一种钻井液用天然高分子包被剂

钻井工程使用的常规钻井液用聚合物包被剂中的残余单体(如丙烯酰胺AM、丙烯腈AN、丙烯酸AA等)为有毒物质,这些残余单体进入环境会造成污染.另外,用于生产聚合物包被剂的单体价格偏高,而且聚合反应的成本也较高.针对这些问题开发了一种天然高分子包被剂IND30.天然高分子包被剂IND30是通过天然植物胶分子自身间的加长反应，使植物胶分子链加长数倍,提高其包被能力,并使有抑制性的基团接枝到加长后的植物胶分子链上,提高其抑制能力,使其具有包被抑制性,然后对产物进行化学处理,使其具有抗温、抗发酵微生物作用,即得到最终产品.因IND30是通过天然聚合物改性、接枝而成,所以成本可很大程度地低于常规包被剂.IND30在钻井液中既能起到抑制钻屑分散及粘土膨胀的作用,又能够抑制井径缩小.     

抗高温包被剂 PAAND的研制与性能评价

为了解决深井超深井钻进过程中水基钻井液包被剂抗温包被性能不足的问题,采用NVP、AM、DMDAAC制得了抗高温包被剂PAAND,优选最佳合成条件为:NVP、AM、DMDAAC质量比1∶6∶3,AM水解度60%,引发剂加量0.1%,反应温度55℃,反应时间5 h。利用红外、热重、扫描电镜等手段对其结构性能与作用机理进行了分析,并对其包被性能进行了评价。研究结果表明:PAAND分解温度为232℃,抗高温性性能优异,钻屑在0.2%PAAND水溶液中180℃热滚一次滚动回收率与二次滚动回收率分别为80.85%和79.16%,动切力上升率低至164%,性能优于市面上常用的KPAM和FA367。PAAND通过多点吸附包被在钻屑表面,形成了聚合物"保护膜",防止了钻屑与水分的直接接触。     

防垢剂PESA的合成及性能评价

以马来酸酐为原料,通过溶液聚合的方法,合成了聚环氧琥珀酸钠(PESA)。分析了各种合成条件对PESA防垢性能的影响,得到了合成PESA的最佳工艺条件。用静态防垢法对在最佳工艺条件下合成的产品进行了防垢性能评价,结果表明,聚环氧琥珀酸钠对硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢均有良好的防垢效果。并且,PESA可用于高碱度水中作防垢剂。     

硫酸钡防垢剂FGJ-2的合成与性能评价

根据目前油气田使用防垢剂的现状,选用马来酸酐（MA）、丙烯酸甲酯（MAC）和一种功能性单体（SS）进行三元共聚得到硫酸钡防垢剂FGJ-2。通过正交实验研究出防垢剂FGJ-2的最优合成条件为：单体配比MA：SS：MAC为1：0．4：0．6,引发剂（H202）用量为12％,反应温度为80℃,反应时间为3h。同时对防垢剂FCJ-2进行性能评价：防垢剂FGJ-2加量为20mg／L、pH值为8时,防垢率达97％以上,具有最好的防垢效果;防垢剂具有长效性,防垢时间可达22h;当防垢温度达90℃时,防垢率仍大于85％。图4表3参9     

原油防蜡剂FLJ-1的合成及性能评价

针对原油集输问题中结蜡防治技术问题,以马来酸酐、丙烯酸甲酯、苯乙烯和十八醇为原料,以甲苯为溶剂,制得原油防蜡剂FLJ-1。对防蜡剂FLJ-1进行了红外光谱表征,并用青海油田原油评价了FLJ-1降低原油析蜡点的能力、结蜡量及防蜡率。结果表明,FLJ-1能有效降低原油的析蜡点,其浓度为600 mg/L时,原油的析蜡点降低了14℃;此外,FLJ-1能与原油中的石蜡分子发生吸附-共晶作用,在循环水温5℃下,其浓度为600 mg/L时,防蜡率为66.6%。     

