环保型弱凝胶护壁护心钻井液研究与应用

海域浅层气地质调查和盐湖环境科学钻探在松散砂岩钻探取样工程中,存在孔壁易坍塌、成孔率低等技术难题,为此开展了松散砂岩地层环保型弱凝胶护壁护心钻井液技术研究。通过弱凝胶结构研究及成胶剂、交联剂及抗盐降滤失剂等材料优选,研发了一套环保型弱凝胶护壁护心钻井液,评价了钻井液的流变性、滤失性、抑制性、护心性能、环保性能等性能,并在山西某盐湖环境科学钻探工程进行现场应用。室内测试及现场应用结果表明:研制的弱凝胶护壁护心钻井液具有良好的流变性、降滤失性、抑制性(岩屑回收率96.3%)、护壁护心性能及环保性能(BOD5/COD比值24.6%,EC50值47950 mg/L),能有效解决松散砂岩类地层孔壁坍塌、岩屑不易携带等问题,在松散地层钻探工程中具有广阔的应用前景。

高温环保钻井液研究及其干热岩钻探应用

干热岩是内部无流体或存在少量流体且温度高于180℃的异常高温岩体,是极具潜力的新型清洁能源(毛翔等,2019)。随着我国干热岩钻探工程的逐步开展,钻遇地层的超高温度对钻井液的抗高温能力提出了更高的要求。干热岩钻探中所用的水基钻井液在高温下出现黏度显著增大或减小、滤失量大幅增加等钻井液性能恶化的问题,石油钻井常用抗高温三磺钻井液因其含有的磺酸基团具有一定毒性,会对环境及地层造成污染,不适用干热岩钻井(刘畅等,2021)。

聚合物交联凝胶堵漏性能评价方法研究进展

堵漏性能是聚合物交联凝胶的一项重要性能,但目前国内外尚无统一凝胶堵漏评价的方法和仪器。本文综述了现有聚合物交联凝胶堵漏评价方法及凝胶堵漏仪器研究进展,总结了现有凝胶堵漏评价方法,详细分析了模拟孔隙漏失评价法、模拟裂缝漏失评价法和突破压力评价法的堵漏评价原理、优缺点及其应用实例,并且介绍了一些凝胶堵漏性能评价新方法及新仪器,如高温堵漏凝胶性能评价系统、完井套管承压模拟装置及中高压可视型堵漏模拟装置等。对聚合物凝胶堵漏研究具有重要的参考价值。

船用发电机转子冷却风道内部流场的数值模拟

对某型船用发电机转子冷却风道内部的气体流动区域进行了数值分析,通过确定三维流场的求解域,建立了求解域的几何模型和数学模型,给出了求解域内的边界条件,采用有限体积法进行了计算和分析,得出了一些有益的结论.计算结果表明:这些结论为船用发电机转子内部流场与温度场的耦合分析奠定了基础,对电机设计人员优化通风结构提供了理论依据.

刚果钾盐钻探用钙镁基钻井液研究及应用

在钾盐钻探过程中,采用常规水基钻井液普遍存在孔壁溶蚀扩径、岩心采取率低等问题。而采用油基钻井液虽然可以保证取心质量,但是成本高且环保性能差。因此,研究一种能高质量获取钾盐矿心且成本低的水基钻井液是极为必要的。基于前期钾盐钻探水基钻井液研究成果,针对刚果共和国光卤石型钾盐地层特点及绳索取心钻探要求,本文采用浸泡模拟实验和材料配伍性对比实验研究,攻关了抑制氯化钙、氯化镁和氯化钾溶解技术,研发了一套钙镁基钻井液配方,具体为:30%氯化镁+20%~30%氯化钙+1%锁水抑制剂+2%~3%钠膨润土+1.3%~1.6%接枝淀粉GSTP+0.4%~0.7%增黏剂GTQ+0.4%包被剂GBBJ。该钻井液具有良好的流变性、悬浮携带能力以及抑制光卤石和溢晶石溶解的能力。并且在刚果共和国奎卢省钾盐钻探工程成功应用,解决了以往使用常规水基钻井液出现的地层溶蚀和岩心采取质量差等问题,顺利完成钻探工作量3020余米,盐矿心采取率达98%以上,节约钻井液成本80%以上。钙镁基钻井液在光卤石型钾盐绳索取心钻探工程中的首次应用表明其可以完全替代油基钻井液,在钾盐钻探工程中具有广阔的推广应用前景。

