高温高压多相流体动态腐蚀速率测试装置

针对现有腐蚀试验测试与实际工况不符,腐蚀速率测试结果精度不高的难题,研制了高温高压多相流体动态腐蚀速率测试装置。根据试验测试过程中高温、高压、测试时间长及腐蚀流体逐渐消耗等特征,设计了多相流体动态腐蚀测试系统、安全保护系统、流体注入系统、流体排出系统、数据采集与监测系统,实现了测试过程中腐蚀流体的恒温恒压,有效提高了腐蚀速率的测试精度。试验结果表明,在试验周期3、7和14 d中,动态工况下9Cr钢材的腐蚀速率是其静态工况的1.6~3.2倍,电镜扫描发现,动态工况下钢材表面腐蚀产物更明显,酸洗后表面粗糙度增大。研究结果可为高温高压多相流体腐蚀工况管材优选提供指导。

储气库Y型井口携砂采气临界冲蚀模拟研究

目的研究储气库携砂采气过程中储气库生产通道冲蚀磨损的主要影响因素及规律。方法在辽河油田双6储气库注采井管柱结构和生产工况条件下,开展室内冲蚀模拟实验和生产通道冲蚀数值模拟研究,通过数值分析,明确采气速度、生产压力、出砂速率、出砂粒径对管柱冲蚀速率的影响规律。结合临界冲蚀理论计算结果,设计适用于出砂工况条件下储气库生产通道临界冲蚀系数取值的图版。结果出砂速度、采气速度、生产压力在管柱冲蚀中起着主要作用,实验数据与预测结果的一致性较高,管柱最大冲蚀速率与日产气量的二次幂、井筒内压力的负二次幂、出砂速率的一次幂成正比。此外,管柱变径部位的冲蚀速率随着服役时间的延长呈下降趋势,最终与管壁的冲蚀速率基本保持在相同数量级。根据构建的临界冲蚀系数取值图版,在当前储气库出砂工况条件下,为了保证储气库满足服役年限,将临界冲蚀系数(C)取值为180,进一步考虑到储气库的最大产能情况,推荐C介于175~200之间。结论通过储气库管柱冲蚀的实验模拟和数值模拟研究,建立了储气库注采井管柱的冲蚀速率模型,构建了储气库注采管柱临界冲蚀系数设计图版,有利于工程技术人员准确判断实时生产工况条件下储气库注采管柱的生产工况负荷、服役安全工况条件等,可以提供关键的实时性、安全性基础数据。

储气库井水泥环密封性失效试验研究

循环注采气会对储气库井水泥环产生周期性载荷作用,易导致水泥环密封失效。以H储气库井水泥环密封失效为背景,开展了水泥石循环加卸载及水泥石力学、孔渗测试,获得了水泥石循环加载后的微观结构CT形态,进行了全尺寸水泥环密封失效试验。试验结果表明:经过30轮次循环加载后水泥石力学性能降低、气体渗透能力增加,但依然能有效阻止气体从水泥基质泄漏;循环加卸载会造成水泥石微观结构损伤进而产生累积塑性应变,循环轮次越多累积塑性应变越大;循环加卸载后,水泥石CT扫描形态显示,水泥石中出现微观结构损伤,水泥石微观损伤程度由两端至中心逐步减弱;全尺寸试验证实水泥环一界面脱粘形成微环隙,底部气体沿着微环隙上窜导致上部B环空带压,水泥环本体及二界面在各组测试压力下均未出现破坏,不建议现场在现有基础上继续提高储气压力。研究结果可指导H储气库注采参数优化设计,并为国内外类似储气库运行制度的合理制定提供参考。

储气库用大尺寸可溶封隔器研制及试验

在储气库不压井作业中,常规封隔器存在综合成本高、尺寸受限、溶解效果差等问题。为此,研制出一种适用于外径177.8 mm套管的大尺寸可溶封隔器。根据相关技术要求和生产需求,对该封隔器关键部件进行力学计算校核,对主体结构参数进行优化设计,在模拟地层液、KCl溶液以及柠檬酸溶液中,对配比出的镁铝合金进行室内溶解试验,并对主体结构力学性能进行仿真分析。分析结果表明:该封隔器可满足在3~15 d内储气库封隔要求,并且其溶解速率高效可控;封隔器材料溶解速率约为10~35 mg/(cm^(2)·h),溶解速度较为平稳且可控;加工样机通过室内承压试验,此封隔器可在90℃下承压40 MPa,满足现场作业要求。所得结论可为储气库大尺寸暂堵技术研究及现场作业施工提供技术参考。

