油气钻井岩屑沉降阻力计算模型

油气钻井过程中,破碎的岩屑在井筒钻井液中存在着自由沉降的现象,为了防止和避免岩屑沉积造成沉砂卡钻等井下安全事故,需要研究岩屑颗粒的沉降规律、预测岩屑沉降的末速度。为此,基于Stokes定律和Newton-Rittinger模型,提出了黏性阻力占比系数与压差阻力占比系数的概念,应用最小二乘法对实验数据回归得到阻力占比系数方程,分别推导出岩屑颗粒在牛顿流体与幂律流体中沉降时非斯托克斯区域的阻力计算模型,并通过该模型依据沉积实验数据对岩屑颗粒的沉降末速度进行计算和分析。研究结果表明:(1)岩屑颗粒在幂律流体中沉降时,所受到的黏性阻力和压差阻力不仅与颗粒雷诺数相关,而且还与流性指数及稠度系数相关;(2)岩屑颗粒在牛顿流体中沉降,当颗粒雷诺数小于2.944 6时黏性阻力大于压差阻力,当颗粒雷诺数大于2.944 6时压差阻力大于黏性阻力;(3)颗粒雷诺数小于1.11时岩屑沉降主要考虑黏性阻力,颗粒雷诺数介于1.11~500时岩屑沉降受到黏性阻力与压差阻力的共同作用,颗粒雷诺数大于500时压差阻力在岩屑沉降中占主导作用。结论认为,借助于该计算模型,当钻井液为牛顿流体时,可以预测颗粒雷诺数介于0~105的岩屑沉降末速度;当钻井液为幂律流体时,可以预测颗粒雷诺数介于0~105、流性指数介于0.062 3~1的岩屑沉降末速度;上述范围能够满足钻井工程中对于岩屑沉降速度进行预测的需求。     

高压膏盐层定向井钻井关键技术

Jeribe—Kirkuk储层为伊拉克哈法亚油田的主力储层之一,上覆厚约500 m、地层压力系数为2.25的Lower Fars膏盐层作为其盖层。因该高压膏盐层的存在,导致第一口Jeribe—Kirkuk定向井多次卡钻2次侧钻,第一口水平井提前下套管完井,Lower Fars高压膏盐层钻井面临极大挑战。为此,通过分析Lower Fars膏盐层的力学特性、孔隙压力、地应力大小以及岩石矿物特征,建立Lower Fars层不同岩性地层井壁稳定和井眼变形规律的数学模型和判定规则,模拟钻井过程中的井眼变形规律,有针对性地研制适用于该膏盐层定向钻井的高密度饱和盐水钻井液体系、优化定向井井眼轨迹与施工方案。研究结果表明:(1)Lower Fars膏盐层最易失稳地层为泥岩层,卡钻的主因是泥岩水化后流变性增大,导致井眼缩径,并拖拽相邻硬石膏和盐岩坍塌,加剧卡钻的风险导致卡钻;(2)Lower Fars层井壁变形失稳随井斜角和井眼钻开时间的增大而增大,随着井眼钻开时间的延长,井壁失稳的风险急剧增加;(3)筛选了适合高密度饱和盐水的聚胺抑制剂BZ-HIB及聚合物稀释剂JNJ,优化钻井液配方,可有效提高钻井液在膏盐层钻进过程中的抑制性及流变性;(4)Jeribe—Kirkuk定向井造斜点由Lower Fars层提升至Upper Fars层,Upper Fars井段造斜、Lower Fars井段稳斜,降低Lower Fars段的井斜角和定向段长度,从而降低卡钻风险。截至目前,22口井的现场应用效果表明,该区?311.2 mm井眼事故复杂得到了有效控制,其中,2016年平均钻井周期为35.8 d,同比缩短52.8%,机械钻速从平均3.3 m/h提高至7.33 m/h,提高122%,技术优化取得了明显的效果。     