船用发电机转子耦合温度场的数值模拟

本文对某型船用发电机转子及流体的耦合温度场进行数值模拟,依据CFD(Computational Fluid Dynamics)和数值传热学的基本原理,并结合该型船用发电机的结构特点,依次分别建立发电机转子耦合温度场的物理模型和数学模型,然后通过给定边界条件,选择RNG k-ε计算模型对该型发电机转子的温度场进行数值模拟。在稳定工况下,得到发电机转子中流体域和固体域的温度场分布,并对该型船用的转子温度场进行分析,得到一些有用的结论,这些结论为发电机的设计与优化提供理论依据。

磷石膏地层用钙基成膜环保冲洗液研究与应用

针对磷石膏地层水平孔钻探工程存在松散磷石膏层孔壁坍塌、磷石膏遇水分散影响取心质量、冲洗液受钙侵导致其性能恶化以及钻孔轨迹控制困难等技术难题,同时满足绳索取心钻进工艺要求,室内针对性地开展了冲洗液技术研究,分析了磷石膏地层水平孔钻进对冲洗液性能的要求,并在室内处理剂优选、配方优化的基础上,研发了钙基成膜环保冲洗液体系,并成功应用于贵州某磷石膏矿尾矿库中的水平孔钻探工程。室内试验及现场应用结果表明,该体系具有良好的抗钙侵能力,滤失量低,流变性能相对稳定;能够在岩心表面形成相对坚固的保护膜,强化磷石膏孔壁,有效预防孔壁坍塌;保护岩心免受冲洗液侵蚀,提高了取心质量。此外,该体系由无毒和易降解的环保材料组成,具有良好的环保性能。

景谷凹陷钾盐调查JG-2井饱和氯化镁盐水钻井液技术

JG-2井位于云南省普洱市景谷傣族彝族自治县凤山镇,构造位置属思茅盆地景谷凹陷,完钻深度1829.44 m。钻遇地层主要为泥岩、砂岩、泥砾岩、石盐岩、钾石盐岩等,泥岩易发生水化膨胀剥落、造成井壁坍塌危害,局部松散砂岩易坍塌掉块,而石盐岩、钾石盐岩易溶蚀形成坍塌超径和盐矿心采取率低等安全和质量隐患。针对JG-2井上述施工难题,进入石膏脉盐岩地层后,采用饱和氯化镁盐水钻井液钻进,圆满地完成了工程钻井与取心任务,解决了钾石盐岩等盐矿心溶蚀、石盐岩粗颗粒不易携带、钻头泥包及松散砂岩坍塌掉块等技术难题,顺利取全盐岩层顶板与底板等岩心,获取了优质的石盐岩、钾石盐岩等盐矿心,全井平均岩(矿)心采取率达97.5%,且未发生溶蚀。本文成功经验可为从事类似钾盐钻探工程提供借鉴和参考。

延迟交联凝胶研制及其在广西某铀矿堵漏应用

针对地质钻探小井眼条件下失返性漏失堵漏技术难题,开展了适用于地质钻探堵漏要求的聚合物交联凝胶研究。采用单因素优选法,优选了交联凝胶体系用各种处理剂,并以环保型植物胶GJ为成胶剂,加入交联控制剂N1及交联剂1号等组分,研制了一种延迟交联凝胶。该凝胶在广西某铀矿勘查ZK6371孔堵漏成功应用,解决了2个孔段失返性漏失问题。研究结果表明,该凝胶具有交联时间可控(交联时间10~75 min)以及较高的凝胶强度(承压≥6 MPa),在解决失返性漏失方面具有广阔的应用前景。

预应力混凝土空心板拼宽后纵向接缝受力研究

大量高速公路需要通过拼宽改造以适应不断增加的交通量。该文以京港澳高速公路上某4×16m预应力混凝土空心板桥的拓宽改造工程为依托,首先通过比较现有空心板桥拼接模式,选择合适的拼接方案,然后利用桥梁分析软件Midas/Civil建立空间梁格模型,讨论不同收缩徐变模式、不同拼接时间、不同新桥沉降量对拼接纵缝的影响,分析结果表明:收缩徐变模式对纵缝应力计算结果影响较大但趋势基本一致,延长新桥空心板的存梁时间可有效降低因收缩徐变产生的应力;桥墩沉降可能导致纵缝开裂,拼宽设计时应适当增大桩长、桩径,以控制新建桥梁的总的沉降量,综合考虑收缩徐变及沉降等的影响对组合作用下接缝的裂缝宽度进行了验算,并对接缝位置配筋进行了设计。

