄气条件对密闭容器压力公式进行了修正,用因次分析法导出了泄流规律的形式,并将火药燃烧与孔眼泄流结合起来逐步计算瞬时压力过程。通过对数值计算结果的分析讨论,为高能气体压裂装药设计提供理论依据。     

长脉冲燃爆压裂复合燃速火药配方优化与应用

针对常规燃爆压裂火药类型单一、燃速偏快、难以形成峰值压力与持压时间的优势平衡,致使改造规模有限的问题,深入考察成熟火箭推进剂配方,借助密闭爆发器、燃速仪等实验设备,筛选优化了高、低两级燃速火药配方体系。测试了各自燃烧性能、安全性能。实验结果表明,实验条件下,高、低燃速火药燃爆加载速率分别为13.38 MPa/ms、2.38 MPa/ms,燃爆时间分别为11.7 ms和51.8 ms,将一定质量两种火药复合串联,利用高燃速火药爆燃轻易制裂地层,随后低燃速火药长时间持续低速燃烧,最大限度增大破裂规模和裂缝长度。经现场应用表明,该复合型火药体系燃爆压裂过程安全可控,能有效改善地层应力状态,降低井底破裂压力,提高单井产量,为燃爆压裂技术在深层、超高压地层的应用提供有利支撑。     

浅议高能气体压裂设计方法

高能气体压裂的设计对该项技术的深入研究十分重要。本文对高能气体压裂的设计方法作了初步探讨。设计内容包括该技术的适用范围、压力过程设计、火药燃烧分析、并筒泄气分析、裂缝扩展分析、增产效果预测等。由于高能气体压裂的工作介质是具有可压缩性的火药生气,因此,以上各项分析相互关联。本文还给出了高能气体压裂设计计算的流程。     

无氯酸钾鞭炮药剂的研究

研究以分析爆炸过程着手,通过实验,把固态火药的燃烧爆炸,假定为与体系中形成的“热活性中心”的多少和传播速度有关。这一假设能使火药的机械感度及热感度等性质得到较好的解释。结合爆炸条件,可选出适当的药品,利用吉布斯相律,可确定出无氯酸钾鞭炮药剂的配方。测定表明,新配方的安全性远远优于含氯酸钾火药。此项研究成果,已于86年8月,在四川省高教局组织的鉴定会上通过鉴定。     

井下封隔区间高能气体压裂的理论计算

为了从理论上探讨在高能气体压裂过程中 ,井下施工层段的燃烧压力、燃烧温度及燃气密度的变化 .运用高能气动理论与热力学的基本定律 ,对火药爆燃时气流通过射孔孔眼进行了理论计算 ,建立了相应的燃气气流的基本微分方程式 .     

多孔火药温度场计算及热应力分析

通过数值求解对多孔火药燃烧过程中的传热规律及热力学特性进行了研究。利用有限差分法,通过对边界条件不规则的多孔火药模型进行非结构划分,利用离散边界条件的方法计算了目前广泛使用的七孔火药颗粒的燃烧特性,得到了温度场分布的规律。利用颗粒内部温度的分布,根据火药颗粒热应力主要以正应力为主的特性,给出了颗粒内部周向和径向应力矢量和的分布结果,为多孔火药的燃烧规律和破碎机理提供了理论基础。     

无壳弹和袖套药筒燃烧性能对比研究

为了解决长庆油田采油四厂注水井两段或三段注水时吸水不均问题,该厂曾分别用无壳弹和多级脉冲射孔压裂复合技术进行了尝试,结果表明多级脉冲射孔压裂复合技术具有良好的地质效果.从两种火药结构的燃烧性能和作用机理解释了该技术的作用机理.得到了两种火药结构在实验室和井下的压力—时间曲线,通过对曲线分析得到了多级脉冲射孔压裂复合技术能改变注水井上段不吸水的原因.     

复杂储层射孔工艺技术

本文阐述了适应复杂渗储层的深穿透射孔技术、多脉冲复合射孔技术以及负压射孔工艺和定方位射孔工艺的特点及优越性。从射孔器装配结构到射孔弹设计优化等方面进行研究改进,解决了射孔弹装配后穿透深度降低的问题,使射孔孔道在低渗储层有效长度增加;在复合射孔基础上增加二级火药,使火药燃烧产生的压力峰值时间延长,增强了对射孔孔道气体压裂效果;采用合理的负压差,依靠储层能量进行返排冲洗孔道,将孔道内残渣带出,达到降低射孔孔道污染的目的;针对压裂储层进行定方位射孔,使射孔孔道与最大主应力方向一致,从而降低启动压力和施工压力,消除了扭曲摩阻的影响,达到提高压裂效果的目的。深穿透射孔技术、多脉冲复合射孔技术、负压射孔工艺、定方位射孔工艺的广泛应用,为提高复杂储层采收率提供了技术支持。     

高能气体压裂载荷计算模型与合理药量确定方法

针对高能气体压裂中合理火药质量范围难确定的问题,分别利用不同加载条件下的岩石动态损伤模拟试验和对强内压下射孔套管径向位移、周向应力的理论研究,建立既能确保压裂储层岩石又不会破坏套管的极限压力计算模型;结合已有火药爆燃加载模型和压挡液柱运动模型,组建极限装药量耦合动力学模型,进而推导耦合数值求解方法;在此基础上分别研究火药弹装药结构和压挡液柱高度对极限火药质量的影响。应用结果表明,11次现场高能气体压裂施工中无破坏套管井例,8次作业措施有效,达到预期效果。     

火药燃烧气体产物的TiO2光催化降解研究

探讨了TiO2紫外光催化法降解火药燃烧气体产物的可行性,确定其降解的最佳条件.采用高效液相色谱法和离子色谱法,测定在4种条件下,降解前后火药燃烧气体有机、无机产物的变化.TiO2紫外光催化对火药燃烧的气体产物有降解效果.有机气体产物在无氧体系有TiO2紫外光催化时,降解效果最好,降解率达85.7%;该火药燃烧生成了含有...     

