脂环族环氧丙烯酸单酯的双重固化研究

以脂环族环氧树脂E711和丙烯酸为原料,控制不同的酯化度合成了一系列可以双重固化(光固化和热固化)的脂环族环氧丙烯酸单酯,比较了不同因素对光固化、热固化以及双重固化的影响,结果表明:双重固化体系最佳条件为紫外曝光5 s,再110℃热固化1.5 h,固化膜凝胶含量高达94.8%。同时双重固化膜的附着力提高到0级、漆膜硬度为3H、体积收缩率仅为1.1%,双重固化膜的剪切强度和弹性模量分别增加到11.6 MPa、32.3 MPa,但断裂伸长率降低为5.3%。     

特高渗疏松砂岩人造岩心的制作及评价

由于疏松砂岩胶结程度低、结构疏松、强度小,现场取心成本昂贵且难以成型,不适用于室内实验,因此提出制作特高渗疏松岩心代替部分储层岩心。为评价人造岩心的可靠性及代表性,从岩样的粒度组成、矿物成分、孔隙度、渗透率、胶结方式、胶结指数、孔隙结构、压缩系数、力学性质以及渗流特性等方面进行了研究。结果表明,压制压力越小、胶结物含量越少、水驱强度越大,岩石强度越低,岩石越疏松越容易破坏。岩心屈服应力随压制压力的减小呈幂函数降低,随胶结剂含量的减小呈对数降低,随水驱强度的增加呈对数减小。制备具有一定强度的特高渗疏松岩心至少需要压制压力4 MPa,胶结剂含量在5%左右。研制的疏松岩心在各方面与储层岩心相似,可代替储层岩心进行相关实验,同时为特高渗疏松岩心的研究提供借鉴。     

低温环氧树脂防砂剂的研究

针对孤岛油田现行化学防砂剂在低温井、套变井防砂效果不理想的问题,依据树脂防砂机理,以固结岩心抗压强度为指标,通过树脂用量、固化剂用量、偶联剂用量实验研制了一种低温下具有较高固结强度的环氧树脂防砂剂,同时考察了固化时问、温度和化学介质对固结岩心抗压强度的影响.实验结果表明:环氧树脂防砂体系的最优配方如下(以石英砂质量为基准计):树脂4%+固化剂0.4%+偶联剂0.2%.按该配方在60℃水浴中固化反应24 h得到固结岩心的抗压强度高(8.5～16.8 Mpa),渗透性好(≥1 4.1μm2),对油、水、盐、酸、弱碱介质有较好的耐受性和较好的耐温性.固化剂中的-NH-与环氧树脂中的环氧基的反应是固化反应的主要机理.     

人造岩心的研制及渗透率影响因素研究

本文研究了胶结法制备人造岩心的研制方法。采用石英砂与环氧树脂压制胶结法制备的人造岩心模拟天然岩心,对渗透率、孔隙度模拟度高,具有良好的实验重复性,能够很好地进行化学剂岩心驱油试验评价。制备中对胶结物的配比、石英砂的砂型粒度、压制压力、胶结物占石英砂的比例含量、固化时间等进行试验调整,发现石英砂的砂型粒度、压制压力、胶结物的比例含量是影响渗透率的主要因素。     

渗透固结型环氧树脂基油气井常温固泥材料

在油气井钻井过程中固井二界面胶结强度低是导致固井环气窜问题的重要原因。采用含可反应稀释剂的低黏度、高渗透性的环氧树脂（HP环氧树脂）与水泥浆共混,混合水泥浆中的环氧树脂在高压下可以渗透扩散至泥饼中,经固化后可明显改善水泥浆和泥饼之间的界面胶结强度。实验结果表明,HP环氧树脂自身固化具有较高的抗压性能,加入表面活性剂Tween-80可提高其与水泥浆的相容性,形成均一的体系,HP环氧改性水泥浆的各项性能指标符合工程需求。通过接触角、SEM等测试验证了环氧树脂通过“渗入-扩散-胶结”来增强界面黏接力的机理。结果表明, HP环氧树脂占比为5%的共混水泥浆,其1 d的抗压强度为24.3 MPa,用其进行泥饼胶结时,固化1 mm厚泥饼的胶结强度可达0.45 MPa,如果将HP环氧树脂的含量升至10%,胶结强度还能进一步提升至0.55 MPa。从微观形貌中可以看出,HP环氧树脂从水泥浆中渗透扩散至泥饼中,使得形成的泥饼界面更加致密,从而提高改性水泥浆-泥饼界面的胶结强度。      