聚氨酯硬泡技术在绿色建筑生态节能设计中的应用

全球能源消耗比例中,建筑耗能占总能源消耗的比重较高。近年来建筑外墙保温技术成为建筑耗能节约设计中的主流技术,是我国绿色生态节能设计中的主流形式。传统建筑外墙方法能耗较大且保温性能较差。提出将聚氨酯硬泡技术运用于建筑外墙保温中,硬质聚氨酯泡沫是较优异的阻热保温材料。首先,分析了现有的浇注聚氨酯硬泡保温、喷涂聚氨酯硬泡保温、粘贴聚氨酯硬泡保温等聚氨酯高效保温节能技术。对以上三种方式的系统构成、操作流程及优势分别阐述;其次,通过实验对聚氨酯硬泡技术系统性能参数进行分析,探讨导热系数及粘贴强度对聚氨酯泡沫保温的影响;最后,通过实际监测建筑室内温度,运用聚氨酯硬泡技术后室内温度明显上升。实验证明,聚氨酯硬泡技术应用于建筑节能设计中,不仅降低了能耗,提高了室内温度,而且大大降低了住宅单位面积二氧化碳的排放量,达到了绿色节能设计的目的。

注氮气驱油技术在雷64-28-K22井的应用

雷64区块为巨厚块状稀油油藏,自2008年注水开发至今,地层亏空加大,含水上升速度较快且水窜严重,而通过水井停注或下调配注控制含水上升的效果并不明显。为此,针对水驱效果较差问题,开展了老井再利用注氮气气顶驱试验。研制了1种注氮气完井管柱。该管柱主要使用了Y521封隔器以满足井底注气压力较高的需求。管柱坐封后,在油套环空内灌清水至井口以下100 m左右,起到平衡封隔器下压差作用;此外,严格对老井进行套管试压及固井质量检查,尽可能避免试注过程中的安全隐患。现场应用结果表明,该管柱性能可靠,注氮气试验期间井口始终无刺漏,受效油井单井增油可达9 t/d,初步实现了稳油控水的目的,为后期注氮气驱试验及设计提供了可靠的依据。

新型强注强采完井管柱的研究与试验

地下储气库短期调峰所需注采气量过高,存在冲蚀风险,导致常规气井完井管柱难以满足储气库高气量、强注强采要求,并且注采交变应力周期变化致使多数储气库井套管带压,难以保证储气库长寿命安全注采。为此,设计了新型强注强采完井管柱及配套工具。根据不同缩径尺寸对管柱冲蚀的影响,优化井下安全阀上、下两端冲蚀流动短节内径,应用可移除封隔器配合预应力完井可以减小交变应力对封隔器上、下端卡瓦的影响。利用PIPESIM和WELLCAT等软件模拟注采气、坐封和套管试压等不同工况下封隔器的受力,管柱收缩长度及管柱整体强度,为优化工具尺寸及补偿预应力提供了理论与数据支持。新型强注强采完井管柱已在现场成功试验11井次,作业成功率100%,注气阶段各功能正常,说明注采气完井管柱设计合理,能够满足储气库强注强采及安全控制要求。

地下储气库注采气完井管柱的设计与应用

作为国家发改委投资的第二批次高库容地下储气库,且作为辽东唯一的储气库,双6区块位于辽宁省盘锦市国家级自然保护区的双台子河流域,地层压力目前约为5 MPa,按照地下储气库注采气井设计的基本要求,最大限度考虑了储气库工程强注强采的要求,设计了带循环洗压井、注气、采气、自动安全控制等功能的注采工艺管柱。方案实施后,管柱性能稳定可靠,各种现场试验均达到设计要求,现场施工成功率高达100%。双6储气库注采气完井管柱的设计,具有简单、安全、可靠、实用、长寿命等诸多优点,为国内地下储气库建设积累了宝贵的经验。

