黄原胶稳定的微泡沫稳定性及在非均质地层中的调剖效果

针对普通泡沫稳定性弱、 在强非均质地层调剖效果差的问题, 将氮气和起泡剂溶液 （黄原胶/甜菜碱表面活性剂） 同时注入玻璃珠填制的填砂管制备出一种直径细微、 稳定性强的微泡沫体系。通过气泡形态、 平均气泡直径、 气泡密度等参数对比了普通微泡沫（甜菜碱表面活性剂）与黄原胶稳定的微泡沫稳定性差异, 并借助微观模型和并联填砂管模型对比了两种微泡沫的调剖能力。研究结果表明： 随黄原胶浓度增加, 微泡沫液膜的厚度和黏弹性提高, 微泡沫平均气泡直径降低, 气泡密度增加, 微泡沫平均气泡直径和气泡密度的变化速率降低, 微泡沫稳定性好于普通微泡沫。微泡沫在微观模型低渗区域的波及体积高达 90%, 远高于普通微泡沫。微泡沫对于级差为 10的严重非均质地层具有较好的调剖效果, 调剖效果的改善与起泡剂溶液中黄原胶浓度的增加有较好的对应性。图 18表1参 16     

抗温抗盐泡沫复合驱驱油特性研究

在模拟中原油田的高温、高矿化度的条件下,采用微观模型和长填砂管实验研究了沫复合驱驱油特性。用微观模型实验观察得到泡沫驱油机理：抑制了粘性指进,改变液流方向;剥离油膜;产生气阻效应;乳化并携带油沫。单长填砂管实验结果表明液气交替注入完全可以在岩心前端面形成质量较好的细腻泡沫。两维纵向非均质物理模型实验结果表明泡沫在多孔隙介质中的运移特征：气体在泡沫破灭、再生的过程中向前运动,液体则通过气泡的连续液膜网流过孔隙介质,泡沫是在向前移动过程中不断地破灭和再生。泡沫复合驱油过程中形成三个驱油带：前沿是乳状液渗流;中间既有前沿中的乳状液渗流,也有气体锥进渗流和泡沫渗流;后沿以泡沫渗流为主。     

泡沫驱微观驱油机理及驱油效果

泡沫作为驱油介质具有调剖和驱油的双重机理,分别采用渗透率级差为1∶3的非均质微观模型和并联填砂管模型,研究泡沫的微观驱油和液流转向机理,评价其对驱油效率的影响。非均质微观模型驱替实验结果表明,泡沫驱存在混气水驱油、表面活性剂驱油和泡沫驱油3个显著渗流区。混气水驱油渗流区的形成是由于泡沫的不稳定消泡,气体与泡沫液析出,气体窜进所致。泡沫破灭所析出的泡沫液渗流滞后于气体并乳化原油,形成了表面活性剂驱油渗流区。混气水驱油和表面活性剂驱油能够降低残余油饱和度,使得后续注入的泡沫保持稳定,从而起到调驱作用形成泡沫驱油渗透区。非均质微观模型的高渗透条带在水驱、泡沫驱和后续水驱过程中,波及系数由52.4%先升至100%后降至74.3%,后续水驱波及面积减小且突破高渗透条带后,低渗透条带不再见效,说明泡沫驱时的封堵作用在后续水驱时存在有效期,有效期后封堵作用失效。并联填砂管驱替实验结果表明,分流率及驱油效率随着水驱、泡沫驱和后续水驱的变化规律与微观驱替机理分析结果相吻合,进一步验证了非均质微观模型驱替实验的结论。     

微泡沫与普通泡沫注入性及调剖能力对比

针对普通泡沫注入性差、运移性弱的问题,将气体和起泡剂溶液同时注入填砂管发泡器制备出一种气泡微细的微泡沫体系。通过多测压点长填砂管和并联填砂管对比了微泡沫和普通泡沫注入性和调剖能力的差异,并借助微观非均质模型对比研究了微泡沫和普通泡沫的封堵机制及改善微观非均质能力。微观驱替实验表明,由于微泡沫气泡直径小于高渗区域孔喉直径,气泡受孔喉的约束较小,主要通过多个气泡叠加作用在高渗区域孔喉处形成堆积封堵,后续气泡以"直接通过"或"弹性变形"的方式流入低渗区域,少量气泡以"气泡陷入"方式封堵小孔喉,但高渗区域堆积的微泡沫易被冲散,导致其封堵强度较弱,调剖作用有限。与微泡沫相比,普通泡沫的平均气泡直径大于高渗孔喉直径,气泡通过孔喉时的流动阻力较大,封堵能力较强,气泡主要通过"弹性变形"和"液膜分异"作用进入孔喉。相同泡沫注入量条件下,普通泡沫微观调剖效果更好。微泡沫在填砂管沿程产生的压差分布较为均匀,其注入性和深部封堵能力优于普通泡沫,但其封堵高渗通道能力及耐水冲洗能力较弱,调剖能力弱于普通泡沫。     