变曲率竖曲线连续钢梁桥顶推施工线形控制研究

为研究变曲率竖曲线连续钢梁桥顶推线形控制,以某6×90m连续钢混组合梁桥顶推施工为工程背景,提出了采用"传递矩阵法"对顶推施工过程中各工况的钢主梁线形进行预测与控制,并对该方法的计算参数选取、线形状态矩阵、误差修正进行了理论推导。在此基础上,将"传递矩阵法"对顶推线形控制的原理,采用C语言编制了算法,并通过工程实例验证了所提控制方法的有效性。结果表明:将"传递矩阵法"应用到变曲率竖曲线连续钢梁桥顶推施工的线形控制中,概念清晰,便于操作。

国内外冲洗液技术研究与应用进展

在调研大量相关文献及报道的基础上,对近年来地质钻探冲洗液技术研究与应用进展进行了分类归纳总结。主要从新型造浆材料与泥浆处理剂、新型冲洗液体系2个方面进行了阐述,其中新型造浆材料与泥浆处理剂涉及造浆材料、强抑制剂、抗高温处理剂、堵漏材料、纳米级处理剂与天然高分子材料改性类处理剂;新型冲洗液体系包括成膜防塌无固相冲洗液、双聚防塌冲洗液及可循环泡沫冲洗液等。

低软化点防塌减阻剂研究及在复杂地层中的应用

为解决现有沥青类防塌剂软化点高及较低温度条件下润滑性差等问题，采用沥青及石油树脂等为主要原料，研制出软化点30℃～60℃可调的防塌减阻剂GFT。室内性能评价表明，GFT具有胶体稳定性好、软化点低、乳液粒径小及润滑能力强等特点，而且与冲洗液配伍性强，不会明显增加冲洗液的粘度，并能有效地降低冲洗液的滤失量。在淡水膨润土基浆中加入1％软化点为46℃的防塌减阻剂，基浆的润滑系数降低率达69％。经在山东及安徽等地多个复杂地层钻孔中现场应用，证明了防塌减阻剂GFT对松散破碎地层、见水易分散地层及硬碎地层具有良好的护壁效果，同时能较好地降低钻具扭矩及摩擦阻力。

合成锂皂石用作超高温水基钻井液增黏剂实验研究

针对现有聚合物增黏剂抗温能力不足的问题,无法满足超高温(耐240℃)水基钻井液使用要求,提出采用合成锂皂石作为水基钻井液超高温增黏剂。采用X射线粉晶衍射及热重分析对合成锂皂石进行了结构表征,对其増黏性能、抗温性及抗盐性能等进行了评价,并分析了合成锂皂石抗高温增黏机理。实验结果发现:合成锂皂石H-6具有优良的増黏性能和热稳定性,抗温能力可达240℃,而且抗高温増黏效果优于现有国内外高温增黏剂产品。在4%钠膨润土基浆中加入1%H-6,240℃高温老化16 h前后浆液的表观黏度均为16.5 mPa·s,而加有1%高温增黏剂HE300的钠土基浆经240℃老化16 h后其表观黏度降低率大于92%。研究结果表明,合成锂皂石与其它处理剂配伍性好,适合用作超高温增黏剂,在超高温水基钻井液中具有广阔的应用前景。

抗高温随钻封堵材料研究进展

钻遇渗透性漏失地层、破碎地层及低承压地层时,通常加入随钻封堵材料以防止钻井液漏失、提高孔壁稳定性和地层承压能力。深井高温地层及高温地热、高温干热岩钻探,遇到上述复杂情况时,需采用抗高温封堵材料。本文介绍了我国近年来抗高温随钻封堵材料研究与应用的进展情况,包括由桥接堵漏材料组成的抗高温随钻堵漏剂、膨胀型聚合物堵漏剂、超低渗透处理剂及弹性石墨等新型抗高温随钻堵漏材料。分析了4种抗高温随钻封堵材料的组分及其堵漏原理,并对抗高温随钻封堵材料的研究方向提出了建议。