环氧-酚醛复配树脂堵漏剂的改性研究

对以环氧树脂和酚醛树脂复配物为主体材料的堵漏剂进行了改性研究。通过评价固化剂六次甲基四胺加量对树脂的固化时间和固化体强度的影响,优选出该固化剂的最佳加量为2.5%～3.0%。通过评价纤维棉C-64和超细碳酸钙对该堵漏剂的增韧效果,得出单独使用纤维棉C-64是一种较好的增韧手段。最终优选出的堵漏剂配方为:40 g酚醛树脂+60 g环氧树脂+2 g纤维棉C-64+适量无水乙醇+3 g六次甲基四胺。性能评价结果表明,该环氧-酚醛树脂堵漏剂固化时间可控、强度高,具有较好的抗高温老化性能以及化学稳定性能,对岩心孔隙的封堵率在98%以上,对岩心裂缝的封堵率在80%以上。     

高温条件下固化时间可控的环氧树脂体系

针对高温条件下油井漏失严重、堵水成功率低的问题,以环氧树脂E51为原料、改性双氰胺为固化剂、改性脲类为促进剂,调整稀释剂用量,合成了一种强度高、固化时间可控的耐高温堵水剂。确定适合现场施工条件的环氧树脂/稀释剂/固化剂/促进剂比例=10/10/0.25/0.03,分析了环氧树脂在动态升温过程中的固化动力学。环氧树脂固化产品的热重分析表明:产物在120～140℃的地层温度区间内,有优良的热稳定性。     

浅层低温油藏覆膜砂防砂技术研究与应用

通过降低覆膜砂的固化温度、缩短固化时间、优选改性环氧树脂作为粘结剂,选用含有增强改性环氧树脂固化强度、缩短改性环氧树脂固化时间的促进剂等化学组分的水溶性固化剂作为增强剂,形成了低温固化覆膜砂防砂技术,在现场应用取得了良好效果。     

苏北盆地金湖凹陷阜宁组砂岩储层力学性质及影响因素

储层岩石力学在油气田开发中具有关键作用.以苏北盆地金湖凹陷古近系阜宁组岩心为基础,综合采用岩石力学实验、X衍射、薄片分析、扫描电镜等方法,分析了阜宁组岩性、温度、流体及围压与砂岩力学性质的关系,探讨了各因素的影响机制.岩性是砂岩力学性质的决定性因素,砂岩力学性质与粒度、石英含量、黏土矿物含量、颗粒接触关系以及胶结物含量...     

国内人造岩心物理研究进展

鉴于天然岩心、特别是大尺寸的天然岩心获取困难,人造岩心在油气藏工程研究室内实验评价中具有重要作用。为了获得可以进行室内实验的三维大尺寸疏松岩心,在调研大量相关文献的基础上,综述了人造岩心的物理特性、渗流特性及制作方法,探讨了不同制作方式的特点、岩心物性的影响因素以及人造岩心的渗流特征。采用环氧树脂胶结河砂,制作了三维大尺寸岩心。结果表明:人造岩心在模拟天然岩心的非均质性、骨架性质、孔隙结构及孔隙性、渗透率、力学性质等物理特性以及渗流特性方面取得了较好的效果。制作的大尺寸岩心在各方面与天然岩心相似,可满足相关室内实验研究。通过对人造岩心的调研与大尺寸岩心的制作,认为结合人造岩心物理实验和虚拟岩石物理来解决油气勘探开发中的实际问题是发展趋势,应进一步开展大尺寸和非常规人造岩心制作的研究。     

疏松砂岩储层物性参数敏感性物理模拟实验

利用物理模拟技术制作了一组微弱胶结、非固结高孔隙度人造样本.疏松砂岩储层物性参数的敏感性实验结果表明,与致密砂岩相比,疏松砂岩的弹性波速度对孔隙度的依赖性较弱,胶结物的性质对疏松砂岩岩石物理特性有重要影响.在纯砂岩中加入粘土或少量的粒间胶结物,会使弹性波速发生明显的变化;胶结温度影响岩样抗压强度.温度过低,会使胶结程度不够,固结强度较低;温度过高,岩样将变得松散.     