钻井液防黏附剂的合成与性能评价

在钻井液中加入防黏附剂,防止钻头泥包或局部被钻屑黏附是提高钻速有效手段之一。通过腐植酸磺化－酰氯化－酰胺化一系列反应合成了钻井液防黏附剂,筛选出最佳合成条件为：腐植酸与浓硫酸在质量体积比3:5、温度160℃的条件下反应8 h,生成磺化腐植酸;然后与过量二氯亚砜在70℃下反应6 h,生成腐植酰氯;最后按腐植酰氯与脂肪胺质量比25:4加入脂肪胺,在0～10℃下反应 4 h。对防黏附剂性能的评价结果表明,防黏附剂可将钻头和岩屑表面由强亲水性转变为弱亲水性,并能大幅降低钻井液表面张力。防黏附剂质量分数由0增至1.5%时,水溶液润湿接触角由33°增至68.3°,表面张力由74.4 mN/m降为42.0 mN/m。4%膨润土浆中加入2%防黏附剂,润滑系数由0.43降至0.27;膨润土岩心在1.5%防黏附剂水溶液中的膨胀率为1.6%（2 h）和3.5%（16 h）,润滑性和抑制性较好。     

低相对分子质量聚丙烯酸钠复合防垢剂的研制与评价

江苏油田因其地层水与注入水不配伍,结垢现象严重,对其部分区块的油井产出水进行分析,得到其钡离子浓度最高可达444.6 mg/L,锶离子浓度最高可达70.4 mg/L。考虑使用成本等因素,选取低相对分子质量聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐和聚天冬氨酸三种螯合物作为原料进行高效硫酸钡锶垢防垢剂的多元复配,得到低相对分子质量聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐以及聚天冬氨酸质量比为2.0~2.5:3.0~3.5:3.0~3.5的新型高效硫酸钡锶垢防垢剂。     

钻井液用包被剂对固井水泥浆体系的影响

针对钻井液与固井水泥浆相互接触时会使混浆流动性能变差的问题,实验研究了包被剂对固井水泥浆稠化时间、流变性能和抗压强度的影响。采用红外光谱、X射线衍射仪以及扫描电镜探究了包被剂对固井水泥浆的污染机理。同时利用电导率评价方法,比较了掺入包被剂前后固井水泥浆电导率的变化。研究结果表明,包被剂的掺入会降低水泥浆的流动度,当加量为0.6%时,水泥浆的流动度与纯水泥相比降低了52%;电导率实验分析表明,掺入包被剂后的水泥浆水化进行到12 h时,才进入加速期;包被剂的掺入降低了固井水泥浆水化的反应速率,延缓了其水化进程,从而导致固井水泥浆的抗压强度发展缓慢,在90℃养护条件下,掺量为0.2%时,其3 d强度与纯水泥相比降低了12.8%。包被剂中—OH、—CONH2、—COO-等具有吸附性能的官能团会吸附于水泥颗粒上,且包被剂中的亲水基团与固井水泥浆中的Si—O形成氢键,在水泥颗粒表面形成一层溶剂膜,阻碍了水与水泥颗粒的接触。     

新型裂缝性低渗透油藏堵水剂性能评价

针对堵水剂在裂缝中的漏失问题,研制出二次交联聚合物凝胶堵水剂,对一次交联聚合物弱凝胶的流变性、耐剪切性、注入性和滤失性和二次交联聚合物凝胶的突破压力、封堵率、耐冲刷性、对基质伤害率和长期热稳定性进行了评价。实验结果表明,一次交联聚合物弱凝胶具有剪切稀释的流变特征,耐剪切,注入性好,滤失量低;二次交联聚合物凝胶具有突破压力高、封堵率高、耐冲刷性强、对基质伤害率低和长期热稳定性好的特点,在裂缝性低渗透油藏堵水作业中具有明显的优势。     

HA-Si防塌剂的合成与性能评价(Ⅱ)

评价了 HA Si及其 HA Si Na2 Si O3· x H2 O复合体系的钻井液抑制粘土及页岩的膨胀分散与抗污染性能。结果表明 :HA Si及其复合体系 HA Si Na2 Si O3·H2 O具有很好的抗温稳定性 ,能有效抑制页岩 ,钻屑的膨胀与分散作用 ,同时兼有大分子包被作用     

