井下泡沫水泥浆密度计算模型修正

为准确描述泡沫水泥浆密度与井深的关系,研究了泡沫水泥浆密度在不同温度和不同压力条件下的变化规律。以真实气体状态方程为基础,综合考虑温度、压力对泡沫水泥浆密度的影响,建立了泡沫水泥浆密度随压力和温度变化的计算模型。通过室内模拟试验对建立的计算模型进行了验证和修正,得到了可以定量计算井下任意井深处泡沫水泥浆真实密度的计算模型,对该修正模型进行隐函数积分,便可得到井下任意井深处的泡沫水泥浆真实密度和静液柱压力。修正后的模型综合考虑了温度和压力以及水泥浆泡沫体积分数对密度的影响,可为平衡压力固井设计奠定良好的基础。      

泡沫钻井岩屑迟到时间计算

泡沫钻井录井中岩屑迟到时间的计算精度是影响地层信息反演准确性的主要因素.基于泡沫流变学原理和液固两相流理论建立了泡沫钻井岩屑迟到时间计算模型,将分段积分法和多重迭代计算法用于解决岩屑迟到时间计算问题,建立了泡沫钻井岩屑迟到时间计算方法.利用所建立模型与方法对泡沫钻井录井岩屑迟到时间问题进行了数值模拟,对影响泡沫钻井岩屑迟到时间的关键因素进行了敏感性分析并揭示了注气量、泡沫质量、岩屑等效直径等因素对岩屑迟到时间的综合影响规律.计算实例表明,高泡沫质量条件下,注气量较小时岩屑迟到时间对注气量的敏感性较大,岩屑直径较小时岩屑迟到时间对岩屑直径的敏感性较小,泡沫质量对岩屑迟到时间的影响存在临界值.     

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苏联乌克兰气体科学研究院提出用高倍数泡沫清扫气体管道的物化方法,是靠降低相界面处的相间能,泡沫对气体凝结液的乳化作用,粉尘浮选,由毛细管效应和气体流动的机械携带将液体和固体微粒吸入相膜空间来达到预定效果。清扫效果与泡沫倍数成正比,泡沫倍数K是泡沫体积(?)和生成泡沫溶液体积(?)之比 K=(?) 该方法的实质是在计算时间内,连续向气体管     

快速计算N_2、空气和CO_2在地面和储层条件下压缩因子

气驱应用过程中,在注入气体积计算、泡沫驱中的泡沫密度计算及储层条件下气体PVT相态计算中,都需要对储层条件下气体的密度进行较为精确的计算。目前气体的热力学性质计算方法可分为图表法、状态方程法和拟合关联式法三类。由于采用拟合关联式法建立压缩因子的快速计算模型需要充足的压缩因子参考,而采用双自变量拟合方程,通过选取合适的n值,对N2、空气和CO2气体的压缩因子进行拟合计算,可取得较好的计算精度,该拟合方程可以直接应用于CO2溶解度模型中。     

氮气泡沫体系稳定性的影响因素研究

利用填砂管研究了不同注气压差下多孔介质中泡沫的产生及其对气体阻力特性的影响,并对泡沫在烧杯及多孔介质中的稳定性进行了对比评价。结果表明,随着氮气注入压差的增加,泡沫对气体的初始残余阻力系数呈幂指数增加;而其残余阻力系数(对气和液)随时间均呈幂指数下降。泡沫在体相中的稳定性远低于多孔介质,且随着环境压力的增大,泡沫的稳定性呈线性增大。基于简单的孔隙模型分析可知,孔隙介质中良好的分散条件及在分散过程中具有的较厚液膜是其稳定性远远高于体相中的重要原因。孔隙和喉道半径比值越大,则孔隙中的气体附加压力越大,泡沫的初始残余阻力系数将越大;吼道越长,泡沫聚并的几率降低,其稳定性增大。若孔隙网络中非均质性越强,则孔隙中气体压差越大,不同孔隙中气体聚并的几率增大,泡沫的稳定变差。     

循环泡沫钻井工艺技术的应用

常规泡沫低压钻井工艺技术存在两个问题,一是泡沫的一次性使用.使泡沫钻井成本大大增加、同时严重污染环境;二是由于泡沫流体的可压缩性,随着地面温度、压力的变化,井下泡沫质量、密度等参数也随之变化,增加了施工参数设计计算的复杂性。为解决以上两个问题,优选了泡沫液配方,采用了循环泡沫系统装备流程,使泡沫基液可循环使用,而空气排放到大气中。根据泡沫钻井中井口注入压力、最小泡沫液流量和气体流量、泡沫液柱压力等设计参数,考虑了影响泡沫钻井作业中包含的5个方面的因素:1.将泡沫中的气体组分视为非理想气体,用Hall-Yaro-brough方法计算气体的偏差系数Z;2.由于固相碰撞和摩擦所造成的摩擦损失;3.岩屑的临界下沉速度;4.规定了井口最大泡沫质量为0.96,井底最小泡沫质量为0.55;5.根据岩屑的下沉速度确定气液排量,并规定在同一井深,泡沫流动速度应高出岩屑下沉速度10%,作为安全附加系数。对施工参数进行了系统的计算,并编制了软件程序。经现场6井次施工,均获得成功。     