山东招远大尹格庄3000 m科学钻探施工技术

山东招远大尹格庄3000 m科学钻探项目是在胶东地区招平断裂带处施工的最深科学钻探项目,设计钻孔深度为3000 m。为达到提高钻探施工效率、降低孔内事故概率的目的,本项目采用高效稳定的XY-9DB型变频钻机、自主研发的高效长寿命金刚石钻头、CHD76系列高强度钻杆及联合研发的LZRT360型钻井液离心机,采用了P/H绳索取心液动冲击钻探技术、绳索取心涂层减阻内管技术等关键技术,进行深孔钻进施工,并针对不同地层进行了冲洗液体系的优选。该项目终孔孔深3120.35 m,终孔孔径78 mm,平均岩心采取率95.6%,平均矿心采取率97.9%。本文对此项目施工过程中钻遇复杂地层的处理方法、解决方案以及设备使用情况进行了总结,为类似深部钻探工程项目提供了参考。     

Analysis of supercritical carbon dioxide extracts from cones and leaves of a Humulus lupulus L cultivar

Extracts obtained by supercritical carbon dioxide extraction of cones and leaves of hop (Humulus lupulus L) at different combinations of temperature and pressure were analysed for their α- and β-acids and volatiles, using HPLC and GC respectively. The yield and composition of the mixtures of bitter compounds from the cones were largely influenced by the temperature and pressure applied during the extraction. Bitter compounds could not be detected in the extracts from the leaves. The most important volatile components identified were β-myrcene, β-caryophyllene and α-humulene. The extraction parameters also influenced the composition of the mixture of volatiles from the cones and leaves, 40°C and 20.0 MPa being optimum for the extraction of both bitter compounds and volatiles, which are thought to be important for the aroma of beer.     

溶胶-凝胶生物玻璃多孔材料显微结构和生物活性的扫描电镜及红外光谱分析

本文利用溶胶．凝胶法制备了CaO-P2O5-SiO，系统生物活性玻璃，并以其为原料制备了用于骨修复及骨组织工程支架的块状生物活性材料。利用体外实验方法(invitro)结合x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)技术对不同烧结工艺制备的材料结构、晶相和生物活性的影响进行了分析研究。研究表明，经800℃和1100℃烧结5min的两种材料均有硅磷酸钙Ca5(PO4)2SjO4微晶相析出。烧结温度越高，析出微晶相的体积比例越大，材料的生物活性则越低。在模拟生理溶液中碳酸羟基磷灰石(HCA)只在烧结体中的玻璃颗粒表面形成，而在其硅磷酸钙Ca5(PO4)2SiO4微晶相表面未发现HCA形成。     

Peptide Programmed Hydrogels as Safe Sanctuary Microenvironments for Cell Transplantation

Cell transplantation is one of the most promising strategies for the minimally invasive treatment of a raft of injuries and diseases. However, a standing challenge to its efficacy is poor cell survival due to a lack of mechanical protection during administration and an unsupportive milieu thereafter. In response, a shear‐injectable nanoscaffold vector is engineered considering the three equal requirements of protection, support, and survival. Here, the programmed peptide assembly of tissue‐specific epitopes presents a safe sanctuary microenvironment for the transplantation of cells. For the first time, a mechanistic understanding of the multifactorial role of the nanoscaffold in promoting cell survival is presented, where initial cell survival is dependent on the fluid mechanic process of droplet formation rather than on shear rate. However, provided is the first report of the most critical component of a transplantation vector, distinguishing feigned biological support from mechanical properties from true ongoing biological support post transplantation. This is achieved via the presentation of amino acid constituents that significantly improve the efficacy of the vector compared to a biocompatible, yet inert analogue. Together, the peptide‐programmed hydrogels enable fundamental rules for the engineering of advanced treatment strategies with wide reaching implications for tissue repair and biofabrication.     