深水多功能管道维修机具夹紧装置的研制

为了解决深水海域多功能管道维修机具作业时稳定夹紧管道以及刀盘与管道保持同心的技术难题,提出了"双臂"抱紧式自定心管道夹紧装置的设计方案。该方案由两组对称的平行四边形双摇杆机构和摇块机构组成;以运动和传动为约束条件,对夹紧装置几何参数的求解进行了研究,建立了夹持点摩擦力矩与驱动力关联力学模型;以管径介于304.8~457.2 mm的管道为实例,设计制造了夹紧装置及机具,并进行了水下作业ADMAS仿真及陆上切割与坡口试验。结果表明:①油气管道管径越小,夹紧装置摇块机构的传动角越小,液压缸行程和双摇杆机构的传动角越大;②夹紧装置驱动力随油气管道管径的增加而增加,当管径达到457.2 mm时,夹紧装置液压缸驱动力应大于10 219 N;③初始切割管道时,机具将产生微小晃动,使刀具进给量突然增大,此时应采用小进给方式;④陆上试验结果与理论设计和仿真结果的吻合度较高,验证了该方案的合理性。该项成果为相关工程样机的研制奠定了技术基础。     

深水水下管汇设计研究

水下管汇作为一种典型的水下生产设备,设计时需要考虑环境、安装、检查、维护和生产等工况要求,确保在寿命期内能安全、可靠和稳定地运行。因此,对水下管汇的总体布置、结构、管线和控制系统等4个方面进行研究,确定了相应的设计原则及方法。根据设计原则和方法,设计了一种深水水下管汇,并试制了原理样机。该设计原则和方法可以为水下管汇和其他水下设备的工程设计提供参考。     

深水崎岖海底区构造解释与圈闭落实——以琼东南盆地深水区宝岛凹陷为例

海洋深水区水深变化急剧、峡谷纵横、火山发育,形成了崎岖的海底地貌,严重干扰了其下伏地层的地震资料时间偏移成像,进而影响到构造解释和圈闭落实。针对崎岖海底带来的影响,前人更多是从优化采集方案和地震资料特殊重处理,来获取高成像品质的地震资料。然而区域评价阶段进行大面积资料重处理成本高、周期长,无法满足低油价现状下勘探阶段降本增效的要求。基于地震正演模型分析,以琼东南盆地深水区宝岛凹陷为例,全面系统地建立了深水崎岖海底区构造解释和圈闭落实的技术方法与工作流程。通过对叠前时间偏移地震数据的层位解释校正和崎岖海底校正,有效规避了地震假象和时-深转换过程中崎岖海底引起的假构造现象,最终通过与叠前深度偏移地震数据的解释成果对比,证实该方法是区域评价阶段解决崎岖海底影响的一种有效技术手段。区域评价阶段能准确聚焦目标区,从而降低地震资料特殊处理成本,实现勘探阶段降本增效。     

Haute Mer A 区块深水稠油油田防砂挡砂精度研究

中海油刚果（布）Haute Mer A 区块为深水出砂稠油油藏,根据常规的挡砂精度设计准则采用砾石充填防砂后出油困难。为了确定合理的挡砂精度,提出了海上稠油防砂不同设计原则下的最大含砂浓度标准,并通过砾石充填出砂模拟实验, 采用“三曲线分析方法”,获得了不同于常规的防砂设计准则。该分析方法同时考虑了砾石充填层的相对渗透率、剩余渗透率及含砂浓度标准。实验结果表明,充填层砾石粒度中值为地层砂粒度中值8~9 倍时充填层渗透性最好;采用该设计准则确定的防砂挡砂精度油井产能提高了3 倍多,解决了该区块防砂后出油困难的问题,为该类稠油出砂油藏挡砂精度设计提供了新的思路。     

Calculation of the parameters of evacuation systems for tanks with a liquid-gas ejector

Translated from Khimicheskoe i Neftyanoe Mashinostroenie, No. 6, pp. 13–15, June, 1993.     