分解促进剂对水合物力学的特性影响分析

目的在不同类型的分解促进剂作用下多级降压开采天然气水合物,研究水合物分解的力学性质对储层稳定性的影响。 方法采用不同有效围压、不同分解促进剂及其不同含量、焖井时间等多因素,通过多级降压分解,水合物沉积物储层岩石力学稳定性性能影响效果评价和规律分析。 结果随着降压分解,水合物饱和度降低,抗剪强度和弹性模量逐渐降低,甲烷水合物沉积物呈脆性破坏。 结论分解剂含量越大,对水合物的力学影响越大;注入含量越大,焖井时间越长,水合物强度越低,分解剂对水合物强度减弱的效果越明显;醇类分解剂(乙二醇)比盐类分解剂(CaCl₂)开采水合物更容易减弱水合物试样的强度,降低储层稳定性。      

可固化树脂基固井材料及其固化剂的优选

水泥基固井材料存在脆性大、抗腐蚀性差等缺点,在油气井长期生产过程中易发生脆性破坏导致环空带压、层间窜流等问题。可固化树脂基固井材料具有强度高、弹性模量低、弹塑性强等优点,具有作为固井材料的潜力。通过对几种主要可固化树脂基材料进行分析,在对适合固井需求的环氧树脂优选和固化剂初选的基础上,提出了一种使用黏度-时间曲线代替水泥浆研究中常用的稠化曲线来评价树脂基固井液稠化过程的方法,通过实验进行了树脂固化液体系的优选。结果表明,HSPT固化剂可操作时间较长,反应产物抗压强度超过70 MPa,弹性模量低于3 GPa,气测渗透率低,适合50~90℃下的油气井固井;聚醚胺固化剂的固化产物抗压强度超过75 MPa,弹性模量小于2 GPa,适合30~50℃下的油气井固井。      

环氧树脂NPC固化材料改性研究

本文通过对酸酐类固化剂的改性合成,使环氧树脂固化剂体系在比较的短时间内能达到较高的玻璃化温度和良好的机械性能,通过缩短后固化时间,优化自动压力凝胶工艺,提高生产效率。改性合成了一系列酸酐固化剂,并研究了不同环氧树脂配方体系的粘度、玻璃化温度、机械强度、凝胶时间的变化。通过对比试验,改性的环氧树脂和酸酐固化剂的配方体系A和B后固化效率明显提高,由145℃后固化12h缩短为在145℃后固化2h,并且玻璃化温度和机械性能要求,大大提高了生产效率。     

超临界二氧化碳压裂过程中注入压力对致密砂岩力学特征的影响

针对致密砂岩气藏采用超临界二氧化碳压裂技术开发中,未考虑二氧化碳流体对储层岩石力学影响,从而导致设计压裂施工参数与现场实际不吻合问题,取苏里格气田2 800 m左右石盒子组地层岩心,在围压38 MPa、温度85 ℃下,模拟地层条件开展超临界二氧化碳压裂致密砂岩岩石力学特征实验,测试二氧化碳注入压力从3 MPa增加到35 MPa,然后加轴向压力至岩石破坏,获得致密砂岩岩石应力—应变曲线。研究表明,随超临界二氧化碳注入压力增大,致密砂岩抗压强度、弹性模量均减小,泊松比则增加,脆性指数先略微增大而后呈减小趋势。拟合出脆性指数与二氧化碳注入压力的关系式,相关系数为0.903 6,注入压力为4.55 MPa时脆性指数极值为0.483 5。超临界二氧化碳压裂时应考虑注入压力对岩石力学参数的影响,弹性模量、泊松比、脆性指数等岩石力学参数影响致密砂岩裂缝起裂及扩展规律。     

基于岩心脆性特征的致密砂砾岩储层水力裂缝复杂性分析

砂砾岩储层岩心的脆性特征与油气田水力压裂改造效果密切相关,探究砂砾岩储层的脆性特征对水力裂缝复杂性的影响能够为目标层段筛选及施工工法设计提供参考。考虑岩石破坏全过程即峰前和峰后阶段的脆性特征,提出基于岩心破坏全过程能量耗散的储层砂砾岩脆性评价模型;利用砂砾岩的单轴和三轴全应力-应变曲线以及现有脆性评价模型,验证新建立模型的准确性。在此基础上分析不同围压下岩心力学参数与脆性指数的相关性,并利用储层岩心室内测试结果和水力裂缝微地震监测结果研究储层脆性指数对水力裂缝复杂性的影响。结果表明：新建立的脆性评价模型可以综合评价岩心破坏全过程表现出的脆性特征,对不同岩性不同围压下岩石的脆 性变化较传统脆性评价模型更为敏感;不同围压下岩心强度参数和弹性模量与脆性指数呈负相关关系;脆性较强的层段更容易压裂改造形成复杂裂缝,获得更大的压裂改造体积,因此根据岩心脆性特征开展水力裂缝复杂性预测分析具有一定的可行性。     