耐温耐盐抗剪切黄原胶强化泡沫体系性能

针对轮南2TI油组高温高盐油藏条件,利用轮南2TI油组地层水、甜菜碱表面活性剂、黄原胶配制黄原胶强化泡沫体系,通过高温高压可视化泡沫发生仪分析起泡剂浓度、稳泡剂浓度、温度、矿化度、原油体积分数及剪切次数对泡沫性能的影响,利用显微镜对黄原胶强化泡沫微观形态进行表征。结果表明,在起泡剂质量浓度2 000mg/L、黄原胶质量浓度2 000mg/L、温度120℃、矿化度200 572mg/L、压力10MPa条件下,黄原胶强化泡沫的起泡体积和析液半衰期分别为365mL和58min。随着黄原胶浓度增大,泡沫的起泡体积减小、半衰期增大,形成的泡沫更加均匀、气泡直径变小、液膜增厚,气泡直径及气泡个数变化速率减慢,黄原胶最佳使用质量浓度为2 000mg/L。高温、高盐及原油均会对黄原胶强化泡沫的泡沫性能产生不利影响,但其可应用于温度110~130℃、矿化度180 000~240 000mg/L、原油体积分数低于10%的苛刻油藏。随着剪切次数增加,泡沫体系的起泡体积增加,半衰期缩短,4次高速剪切后,黄原胶浓度为2 000mg/L的强化泡沫体系的起泡体积增加率为13.6%,半衰期的保留率为77.6%,具有较强的再起泡能力和抗剪切性能。     

多孔介质中泡沫驱油微观机理研究

泡沫处于平衡状态时,排液过程受到外力的影响很小,液膜中的液体在重力的作用下排出,使液膜变薄、失去弹性,与同时发生的气体扩散一起导致了泡沫破裂.在多孔介质中运移泡沫的稳定性除了上述因素影响外,还受到冲压、挤压、摩擦等因素的影响.采用高压可视化微观模型驱替装置,观察分析了水湿和油湿介质中不同压力下单一泡沫体系、复合泡沫体系泡沫的形成、衰变过程,分析了泡沫在多孔介质中的微观驱油机理.观察分析结果表明:泡沫的稳定性与压力和介质的润湿性有关,压力越高,泡沫的稳定性越好,水湿介质中泡沫的稳定性好于油湿介质;泡沫的的驱油效果也与压力和介质的润湿性有关,压力越高,泡沫的驱油效果越好,水湿介质中泡沫的驱油效果好于油湿介质.     

抗剪切型黄原胶强化泡沫体系的性能

模拟天津大港官15-2油藏条件,利用官15-2油田地层水、黄原胶、甜菜碱和阴离子磺酸盐配制成黄原胶强化泡沫体系,采用SEM对其微观结构进行了表征。筛选了黄原胶的种类并利用泡沫性能测试和岩心驱替实验对黄原胶强化泡沫体系的抗剪切性能进行了评价。表征结果显示,黄原胶吸附在泡沫上形成高厚度且完整致密的液膜。实验结果表明,黄原胶溶液在低剪切速率下呈明显的剪切稀释性,在高剪切速率下具有良好的剪切稳定性;性能最佳的黄原胶为XG4黄原胶,6次高速剪切后,90℃时XG4黄原胶强化泡沫体系的析液半衰期保留率大于80%、原液黏度保留率大于95%;适宜的转速为4 000 r/min。在含油水的非均质多孔介质中,当注速为3 m/d时,XG4黄原胶强化泡沫体系具有很好的流度控制能力。     