火药包覆层外层燃烧规律的研究

该文提出了研究包覆火药包覆层外层燃烧规律的方法，利用中止燃烧实验获得了火药包覆层外层燃烧时的ｐ－ｔ曲线及曲线，分析这些曲线的变化规律，讨论了温度和包覆层厚度对ｐ－ｔ曲线及曲线变化规律的影响，并得到了包覆层外层燃烧的燃速—压力关系式，这对建立包覆火药装药的经典内弹道模型、促进包覆火药装药技术的推广应用都具有重要意义。     

高能气体压裂径向多裂缝延伸数值模拟方法

数值模拟是高能气体压裂径向多裂缝延伸机理研究的重要内容.本文对数值模拟的方法作了探讨,内容包括火药燃烧,岩石变形及裂缝扩展和气体流动三部分.数值计算方法采用了边界元理论中的位移不连续法。初步试算表明,所探讨的数值模拟计算模式稳定可靠、可以较好地模拟径向多裂缝的延伸特征.     

新型烟火药让烟花爆竹生产更安全

10月25日,湖南协力同乐烟火材料科技有限公司在著名的烟花鞭炮之乡——醴陵市隆重开业,标志着取代氯酸的第三代火药剂、被誉为“绿色”火药的安全型火药投入规模生产。协力同乐公司研制的安全型火药具有安全、环保、芳香的特点,用铁锤敲击和烟头燃烧也不爆炸。国家、省、市、市四级安监机构对此产品的开发应用高度重视,国家总局领导曾三次深入该公司指导工作。醴陵市市长邝邹飞、副市长易顶峰亲自帮助公司选址。在各方的大力支持下,该公司仅用150余天就将一座荒山建成一座年产1.2万吨安全型火药的生产基地。早在1998年,湖南协力同乐烟火材料…     

钝感火药装药膛内实际燃烧规律的研究

目的 研究钝感火药装药膛内的实际燃烧规律,方法 制备一种双基钝感火药,并在大口径火炮上进行射击实验,用内弹道势平衡的方法研究了该钝感火药装药膛内的实际燃烧规律,结果 采用钝感火药装药后,膛内实际燃烧的热平衡点参数向后移动,钝感 火药装药燃气生成函数可分别用三次函数和二次函数的拟合式表示,其膛内实际燃烧速度函数可表示为以相结压力冲量为自变量的指数函数或正比函数,结论利用内弹道势平衡方法研究钝感火药装     

爆燃压裂技术对水泥试样致裂实验研究

为模拟爆燃压裂技术的破岩效果和裂缝形态，进行了水泥试样致裂实验。制作了含有模拟射孔孔眼的ϕ244.5 mm套管，外维为ϕ1 600 mm×1 000 mm的水泥试样9组，并采用现场常用的航天复合推进剂和军工双基药进行实验。在实验基础上，与层内爆炸技术和重复强电冲击波技术进行储层致裂机理对比分析。研究表明，爆燃压裂技术对9组水泥试样具有100%致裂效果，裂缝条数在2~4条，裂缝缝宽在厘米级，且水泥试样的顶部缝宽要大于中部。随着火药用量减少，井筒内峰值压力减小，岩石裂缝条数减少，裂缝宽度减小。其造缝机理和形态有别于使用炸药的层内爆炸技术和使用脉冲功率负载及含能材料的可重复强电冲击波技术。     

废火药粉碎过程安全性研究

本文对废火药粉碎过程的安全性进行了研究,建立了简化状态下废火药粉碎过程的爆炸热平衡方程,并由该方程对影响爆炸发生的两个关键因素进行了讨论,证明了水中粉碎废火药的安全性。文中还导出了废火药粉碎过程水用量的经验估算式。     

水泥试样爆炸压裂模拟试验

对常压及施加围压条件下的爆炸压裂进行模拟试验,并对爆炸压裂后的试样取心进行渗透率测定,结合爆破理论对爆炸压裂效果进行分析.结果表明:爆炸压裂后试样整体渗透率提高明显,与常压下形成的裂纹相比,施加围压后裂纹多集中在炮眼附近,且生成的裂纹数量多,但长度较短,并存在不同程度的弯曲,在局部区域还出现了环形裂纹;爆炸压裂后渗透率变化基本符合爆破分区规则,在距离中心孔5～7倍炮眼尺寸的区域内,受宏、细观裂纹的共同影响渗透率增加明显,为原始渗透率的几十倍,中心孔向外,随传播距离加大渗透率增幅逐渐降低,在爆破远区试样受冲击作用不够明显,渗透率变化不大.