水乳环氧树脂对水硬性凝胶隔段综合性能的影响

针对水硬性凝胶形成的固化隔段强度低、胶结差、孔缝裂隙多,在精细控压钻井起下钻过程中难以有效封堵油气层防止流体上窜的难题,室内采用一种水乳环氧树脂CQ-WERE和配套固化剂CU-900作为性能改善剂加入水硬性凝胶工作液中,研究其对水硬性凝胶工作液流变性能和固化隔段力学性能影响,并分析了水乳环氧树脂改善凝胶隔段力学性能的机理。研究结果表明:水乳环氧树脂与水硬性凝胶工作液相容性好,对凝胶工作液的流动度和流变参数影响小,水硬性凝胶工作液的稠化时间随着水乳环氧树脂加量的增加而缩短;水乳环氧树脂可以明显提高水硬性凝胶隔段的抗压强度并提高与管壁面的胶结强度,当水乳环氧树脂加量为3%时,120℃养护5 h后,水硬性凝胶隔段抗压强度达到4.61 MPa,与管壁面胶结强度达到1.39 MPa;同时固化隔段自身胶结好,在承压封气装置中突破压力不小于1.02 MPa/m;形成的固化隔段可钻性级值为2级,采用钻头即可快速钻除。水乳环氧树脂与水硬性凝胶工作液结合后的减水作用和固化交联作用,能改善水硬性凝胶固化体的组织结构,减少微观缺陷的产生,同时增强固化体的致密性,阻止了裂缝扩展,改善了凝胶隔段的力学特性。     

钻井液造壁性对固井质量的影响

为更真实地考察水基钻井液与固井质量的关系，建立了评价固井第二界面胶结强度的新方法——人造岩心法。通过测定在聚磺钻井液中浸泡24h形成吸附层的铁棒和高温高压滤失实验后形成滤饼的人造岩心经3种不同方式处理后形成的第一、第二界面胶结强度，得出了造壁性影响固井质量的一般规律。研究表明，对铁棒上的吸附层和人造岩心上的滤饼进行部分清除后，两界面的胶结强度均高于未处理的铁棒和岩心与水泥浆的胶结强度；对铁棒和岩心采用特制的冲洗液进行冲洗后，两界面的胶结强度大为改善，比清除部分吸附层和虚滤饼的铁棒和岩心与水泥浆的胶结强度还高。     

分枝井眼夹壁墙固砂液用固砂剂的研究

在分枝井夹壁墙处注入有机固砂剂可有效解决井下作业及生产过程中,由于夹壁墙处疏松砂岩胶结强度低,迫使夹壁墙井壁坍塌,导致分枝井井眼连接井段失效的问题。室内初步研制了有机固砂剂HFN-FY以提高砂体胶结强度。研究表明,有机固砂剂HFN-FY自身黏度低,并与固化剂HGH-8有良好的配伍性。优选出1.5%HFN-HY+0.75%HGH-8(质量分数)的固化配方,该配方具有良好的胶结固化不同粒径砂的性能,固化后固结体抗压强度高,并且有良好的低温固结性能和抗腐蚀性能;在地层润湿情况下固化后的固结体的抗压强度变化不大,可以满足分枝井夹壁墙固化技术要求。     

基于脂肪族羧酸酯固化的环氧复合材料的制备及其性能

将3,3’-二硫代二丙酸二甲酯（DTDP）结合传统的甲基四氢邻苯二酸酐固化剂对环氧树脂进行固化，制备了环氧树脂复合材料，利用FTIR、TG、DMA、DSC等方法研究了环氧树脂复合材料的固化反应动力学，分析了固化机理，并考察了力学和电学性能。实验结果表明，添加DTDP后，环氧树脂复合材料交联密度提高，故拉伸强度提高，但同时也提升了韧性，其中，EP-DTDP-2的拉伸强度和断裂伸长率分别达到了81.3 MPa和5.7%，比纯环氧树脂分别提升了16.1%和104%。交联密度的提高还使环氧树脂复合材料的击穿强度有所提升，其中，EP-DTDP-3的击穿强度达到最高（37.6 kV/mm），比纯环氧树脂（33.8 kV/mm）提高了11.2%。