非离子低分子表面活性剂优选及驱油效率研究

目前国内外对低渗透油藏开发的主要趋势为注气开发,又以CO2混相驱居多。我国低渗油藏以陆上沉积为主,储量大且非均质性严重,油质较重黏度高一般不易达到CO2混相。为了降低驱油混相压力,在尽量少增加成本的情况下提高驱油效率,找到了一类不溶于水但溶于超临界CO2及原油中的非离子低分子表面活性剂,通过研制复配及溶解性与降黏评价实验,找到了2种表活剂CAE、CAF。以细管实验为载体,采用高温高压配样器配置地层油进行驱油效率评价,筛选确定了一种表活剂CAE。进行溶解式驱替及段塞式驱替以确定表活剂CAE的最佳注入方式;进行不同浓度的驱替实验确定表活剂CAE的最佳注入浓度。研究表明:段塞式驱替为该活性剂的最佳注入方式,最佳浓度为0.2%;表活剂CAE在最佳驱替方式下与纯CO2相比可以提高驱油效率约13.13百分点。该研究为国内低渗透油藏相对有效地降低混相压力、提高驱油效率找到了途径,是我国低渗油藏注气开发研究中值得探索和尝试的方法之一。     

深水钻井隔水管-井口系统涡激疲劳详细分析

提出基于威布尔分布的隔水管-井口系统涡激疲劳详细分析方法,根据海洋环境条件的长期统计分布特征,采用随机变量的威布尔分布理论划分涡激疲劳详细分析的工况,得到具有不同超越概率的流剖面。在此基础上,应用涡激振动疲劳分析程序SHEAR7计算各个流剖面对应的涡激疲劳损伤,按照其发生概率折算得出隔水管系统总的疲劳损伤。算例结合南海某油井隔水管系统设计和具体海况参数,给出了上述方法的具体应用。研究表明,采用常规三种单一流剖面计算得到的涡激疲劳寿命分别为1.95年、0.039年和0.012年,而采用基于威布尔分布的涡激疲劳详细分析得到的疲劳寿命约为40年。两种方法相比,由于后者更符合实际的海洋环境条件,预测隔水管-井口涡激疲劳损伤更为合理,从而可以避免过于保守的隔水管钻前设计。推荐涡激疲劳详细分析工况数量为20~28个。     

深水沉积特征研究现状及展望

深水沉积根据沉积物来源可分为深水异地沉积和深水原地沉积.深水异地沉积是指海洋或湖泊深水区经横向运移而形成的沉积,它是相对于垂直降落沉积作用形成的原地沉积而言的.通常前者形成的沉积物比后者的粒度粗.深水异地沉积主要包括重力流沉积和深水牵引流沉积;深水原地沉积主要包括深水页岩沉积和深水岩盐沉积.重力流沉积还可按其发育于各种不同的沉积环境而形成独具一格的沉积体系,划分为扇状沉积体系(海底扇或湖底扇)、沟道或槽谷沉积体系、层状或带状沉积体系等.深水牵引流沉积是20世纪60年代以来沉积学迅速发展的一个新的研究领域.目前深水牵引流沉积的研究主要集中于等深流沉积和内潮汐、内波沉积.深水牵引流沉积的储集性能优于浊流沉积,故具有非常重要的含油气潜能.     

海洋油气平台火灾疏散耦合风险

海洋平台发生火灾时人员安全有序疏散是减少伤亡的关键环节。为科学评估火灾实时场景下人员疏散风险,根据相关标准规范和研究报告,建立海洋平台火灾疏散耦合风险分析准则与评估模型。基于FDS+EVAC软件,以半潜式海洋平台为对象开展工程应用。通过对比无火灾场景疏散结果,从危险区域、所需安全疏散时间、人员暴露、疏散出口倾向、拥挤度等方面定量分析火灾疏散的交叉耦合影响。研究结果可为海洋平台疏散过程应急响应设计与执行、人员规避风险提供指导。