深水井注泡沫隔离液井口环空圈闭压力计算研究

深水油气井由于水下井口特殊结构,B、C环空压力圈闭压力无法通过井口释放,注泡沫隔离液可有效降低深水井环空圈闭压力,目前尚未有注泡沫隔离液的理论模型和实验研究,无法指导现场开展注泡沫隔离液。基于气体、液体状态方程,考虑套管径向变形影响,建立了深水井注泡沫隔离液环空圈闭压力计算模型,通过室内试验测定了流体热物性参数,基于室内试验和理论分析的方法,分析了深水井注泡沫隔离液时最佳气液比。通过分析可知,环空流体热膨胀系数和压缩系数随温度、压力发生改变,环空气体体积增加时,环空圈闭压力降低,当气液比达到5%时,环空圈闭压力趋于稳定。该分析结果对现场实施深水井注泡沫隔离液环空圈闭压力防治具有理论指导意义。     

XPM-09自生泡沫洗井液研究及应用

针对低压油气藏储层特征和常规泡沫液在工艺方面存在的问题,研究了XPM-09新型泡沫液的化学组成、使用性能以及制备工艺,并在现场进行了2井次的试验应用。新型泡沫液由XPM-09复合起泡剂、自生气体剂、催化剂以及其他添加剂组成,其通过反应物之间的复分解反应产生大量的气体,并在起泡剂的作用下形成稳定的泡沫液。由于气体来源于化学剂的分解反应和自生气体剂处于完全溶解状态,因此不需要气体制备或供给装置以及泡沫制备设备。试验证实,通过自生气体制成的泡沫液体系具有制备工艺简单和泡沫质量高,稳定性好,耐酸、碱、盐性能强,对地层伤害率低等特点。可在低压油气藏洗井工艺以及压裂、酸化前置液中应用。     

钻具旋转对泡沫钻井岩屑运移规律影响的研究

考虑了气体溶解度对泡沫状态方程的影响,建立了钻具旋转作用下的水平环空岩屑床厚度预测模型,用于预测不同钻具旋转速度、偏心度、泡沫质量和流速下的岩屑床厚度、岩屑浓度和摩擦压降;并利用数值模拟的方法,研究了钻具旋转作用下的岩屑运移规律。研究结果表明,钻具旋转使泡沫流体速度重新分布,有利于岩屑床的破坏,显著降低环空中岩屑浓度,大大改善井眼清洁状况。     

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文章首先指出泡沫具有低失水、低伤害、在井下和地层产出天然气混合后不易发生爆炸的特点,因此气藏泡沫欠平衡钻井技术安全可靠,保护储层效果好,其具有广泛的应用前景。最后,利用质量守恒与动量守恒议程以及流变议程建立了泡沫流经钻柱内,钻头,环空不同位置的数学模型,采用数值迭代方法对数学模型进行了求解。最后给出了计算实例,并在实例的计算结果中讨论了地层产出气体,注入气量,回压等对井内流动参数与地面施工参数的影响规律。得到了回压的增加,井底压力不总是升高,而回压的降低,地层产出气速度也不总增加等结论。本文建立的模型可以用于泡沫欠平衡钻井修井理论设计、施工参数优化。     

泡沫压裂设计中的计算公式

给出了泡沫压裂设计中的一些计算公式,其中包括泡沫干度、泡沫密度、泡沫的传热系数、泡沫的净水压力和摩阻压降、气体在裂缝中的膨胀体积和裂缝的几何尺寸、支撑剂在泡沫中的沉降速度。这些公式都是泡沫压裂设计中必不可少的。     

泡沫复合驱改进模型研究

依据国内外文献报道及室内研究结果。建立了泡沫复合驱改进数学模型。其中包括泡沫在多孔介质中流变特征、形成与破裂以及泡沫对气相渗透率和粘度的影响和驱替代系其他的化学组分运移与扩散，并对方程进行了差分数值求解，为泡沫复合驱进入矿场应用提供了一定的理论依据。     

泡沫封堵能力影响因素实验研究

按照均匀设计的实验方法进行了12组室内泡沫封堵实验,利用回归分析法,得到了泡沫的阻力因子和残余阻力因子与地层渗透率、气液比、注入量、注入速度和稳泡剂质量浓度5个因素的经验公式。研究结果表明,该公式具有较高的准确性,误差小于13%;渗透率和气液比是影响泡沫封堵能力的最主要因素,随着渗透率和气液比的增加,泡沫的封堵能力均呈现先增加后减小的趋势;泡沫封堵窜流通道的能力较弱,在气液比为1:1时可达到最好的封堵效果;泡沫注入后,岩心中气相饱和度迅速升高,在后续注水阶段,气相饱和度降低,但存在一定幅度的波动,注入6倍孔隙体积的水后,岩心中气相饱和度仍维持在45%左右。     

