雾化/泡沫钻井用两性聚合物防塌剂WPZY-1的研制

以阳离子单体(YD-1)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺和烷基取代丙烯酰胺为原料,过硫酸铵和亚硫酸氢钠(质量比1∶1)为引发剂,合成了一种雾化/泡沫钻井用两性聚合物防塌剂WPZY-1,考察了该剂抑制防塌性能。以单体总量计,引发剂、AA和YD-1最佳加量分别为0.5%~1.0%、3%~5%和5%~10%。性能评价结果表明,WPZY-1吸附能力强、抑制防塌性能好。饱和吸附量达100.98 mg/g。0.5%WPZY-1溶液48 h二次页岩相对回收率为99.3%,岩心24 h膨胀量为1.58 mm,人造岩心浸泡10 d后形状规则完整,无明显裂纹及剥落掉块现象。WPZY-1与雾化/泡沫钻井流体处理剂的配伍性良好,可有效提高抑制防塌性能,延长井壁稳定时间,满足高出水地层的应用需求。     

疏水性阳离子型淀粉改性絮凝剂的合成及絮凝性能评价

以硝酸铈胺为引发剂,采用正交实验研究了疏水性阳离子型淀粉改性絮凝剂P（St—AM—DMDAAC—BA）合成的工艺条件,并评价了接枝共聚物产品的絮凝效果。实验得出最佳的合成条件为：淀粉与单体的质量比1：3,总单体质量分数40％,引发剂0.06％,表面活性剂用量26g／L,反应温度50℃,pH4～5,反应时间3h。结果表明,絮凝剂加量为6mg／L时絮凝效果最好。     

疏水缔合型两性絮凝剂的合成及其性能

实验以全氟辛基乙基丙烯酸十二氟庚酯为疏水单体,与丙烯酰胺(AM)、二烯丙基二甲基氯化铵(DM-DAAC)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)通过自由基胶束共聚法制成氟碳型絮凝剂。结果表明,在n(AM):n(AMPS):n(DMDAAC)=4:2:4,PFMA质量分数0.5%、总单体质量分数30%、引发剂用量0.3%时,合成的四元共聚物对硅藻土悬浮液有较好的絮凝效果。当共聚物添加量15 mg/L、温度为50℃、pH=3时,硅藻土悬浮液的透光率和絮凝时间分别为98.8%和14 s。     

高拉伸断裂应力高流动性SAN树脂的工业开发

以苯乙烯、丙烯腈混合物为聚合单体,添加质量分数为5%~15%的乙苯作稀释溶剂,采用热引发连续本体聚合工艺,在15 kt/a苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN树脂）装置上开发出GHF型SAN树脂。结果表明,反应液中丙烯腈质量分数为31%~33%,分子量调节剂控制在0.21%~0.27%（对单体）时,树脂的结合丙烯腈质量分数为28.8%~32.0%,熔体流动速率为0.35~0.45 g/min,拉伸断裂应力不小于65 MPa,可满足GHF型SAN树脂技术指标的要求。     

两性型絮凝剂中不同基团作用的研究

采用反相乳液聚合法合成了一系列不同阳离子和羧基含量的两性型聚(丙烯酰胺-N,N-二甲基-二烯丙基氯化铵-丙烯酸)(P(AM-DMDAAC-AA))絮凝剂。考察了单体配比、单体共聚活性对P(AM-DMDAAC-AA)絮凝剂离子度和特性黏数的影响;研究了不同离子度和特性黏数的P(AM-DMDAAC-AA)絮凝剂的絮凝效果及其在不同pH环境下的絮凝效果。实验结果表明,由于DMDAAC共聚活性低,DMDAAC在P(AM-DMDAAC-AA)中的含量低于理论值,导致P(AM-DMDAAC-AA)絮凝剂的特性黏数降低。所合成的P(AM-DMDAAC-AA)在不同pH环境下都可发挥絮凝效果,与进口聚丙烯酰胺絮凝剂相比,P(AM-DMDAAC-AA)絮凝后的泥饼较薄和含水量更低。当AM,DMDAAC,AA的加入量(单体占总单体的摩尔分数)分别为33.3%,41.7%,25.0%时,P(AM-DMDAAC-AA)絮凝剂的絮凝效果最佳。     

三元共聚阳离子型聚丙烯酰胺的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM)、自制的阳离子单体(E-AM)及二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,氧化还原剂和水溶性偶氮化合物为复合引发剂,采用水溶液聚合法合成了三元共聚阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂P(AM/E-AM/DMDAAC)。用FT-IR对其结构进行表征,并对聚合物溶解性、残留单体及絮凝效果进行评价。实验结果表明,AM为35g,E-AM为10g,DMDAAC为5g,w(单体)=34.8%,获得的聚合物产品溶解时间小于20min,单体残留量小于0.9%。对模拟污水,聚合物添加量为4mg/L时表现出很好的絮凝效果。     

一种微泡沫基液体系在砂质黄土层雾化钻井中的应用

针对低压裂缝性易水敏砂质黄土层,钻井液钻井存在恶性井漏难题,转换为常规雾化基液体系实施雾化钻井,又难以满足井壁稳定性需要。通过室内实验,在对发泡剂、稳泡剂及降滤失剂种类、用量优化的基础上,研制出了强抑制性、良好流变性能的微泡沫基液体系,对该体系的流变性、抑制性及抗盐性进行了评价,经现场应用表明,采用该微泡沫基液体系实施雾化钻井,解决了钻井液钻井恶性井漏难题,该基液体系具有较好的维护井壁稳定能力及较强的携砂能力,为水敏地层雾化钻井提供了一条新方法。     

