纳米SiO_(2)/酚醛树脂复合材料裂纹扩展行为分析及力学性能研究

油气井出砂是疏松砂岩油气藏开采面临的主要矛盾。树脂固结人工井壁防治细粉砂效果优良,可实现复杂井况下的无筛管防砂,是目前油田应用最广泛的化学防砂方法,决定其防砂成败的关键是树脂的固结性能。借助扩展有限元(XFEM)对裂纹经过单个粒子、一对粒子、均匀分布的多个粒子进行数值模拟,研究纳米粒子对裂纹扩展路径和损伤耗散能量的影响,发现纳米SiO_(2)对裂纹影响区间为5个纳米粒子直径,纳米SiO_(2)的最佳质量分数为树脂基体的3%。树脂样条的抗冲击强度和树脂防砂体的抗压强度的测定结果表明,纳米SiO_(2)质量分数为3%时,树脂样条抗冲击强度提高39%左右,树脂防砂体抗压强度提高36%左右,显著改善了酚醛树脂的力学性能。

聚驱油田复合高效解堵体系研究

针对聚驱油田长期注聚后形成聚合物、无机垢、稠油相互包裹的复杂堵塞物,导致地层严重堵塞的问题。以过碳酰胺为聚合物降解剂,乙酸为无机垢溶蚀剂,辛基酚聚氧乙烯醚10(OP-10)为原油清洗剂,辅以稳定剂以及缓蚀剂,形成稳定、高效的复合解堵体系。确定配方为0.6%过碳酰胺+3%乙酸+0.3%OP-10+1%二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMP)+1%HSJ-3,并对体系的解堵性能、稳定性能、耐温性能以及耐矿化度性能进行评价。结果表明:在不同温度条件下,复合解堵体系均能对模拟堵塞物有效降解,80℃下4 h即可达到90%以上降解率,具有优良的解堵性能及耐温性能;80℃下放置1 h,稳定度保持在97%,具有良好的稳定性能;腐蚀速率为0.9871 g·m^(−2)·h^(−1),达到行业一级标准;用15×10^(4)mg/L高矿化度的盐水配制后,解堵效率基本无影响,耐矿化度性能优良。注入复合解堵体系后,岩心渗透率由0.244×10^(−3)μm^(2)提高至6.391×10^(−3)μm^(2),渗透率提高倍数达25.192。复合解堵体系可有效地解决聚驱过程中形成的复杂堵塞物。

径向井辅助前置液酸压裂缝扩展数值模拟

基于扩展有限元及双尺度连续模型理论建立径向井辅助前置液酸压裂缝扩展模型,引入偏离系数作为量化评价指标,分析各因素对裂缝形态的影响,并利用灰色关联分析方法明确主控因素。结果表明:径向井对前置液酸压裂缝扩展具有显著引导作用,裂缝优先沿径向井方向起裂并扩展一定距离,而后逐渐偏向最大水平主应力方向;径向井方位角、水平地应力差和地层弹性模量越小,径向井长度越长,偏离系数越小,径向井引导效果越好,其中水平地应力差为主控因素;当径向井方位角为15°时,前置液酸压裂缝沿着径向井方向扩展14.32 m后偏向最大水平主应力方向,径向井的引导效果最好,偏离系数为0.005。