泡沫发生器内部流场的数值模拟

泡沫流体广泛应用于酸化、冲砂洗井、堵水等作业中,泡沫发生器的结构直接影响泡沫流体的质量以及应用效果。通过对射流式和同心管式泡沫发生器内部流场的数值模拟,得到了泡沫发生器内部的速度分布、气液相分布和压力损失。由模拟结果知,射流式泡沫发生器的泡沫均匀程度要好于同心管式泡沫发生器;在一定范围内气液相入口的速度对出口泡沫流体的均匀程度影响不大,但对压降损失影响较大。在设计泡沫发生器时,应该根据泡沫产生速度的要求调整泡沫发生器入口尺寸,降低发生器的压降损失。     

An Investigation of the Effect of Using Foam in WAG Injection in an Iranian Oil Reservoir

The effect of using foam in water alternating gas injection method as an enhanced oil recovery method in one of Iranian oil reservoirs was investigated. The model of under investigation has high vertical permeability in vertical direction, so injected gas front would be breakthrough early times of injection periods. Foam implemented in injected gas phase of water alternating gas injection by decreasing the mobility of the gas phase and improving sweep efficiency of gas phase dominates this problem. In this work foam agent was added in water alternating gas injection method in two manners, with water phase and with gas phase. It was seen higher recovery for adding foam to gas phase in water alternating gas injection method. The results showed that foam increases the resistance of gas phase to flow through high permeable zone. By increasing the concentration of foam agent, total recovery would be increased but the rate of recovery incremental would be reduced after critical foam concentration. To reduce the costs, critical foam concentration must be found.     

纳米颗粒在泡沫排水采气中的研究进展

纳米颗粒作为固态稳泡剂,通过在泡沫气液界面的吸附来提高泡沫稳定性,进而提升泡排剂的性能,在泡沫排水采气技术中的应用逐渐增多。简要介绍了泡沫衰变机理,对纳米颗粒在提高泡沫稳定性方面的作用进行了讨论,概述了纳米颗粒在国内泡沫排水采气中的研究进展,并展望了纳米颗粒在含水气井泡排技术中的应用前景。     

濮城油田沙一下油藏CO_2泡沫封窜体系研究与应用

针对濮城油田沙一下油藏高温高盐的特点,利用充气法,评价了不同类型发泡剂性能。利用高温高压泡沫评价法,对阴离子型和非离子型发泡剂进行复配,得到了耐温耐盐的CO2驱泡沫封窜体系,高压条件下发泡剂稳定性大幅提升;分别从静态和动态角度评价了复配的耐温耐盐泡沫封窜体系,结果表明,该体系耐温90℃,耐盐20×104mg/L,最佳使用质量浓度5 g/L,在渗透率为3 152×10-3μm2的岩心中,阻力因子超过50;对比了CO2在气态、液态、超临界3种相态下形成泡沫体系的封堵能力,结果表明,超临界CO2下形成的封窜体系阻力因子最大。现场开展了濮1-1井组CO2泡沫封窜试验,采用预处理段塞、CO2段塞、水段塞及泡沫段塞的注入方式,结果表明,CO2泡沫体系可有效提高注入压力,改善吸气剖面。     

泡沫复合驱泡沫稳定性及影响因素研究

馥志细管粘度计和多功能驱替装置,研究了泡沫复合体系组分中不同起泡剂、聚合物、碱、气体对泡沫稳定性的影响规律,以及泡沫复合体系驱替过程中,不同的气液比、注入速度、岩心渗透率、原油存在（残余油饱和度）等条件对泡沫稳定性的影响规律,对泡沫复合驱配方的确定及矿场试验具有一定的指导意义。     

红河油田长8油藏CO2泡沫剂配方的研究

针对红河油田低渗裂缝性储层地层能量不足、注C02会发生气窜的问题,优选了CO2泡沫起泡剂和稳泡剂,确定了泡沫剂配方由起泡剂AOS、咪唑啉、Bs-12和稳泡剂烷基醇酰胺组成,其组分配比为38：19：38：5,泡沫剂最佳使用浓度为0．5％,发泡体积〉540mL,析液半衰期〉6min,泡沫半衰期〉10h,泡沫稳定性能优越,泡沫阻力因子可达28．684,封堵性能较好。CO2泡沫在高渗透率岩心中的阻力因子较大,说明泡沫更易封堵高渗储层及裂缝,可有效解决注c0：的气窜问题。     

泡沫混排携砂解堵机理及影响因素

随着油田采出程度的提高,油藏近井地带堵塞问题愈加突出,为了消除堵塞、增强近井地带流通能力,提高采收率则成为高效开发的关键问题。根据泡沫混排技术的特点,在对其机理进行深入研究的基础上,设计泡沫混排携砂模拟实验,并对泡沫混排携砂影响因素进行分析。结果表明：气液比、裂缝、孔隙度、放喷压差是影响泡沫携砂能力及细粉砂排出的主要因素。该研究成果可为完善泡沫混排理论模型和实际施工提供很好的理论及技术指导,有助于提高油田单井采收率。