超稠油注气次生泡沫油生成机理及渗流特征

为探索泡沫油在超稠油油藏中的形成机理、渗流特征及驱油效果，采用准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带侏罗系齐古组原油及油藏参数，进行注气形成泡沫油介质筛选及原油泡点压力测定实验，并开展注气微观可视化和填砂管驱油实验，深入解析注气形成泡沫油过程中的渗流特征，评价了注气泡沫油驱油效果。研究结果表明：①准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带侏罗系齐古组原油泡点压力为9.7 MPa，拟泡点压力随着注气量的增加而增加，随温度的上升而上升，50℃的拟泡点压力随着CO₂注入量的增加而增大，压力上升速度较缓，储层具有较好的注气特性。②研究区的泡沫油渗流可分为5个阶段：无气泡阶段、气泡析出阶段、气泡扩张阶段、气泡聚并阶段和气泡消亡阶段。③研究区蒸汽+CO₂方式驱油开采过程较纯蒸汽填砂管驱的采收率可提升13.3%，开采过程中随着压力的释放，气泡数目逐渐增多，产油量逐步缓慢上升；当压力降至泡点压力后，气泡数目趋于平稳，形成较稳定的泡沫油，产油量大幅提升，为主力产油期；当压力释放至拟泡点压力后，气泡数目迅速下降，泡沫油逐渐消亡，产油量缓慢下降。     

新型耐温抗高盐驱油泡沫体系的性能

针对复合稳泡剂泡沫体系(稳泡剂:HXYP+YPA,质量浓度分别为1 800 mg／L和200 mg／L;起泡剂: XN,质量浓度为2 000 mg／L),考察了NaCl与CaCl2混合盐、温度、原油对泡沫性能的影响;运用HAAKE流变仪,表、界面张力仪研究了泡沫体系的流变性、不同矿化度下的泡沫体系的表面张力以及泡沫体系降低原油界面张力的能力;对泡沫体系的长期热稳定性进行了测定;运用电镜扫描、并联填砂管研究了泡沫体系的微观结构以及油藏条件下的驱油效率。结果表明,泡沫体系具有优越的性能,在80℃、矿化度为0-20．3×104 mg／L的泡沫体系稳定,驱油效率显著。     

聚驱后高压泡沫复合驱油实验

为提高泡沫复合驱油技术在大庆油田聚驱后应用的可行性,利用高压泡沫驱油实验装置,考察了高压条件下发泡剂体系中聚合物浓度、系统回压、气液比等对泡沫复合驱油效率的影响.实验结果表明:在高压条件下,发泡荆体系中聚合物浓度在600-1000 mg/L时,泡沫复合驱采收率较大;泡沫复合驱实验压力越高,驱油效果越差;气液比过大,易出...     

高温高压胶筒

对于深层气井压裂工艺来说,耐高温高压性能良好的胶筒可以使压裂工具下入更深,更容易压开高破裂压力地层.为满足生产实际需要,开展了180℃、100 MPa胶筒的攻关研究,为大庆外围深层气井压裂提供了技术支持.     

高、超高转差率电动机

介绍了高、超高转差率电动机发展历程及技术水平和发展现状,提供了高、超高转差率电动机的工作原理、产品结构、性能特点、技术参数指标及用途;指出该产品具有节电性能好、机械收益高、起动性能优越等特点,并介绍了相关的自主知识产权、特色技术,产品室内试验与现场试验的情况,在国内外各大油田的现场使用情况,以及高、超高转差率电动机进一步研发方向。     

高温高压油管锚定器的研制与应用

为解决油管锚定器耐温耐压性能低,锚定不可靠以及解卡困难等问题,研制了高温高压油管锚定器。该锚定器解卡结构设计独特,实现了泄压平衡油套压力后工具解卡,不受压差影响,安全可靠;锁块锁定中心管,解卡销钉不受坐封压力和尾管重力影响,避免了管柱提前坐卡;锚定器与封隔器配合能实现管柱逐级解卡,可减小起管柱载荷,提高了解卡成功率。高温高压油管锚定器在5井次的现场应用中,最大井斜59.3°,最高注水压力43 MPa。该锚定器起到了对管柱的锚定作用,施工安全,成功率高,保证了整个作业过程封隔器密封可靠,具有广阔的推广应用前景。     