深水钻井抗高温强抑制水基钻井液研制与应用

深水钻井时存在复杂地层井眼失稳、大温差下钻井液流变性调控困难等技术难题,需要研发适用于深水钻井的抗高温强抑制性水基钻井液。以丙烯酰胺、烷基季铵盐和2–丙烯酰胺基–2–甲基丙磺酸为单体,采用水溶液聚合法合成了深水钻井用低相对分子质量的聚合物包被抑制剂Cap;以Cap为主要处理剂,并优选其他处理剂,构建了深水抗高温强抑制水基钻井液。室内性能评价表明,低相对分子质量的聚合物包被抑制剂Cap对钻井液流变性的影响较小,包被抑制作用强;深水抗高温强抑制水基钻井液低温流变性良好,可抗160 ℃高温,高温高压滤失量小于9 mL,三次岩屑滚动回收率大于70%,抑制性强,可分别抗25.0%NaCl、0.5%CaCl₂和8.0%劣土污染。该钻井液在南海4口深水油气井钻井中进行了现场试验,取得了良好的应用效果,解决了低温增稠及井眼失稳等技术难题,具有现场推广应用价值。      

新型抗温耐盐高分子絮凝材料的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)为非离子单体、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为阳离子单体、10-十一烯酸钠(UANa)为阴离子单体,通过胶束聚合的方式合成新型抗温耐盐疏水缔合两性离子型聚丙烯酰胺絮凝材料(AM/DAC/UANa共聚物),考察了AM/DAC/UANa共聚物的溶液性质和絮凝性能。实验结果表明,制备的AM/DAC/UANa共聚物具有优异的耐盐和耐温特性,在80℃下,试样黏度保留率达56.8%,远优于常规絮凝材料;AM/DAC/UANa共聚物在处理高温和高离子强度条件下1.0%(w)的膨润土模拟废水时,处理液的上清液光学透光率大于97%,在处理新疆油田蒸汽驱油返排液时,在80.0℃、絮凝剂用量为75.0 mg/L条件下,絮凝物在6.0 s内完全沉降,处理液的上清液光学透光率为99.0%。     

可循环强抑制性稳定泡沫钻井液研究

针对泡沫钻井过程中一次性泡沫使用量大、耗材多以及井壁易失稳的问题,从泡沫循环以及泥页岩抑制机理出发,通过评价不同处理剂的性能,研制了可循环强抑制性稳定泡沫钻井液。采用常规泡沫性能评价方法、泡沫循环性能测试以及泥页岩抑制性能测试对其综合性能进行了评价。结果表明:NaCl质量分数、岩屑含量以及煤油加量分别达15%时,该泡沫钻井液在130 ℃下滚动16 h后,发泡体积维持在400 mL以上,说明其具有较好的抗温、抗污染能力;调节pH值进行8次循环以后其发泡体积仍维持在500 mL以上;泥页岩在该泡沫钻井液中的一次、二次滚动回收率达96%以上,泥页岩经其处理后的硬度与经白油处理后的硬度相近。研究结果表明,应用可循环强抑制性稳定泡沫钻井液进行钻井,可以避免地面泡沫大量堆积,降低钻井成本,同时能有效抑制黏土水化膨胀,且抑制性能持久,有利于维持泥页岩地层的稳定。      

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

四川盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性

目前,我国的氦气资源主要依赖进口,寻找大中型高含氦天然气田是改变这一现状最现实的途径。为此,对四川盆地威远地区高含氦天然气藏的成藏机理和氦气来源进行了分析,以探讨在该盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性。首先根据盆地周缘12条野外露头剖面和4口钻穿震旦系单井的资料,系统分析了前震旦系的岩石学、沉积相、烃源岩等特征,认为前震旦系发育的沉积地层为南华系,东南缘露头剖面的地层序列为南沱组、大塘坡组、古城组和莲沱组,推测盆地内部可能发育相同的地层序列;南沱组、古城组和莲沱组主要为冰川沉积,为砂砾岩夹泥岩;而大塘坡组为间冰期沉积,发育一套砂泥岩地层,其下部泥页岩的有机质含量高,为较好烃源岩。进一步的研究表明:南沱组砂砾岩储层、大塘坡组烃源岩和地层中侵入的花岗岩"氦源岩"可形成较好的高含氦天然气藏成藏组合;前震旦系沉积岩的分布主要受早期裂谷控制,在裂谷内部充填厚层的沉积岩地层。结合地震资料预测了威远—资阳地区沉积岩和花岗岩的分布,结论认为在资阳地区对震旦系—前震旦系进行高含氦天然气藏的勘探是可行的。     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

水平井多级压裂管柱力学、数学模型的建立与应用

水平井多级体积压裂技术是近几年国内外为有效开发页岩气藏和低渗透油气藏而发展起来的一项新技术,但随之出现了压裂管柱力学环境更加复杂的新问题。针对该复杂的力学、数学问题,根据水平井多段压裂工艺管柱受力特点,建立了悬挂封隔器以下,多封隔器坐封、开启压差滑套和开启投球滑套3种工况的力学模型,并根据各工况的受力特征,建立了这3种工况管柱力学计算的数学模型。根据弹性力学理论中厚壁筒的Lame公式和Von Mises应力计算公式,推导出了管柱受内压力、外挤力和轴向应力共同作用下油管柱安全性评价的等效应力计算数学模型,建立了多级压裂管柱力学强度安全评价的数学模型;根据已建立的水平井多封隔器管柱力学计算的数学模型,开发了水平井多级压裂管柱力学安全评价的实用软件。该研究成果已经在新疆塔里木盆地塔河油田某气井得到了应用和验证,取得了很好的效果,为水平井多级压裂管柱安全工作参数的优化设计和安全性评价提供了理论依据和简便可靠的技术手段。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。     

复杂地质条件气藏储气库库容参数的预测方法

国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。