钒对USY型分子筛的影响及氧化镧在钒捕集中的作用

模拟催化裂化高温水热再生环境,采用X射线衍射、N₂物理吸附、高分辨电子透射显微镜与NH₃-程序升温热脱附等方法,研究了重金属元素钒(V)对催化剂活性组分水热超稳Y型分子筛(USY型分子筛)的破坏行为;在此基础上,研究了稀土氧化物氧化镧(La₂O₃)对重金属V的捕集作用。结果表明：当分子筛负载较高质量分数的V时,分子筛的晶体结构遭到严重破坏;与未负载V的催化剂相比,负载质量分数为0.5%的催化剂,转化率降低了16.3个百分点,目标产物(液化气和汽油)收率显著降低,副产物干气、焦炭收率大幅增加;向模型催化剂中添加La₂O₃可以提高催化剂的重金属V捕集能力,在V负载质量分数为0.6%的情况下,含有La₂O₃的模型催化剂的原料油转化率和目标产物收率大幅增加。     

渤海湾盆地沾化凹陷渤南洼陷古近系深层优质储层形成机制

随着勘探程度的提高,渤海湾盆地渤南洼陷油气勘探的主要对象逐渐由中浅层转向中深层。深层勘探的关键问题是优质储层,其发育取决于沉积充填和地层流体的相互作用。古近系沙河街组四段沉积时期,该区发育了咸化环境湖相碎屑岩与膏盐层沉积。利用钻井、实验等基础资料,分析储层沉积环境、地层水特征、岩石学特征及成岩作用类型,探讨深层优质储层发育演化机制。研究结果表明：(1)在分布面积广、沉积厚度大的膏盐层的封闭下,咸化湖泊环境的沙四段碎屑岩,早成岩期经历了碱性成岩环境,形成的碳酸盐胶结物充填原生孔隙,并有效阻滞压实作用的发生;(2)随着烃源岩中的有机质趋于成熟,中成岩期有机酸在异常高压的驱动下向地层中运移,早期碳酸盐胶结物以及长石、岩屑普遍被溶蚀,形成次生孔隙,酸碱交替作用是深层优质储层发育的主要机制;(3)优质储层的发育受到膏盐层分布、烃源岩发育、断裂体系与碎屑沉积体展布的控制,受酸碱流体影响强烈的缓坡扇三角洲和陡坡近岸水下扇中前端砂体,是渤南洼陷沙四段优质储层发育区。     

基于纳米流控技术的页岩储层微观流体特征研究进展

页岩储层的孔隙尺寸主体是纳米级,在纳米尺度下流体的流动机理和相态特征受到尺度效应和壁面效应的显著影响而偏离经典理论描述,致使常规油气藏中的流体特征认知不完全适用于页岩油气藏,从根源上制约着页岩油气的高效开发。因此,明确页岩储层在纳米孔隙尺度下的微观流体特征具有显著的科学意义和工程价值。纳米流控技术具备纳米级孔隙精准制备和原位可视化检测的特点,为页岩油气微观渗流与相态特征的研究提供了全新的实验视角,也为纳米尺度下流体特征的理论研究提供了实验依据。对纳米流控实验技术进行了介绍,并回顾了基于该技术在纳米尺度下油气水的单相及两相流动规律、单组分烃及多组分烃相态特征、扩散与混相过程,以及页岩储层微观物理模型的最新研究进展,重点梳理了页岩储层微观流体特征的纳米流控实验研究方法、实验结果以及与理论研究间的对照情况。同时指出了当前纳米流控技术在研究页岩储层微观流体特征中存在的不足,展望了今后的发展方向。     

GW-1油基钻井液增黏剂的合成和性能

随着页岩气的快速发展,各种页岩层地质复杂情况带来的问题相继暴露出来,油基钻井液逐步成为页岩气地层水平井的首选。但是在一定条件下,油基钻井液也面临流变性不好、黏度低、携带岩屑能力差等问题。针对上述问题,通过缩聚法研制了一种GW-1油基钻井液增黏剂。分别采用红外光谱仪、热重分析仪对GW-1的结构及其热稳定性能进行了分析,同时评价了GW-1在油基钻井液体系中的性能。实验结果显示:GW-1增黏剂热稳定性良好,抗高温;GW-1加入到油基钻井液体系后,增黏效果显著,同时还能提升钻井液的电稳定性,大大降低了油基钻井液的滤失量,是一种很好的油基钻井液增黏剂。