天然气水合物气液分离方案设计与样机试制

针对海域天然气水合物降压开采过程中气相含液严重影响水合物采收率的问题,结合我国南海神狐海域天然气水合物的实际工况,提出了一种天然气水合物气液螺旋分离装置设计方案,基于压缩因子校正的理想气体状态方程和Dean-Stiel黏度模型,计算了开采地层温压条件下天然气的物性参数,结合计算的关键零部件的结构参数,完成了气液螺旋分离装置的结构设计,同时开展了天然气水合物气液螺旋分离装置的样机试制与试验测试。研究结果表明：天然气实际开采过程中,气体流量较小,液相含量较低,适宜采用螺旋分离装置;在实际开采地层中天然气的密度为130.785 kg/m³,动力黏度为0.018 2 mPa·s,确定天然气水合物气液螺旋分离装置的螺距为70 mm,圈数为7,螺旋体管外径为105.0 mm;在液相体积分数10%以下,样机分离效率整体在90%以上。研究结果可为高效安全地开发天然气水合物资源提供技术支持。     

霸91井溶洞裂缝性漏失堵漏技术

霸91井是在霸县凹陷二台阶龙虎庄构造带上霸35潜山高部位上的一口预探井。该井钻至井深2237m以后钻井液有进无出,边漏边钻至井深2350m后共漏失3229m3钻井液,最后决定先堵漏后钻进。测试结果表明,在该井段存在3个厚度分别为0.60、0.95、0.80m的溶洞及多条裂缝。采用了静胶凝水泥浆堵漏方法,施工时先注入具有较高结构黏度的承托浆,使其进入地层2～3m,起承托作用,要求其黏度尽可能高,且其和水泥浆混合后黏度要更高;然后加入1m3隔离液,再注入静胶凝水泥浆,使其进入地层3～5m;堵溶洞前先根据地层压力计算出准确的替浆量,施工完成后关井候凝,最后成功堵漏。表明采用静胶凝水泥浆封堵大溶洞的方法是可行的。     

钢材微观组织在线无损检测研究进展与展望

钢材的微观组织参数可以表征其多种物理特性,在役的核工业设施及关键钢带等需要开展在线无损检测其微观组织参数。本文分析了金属材料微观组织在线检测方法,归纳和分析了电磁方法(磁滞回线、磁巴克豪森噪声、多频涡流、切线磁场强度的谐波分析)和超声方法(声速法、衰减系数法、非线性超声法及多超声参数结合)等金属材料微观组织无损检测方法的研究现状及现存问题,探讨了金属材料物理特性与微观组织参数之间的联系及尚未明确的关系,展望了金属微观组织无损检测的发展潜力与方向。     

ZCZJ2×3Y-2000型液体钻井液助剂自动加药系统研制

为提高钻井液配置及维护的质量和自动化水平,研制了ZCZJ2×3Y-2000型液体钻井液助剂自动加药系统。该自动加药系统由多仓储液罐、输液计量泵、质量流量计、搅拌器、控制阀及定量配料控制系统等组成,进液计量泵将液体原料桶中的液体钻井液助剂吸入储液罐中暂存。钻井液配制或维护时,定量配料控制系统设定加药参数后,一键式操作可实现出液计量泵将钻井液助剂自动精准输送至泥浆混合系统。该装置的成功应用为钻井液自动精准调控奠定基础,显著提高钻井液配制及维护的自动化和现场HSE水平。     

扭力冲击发生器在塔河油田的应用

采用PDC＋螺杆钻井工艺钻遇非均质地层时,由于黏滑作用及较高的钻头转速,PDC复合片易损坏,制约了塔河油田的钻井提速。因此,塔河油田引进了扭力冲击发生器,配合PDC钻头来提高机械钻速。文中介绍了扭力冲击发生器的结构、工作原理、技术参数、技术要点及优点,以及该工具在塔河油田TP234X和TH12153两口井的应用情况。现场试验结果表明,使用扭力冲击发生器可确保PDC钻头工作平稳,提速效果明显,大幅提高了钻井效率,同时保证了井身质量。     