高温高矿化度高密度水基钻井液用润滑剂

复杂深层油气钻井工程中,超高温高矿化度高密度（简称“三高”）复杂条件对水基钻井液润滑剂性能提出了更高要求。笔者利用环保性能较好的改性基础油、极压耐磨成膜材料、复合表面活性剂以及复合抗氧化剂等,研制了一种高温高矿化度高密度钻井液润滑剂SDR-1。评价结果表明,润滑剂SDR-1抗温达200℃,在饱和盐水基浆及含6000 mg/L钙的饱和盐水基浆中润滑系数降低率均大于80%,其沉降稳定性好,荧光级别小于3级;与高密度钻井液配伍性良好,可有效降低高密度钻井液的循环流动压耗及动态摩阻。      

超高温高密度固井隔离液研究与应用

高温高密度井给提高顶替效率的固井隔离液提出了严峻的挑战.通过选用高分子聚合物,辅助高温稳定剂配制出了密度可达2.4 g/cm3的超高密度隔离液,室内研究表明,该隔离液抗温性能达到175℃,具有很好的悬浮稳定性和流变性,与钻井液和水泥浆有较好的相容性及抗污染性,并能延长水泥浆凝结时间,对固井施工安全有保证作用.通过现场一口钻井液密度达2.05 g/cm3的超深井固井应用,固井施工顺利,水泥浆返高界面清晰,过渡段短,水泥环胶结良好,固井质量合格.     

高韧性高流动性聚丙烯材料的研究

采用动态硫化方法对聚丙烯进行增韧改性，以克服传统的简单共混增韧改性产生的冲击强度增幅有限。加工流动性明显下降的问题。对于不同的交联体系、三元乙丙橡胶(EPDM)进行了对比试验。     

高焊速高韧性氟碱型烧结焊剂

焊剂又叫焊药,类似于手工电弧焊条的药皮,它是由多种矿粉混合、烧结而成的颗粒状非金属物混合物。焊剂与焊丝是自动埋弧焊接中不可缺少的焊接材料,前者的主要作用是为金属焊接过程造渣、造气,从而保护焊缝金属不被氧化,减少焊缝金属中氮气的侵入,保证焊缝组织质量,提高生产效率。     

高温高压尾管顶部封隔器研制

常规尾管顶部封隔器无法满足深井、超深井及海洋油气井的高温高压环境对尾管固井作业的需要。依据O形密封圈高温高压密封机理分析,完成了"金属+橡胶"式封隔器密封结构的研制。研究了硫化橡胶厚度、防退锁紧装置、膨胀锥角、坐封力及硫化工艺等关键技术与高温高压密封性能的关系,并优化了主要性能参数。通过对3种氟橡胶材料在高温下的力学性能研究,优选氟橡胶A作为封隔器橡胶密封材料。开发了井下工具的高温高压试验装置,并进行了地面性能评价试验。研究结果表明,高温高压尾管顶部封隔器在204℃下正反双向密封70 MPa,达到现场高温高压井的使用要求。     

高温(220℃)高密度(2.3 g/cm3)水基钻井液技术研究

针对钻井工程需求，评价优选出了抗高温钻井液用高温保护剂、降滤失剂、封堵剂等钻井液处理剂，并进一步优选出了抗高温（220℃）高密度（1.80～2．30g／cm^3）水基钻井液配方。室内评价结果表明：该体系具有良好的抑制性和抗钻屑污染性能，抗钻屑粉污染达10％；具有一定的抗电解质能力，抗盐达2％，抗氯化钙达0．5％；具有良好的润滑性能；容易配制和维护。     

高温高压钻井技术的探索与认识

高温高压钻井作业过程中面临诸多的困难和挑战,为了保障高温高压钻井作业的安全、减少复杂情况,提高作业效率,分析了高温高压钻井所面临的主要挑战,结合国内外的成功经验,提出了相应的应对措施。指出了高温高压钻井除面临压高温高压之外,还要克服地层可钻性差、钻井周期长、钻具易发生疲劳破坏、部分地层含硫化氢等酸性气体等对钻井作业所带来的一系列影响;研究认为科学选择钻井装备、钻井工艺和配套技术,加强现场组织管理对高温高压钻井作业的成功至关重要。高温高压钻井技术是一项系统工程,要不断积累经验、做好技术沉淀,完善相关技术标准和规范,为今后高温高压井的作业提供借鉴和参考。