合成锂皂石用作钻井液造浆材料实验研究

高温下水基钻井液中膨润土颗粒会发生高温分散或高温聚结作用,从而导致钻井液性能发生剧变,针对这一问题,开展了合成锂皂石用作钻井液造浆材料实验研究。采用X射线粉晶衍射、扫描电镜及红外光谱对合成锂皂石H-6样进行了结构表征,对其分散性、抗盐性及抗温性能等进行了评价,并分析了合成锂皂石抗高温增稠机理。试验结果发现:合成锂皂石H-6样层间存在Na+与Li+两种阳离子,其阳离子交换容量(CEC)为149. 1mmol/100g,而且远高于钠膨润土的CEC值;合成锂皂石极易分散在水中,能明显提高水相的黏度,而且不受水化时间及水化温度影响。例如,当H-6加量从0. 5%增加至4%时,其分散体系的表观黏度从1. 5mPa·s增加至63. 5mPa·s;随着温度增加,合成锂皂石分散体系的表观黏度呈先增加后基本不变趋势,未出现高温明显增稠或高温减稠现象。例如,2%H-6分散体系在180～240℃高温老化后,其表观黏度在22～24mPa·s变化;合成锂皂石H-6样与其它处理剂配伍性好,采用其作为造浆材料配制的超高温水基钻井液具有优良的抗高温稳定性及高温流变性能,无需添加抗高温增黏剂及抗高温稀释剂来调整钻井液的流变性能。研究结果表明,合成锂皂石具有优良的抗高温分散性能,适合用作抗高温造浆材料,用于配制超高温水基钻井液。

高效钻杆润滑脂研制及其在川藏铁路勘察中的应用

针对地质钻探深孔或水平孔失返性漏失时钻具磨损及钻进效率低的问题,以白油、钠基稠化剂与粘结性材料等为原料,采用一步法研制了一种高效钻杆润滑脂,并在川藏铁路昌都段定测勘察水平孔现场应用中取得显著效果,有力支撑服务了川藏铁路大位移水平孔施工。室内评价及现场应用结果表明,该润滑脂具有耐低温(-16℃)、易涂抹、良好的粘附性与润滑性以及高性价比特点,能长时间保护钻具,而且其润滑效果与国外同类产品相当。

快速特征提取与感知哈希结合的图像配准算法

经典的特征点提取算法是从整个图像进行遍历来确定特征点,运算量较大,不能满足实时应用的要求。提出了一种特征点快速稀疏提取算法,该方法首先利用高斯拉普拉斯算子(Laplacian of Gaussian,LoG)提取图像梯度,设定阈值过滤获得图像的边缘稀疏矩阵,然后在稀疏矩阵的基础上利用改进的加速分割测试特征(Features from Accelerated Segment Test,FAST)检测算法,解决了传统匹配算法提取特征点耗时的问题,使图像实时匹配成为可能。为减少误匹配对,利用感知哈希算法对匹配对进行提纯,并根据仿射不变性建立两个约束条件进一步验证单应性矩阵,提高配准精度。实验结果证明,该算法提高了特征点提取的速度以及配准精度。

深部地热抗高温甲酸盐钻井液体系研究

为满足深部高温地热钻探需求,针对钻井液在高温作用下流变性能难以控制及重晶石等惰性材料堵塞地热储层等关键技术难题,开展抗温240℃水基钻井液技术研究。通过优选造浆材料、高温增黏剂及高温降滤失剂等抗高温材料,研发了一套具有良好的高温流变稳定性和储层保护特点的抗高温甲酸盐钻井液体系,对该钻井液体系的流变性能、滤失性能、悬浮稳定性、高温封堵性能及抗岩屑污染性能进行了评价。同时研发了一套抗高温甲酸盐钻井液与抗高温可循环泡沫钻井液之间相互转化的工艺方法,可实现在不同孔隙压力地层钻探施工中不同密度钻井液的相互转化。

时代呼唤乡土人才

近几年来,石阡县委、县政府努力建设一支高素质的人才队伍,开发培养了一大批乡土科技人才,带动引导农民增强丁科技意识,加快了县域经济发展。 加强领导,深化认识,努力培养和开发乡土人才。 一是强化领导干部的科技意识、人才意识,把人才队伍开发建设的成效作为考核各级领导班子和领导干部以及部门工作实绩的一项重要内容。二是树立人才观,抓好人才资源的开发,把所有的科技人才纳入视野。