一种堵水剂用交联剂的研制与性能评价

HPAM 凝胶是目前国内外采用最广泛、最有效的化学堵水剂,其中苯酚/甲醛体系是HPAM 凝胶类堵水剂最常用的交联剂。但是苯酚/甲醛交联剂气味和毒性较大,尤其是高致癌性,严重限制了其在现场的应用。针对这一问题,本文首先在室内合成了低毒无气味的水溶性羟甲基多酚THMBPA,然后以THMBPA 为交联剂主剂,以多乙烯多胺TET为交联剂辅剂,研究了部分水解的聚丙烯酰胺HPAM 与THMBPA/TET复合交联剂的凝胶动力学,考察了pH、复合交联剂配比、温度以及盐浓度对成胶时间和凝胶长期稳定性的影响。结果表明,在90 ℃和120℃下,该凝胶体系的成胶时间可在10~120h任意调节;凝胶长期耐温稳定性好,在120℃下凝胶可稳定存在90d,在90℃下可稳定存在100d;长砂管封堵驱油实验表明,该堵水剂具有良好的封堵能力,封堵率可达90.6%。     

BH-VDT垂直钻井工具无线电磁短传模块影响因素分析

垂直钻井工具组合大扭矩螺杆一体化提速技术,是山前高陡构造防斜打快的主要手段。BH-VDT垂直钻井工具采用随钻测量、控制和实时上传一体化设计,如何绕过螺杆将近钻头采集信息高效传输至地面,成为了当下面临的主要技术难题。为此,将脉冲发生器从工具中分离出来,加入无线电磁短传模块,在螺杆的两端接入无线发射模块与无线接收模块,并采用有限元分析软件,建立钻井试验模型来分析影响无线电磁短传模块的因素。仿真结果与现场试验数据符合较好,无线电磁短传模块中的接收天线正极距离套管底部的距离大于20 m时,套管对接收信号强度的屏蔽影响趋于平缓,钻井液电阻率和地层电阻率对该模块的无线传输效果影响较大,接收天线两级的绝缘距离越长对传输效果越有利;而发射端和接收端的距离在8～15 m范围内,对接收信号强度的影响较小。研究结果表明：采用无线电磁短传模块是解决BH-VDT垂直钻井工具绕过螺杆实现井下信息实时高效传输的有效手段,对其他工具为解决此类问题的设计、现象解释有指导意义。     

渤海旅大27-2油田蒸汽吞吐先导试验注采工程

借鉴国内外蒸汽吞吐技术的开发经验,从地质-油藏工程方案、注采方案、地面(平台)方案几个方面进行研究,并结合现场实施情况进行综合分析。确定了油藏开发方案和注汽参数,研发了地面小型化、撬装化的蒸汽发生器及配套的海水淡化系统、高纯氮气系统,设计了油管注汽工艺、油套环空注高纯氮气工艺、伴注除氧剂的注汽工艺及井筒防腐措施;在海上首次采用了高温电潜泵(耐温250℃)进行热采稠油举升,并对高温井进行温度压力监测;首次在渤海旅大27-2油田进行了稠油先导性试验,取得了较好的试验效果,为下一步大规模开发渤海稠油油田提供了良好的依据和基础。     

冀中八里西潜山CCUS井筒完整性研究

2020年我国提出了“双碳”目标,CO₂驱油与埋存技术(CCUS)能够在提高石油采收率的同时达到CO₂减排的目的,是目前经济技术条件下实现CO₂效益减排的最佳方式。冀中八里西CCUS项目是国内首个潜山底水油藏CCUS项目,井筒完整性要求高。本文结合区块地质情况,从完井方式、井眼尺寸等方面优化井身结构。通过模拟地质条件,进行N80、P110、3Cr、9Cr、13Cr五种管材的室内腐蚀实验,根据腐蚀规律优选套管。通过水泥浆体系优选及固井工艺优化,提高固井质量。最后通过井身结构、套管选材、固井三者结合,提高井筒完整性,保证CCUS项目的顺利实施。     

窄密度窗口正注反挤低密度水泥浆固井技术

针对西南油气田分公司蓥北1井φ273.05 mm套管固井存在漏层多、分布广,油气显示活跃,低温低密度水泥浆强度低及发展慢等固井难题。开发出了密度为1.23 g/cm3的高强度韧性防窜低密度水泥浆体系,该体系稠化时间可调,静胶凝强度发展快,62℃下440 min即起强度、24 h强度高达14.5 MPa,弹性模量为5.8 GPa。通过采用低密度高强度韧性防窜水泥浆、抗污染冲洗隔离液技术、软件模拟、优化浆柱结构、结合低密度与常规密度正注和反挤等配套技术,确保了蓥北1井φ273.05 mm套管固井施工安全,固井质量合格率为85%、优质率为65%。为西南油气田窄密度窗口固井提供了技术参考。