潜山注气提高单井产量工艺配套技术研究

针对兴古潜山注气井大斜度、管柱超长等难点,从大斜度水平井配套工艺入手,考虑注气管柱功能并结合系统安全需求进行设计,推荐使用Φ89 mm、P110-13Cr油管,并配备SSV、SCSSV、水平井封隔器等工具,能够应对注气产生的交变应力、冲蚀等影响,具有后期修井施工简便、防止出现井口事故等优点。该技术降低了临近城区高压注气井所存在的安全风险,提高了潜山气驱的生产与作业管理水平,具有广泛的应用前景。

城市道路检查井井周受力分析研究

考虑城市道路车辆行驶特性前提下,对检查井进行力学计算分析.利用有限元软件ABAQUS建立检查井井周路面承受汽车荷载和撞击力的力学计算模型,分析检查井周边路面受力情况.本文选取了井周钢筋混凝土结构和沥青结构中主要受力点进行拉、压应力及剪应力分析,通过改变各点的荷载值大小发现各点的应力变化规律及受力发生破坏的特征,为以后的结构设计及施工提供理论指导.

新型油井水泥低温早强剂QZ—1性能评价

针对北方地区冬季固井地层温度低,水泥石强度发展缓慢的问题,研制一种低温早强剂QZ—1,该早强剂可在低温环境大大加快水泥的水化速度,使水泥石形成较高的早期强度。20℃时,早强剂加量2%,12h抗压强度即可达到3.6MPa,达到二次开钻对水泥石强度(3.5MPa)的要求,大大缩短候凝时间,提高钻井速度,节约钻井成本。

水包油钻井液基本配方优选及抗温性评价

在室内配制了水包油钻井液,基本配方为40%水+60%柴油+0.75%乳化剂+2.0%稳定剂+1.0%消泡剂。分别在100℃、130℃、160℃进行高温老化实验,结果表明配制的水包油钻井液在不同温度老化后流变性变化不大,稳定性很好。

压降试井技术在辽河油田SL储气库中的应用

在储气库运行过程中,由于周期性注采气造成库区内压力频繁变化,导致储层注采能力及物性出现不确定性的变化,为此,持续开展了停注后压降试井工作,监测注采井压力与注采气量,总结库区内地层压力、储层物性参数(井筒储集系数、表皮因数、渗透率等)、储层边界随时间与累积注入量的变化规律,明确了注采井注气波及范围及地层连通情况,为地下储气库安全运行及科学管控提供了可靠依据。从建库初期至目前,压降试井技术现场应用50余井次,保证了注气压力、地层压力满足储气库安全运行设计要求,也为辽河油田其他储气库群监测工作提供了可借鉴的经验。

原油生物破乳剂的研究进展

生物破乳剂是由细菌等微生物产生的一类具有高表面活性的生物分子,具有环境友好、易生物降解等特点,在现场应用上已取得一定成效。对生物破乳剂的研究现状、作用机理、主要生产方法及其在石油领域的应用进展等进行了总结和评述,并探讨了其未来研究方向。

含油土壤中生物破乳菌的分离纯化及筛选

以大庆油田长期受石油污染的土壤为生物破乳菌筛选来源,经菌种的定向培养及分离纯化得到了菌种的单菌落,配置含水40%稳定时间大于100h的W/O型模拟乳状液,对含油土壤培养法培养得到的9种菌进行模拟乳状液破乳实验,筛选得到了破乳率大于85%的两种生物破乳菌。

耐高温油溶性有机树脂YC的室内研究

YC树脂是针对高含水海洋油田研制的一种高效新型选择性堵水剂,对其进行室内实验研究,结果显示:YC树脂的油溶率在95%以上,耐高温,软化点在(135～138)℃之间,堵水率在90%以上,对比实验显示YC树脂比同类产品更具优越性。

高效生物破乳剂PDR—1的室内研究

PDR—1破乳剂是针对高含水油田破乳困难而研制成的一种高效新型生物破乳剂,对其进行室内模拟乳状液破乳实验研究,结果显示PDR—1生物破乳剂耐温达50℃,在pH7时,投加量为0.8mL/10mL的条件下破乳效率高达80%以上。

考虑有效驱动体系的合理井网密度计算方法

低渗透油田存在启动压力梯度,应用常规方法计算采收率误差较大。文章提出了针对低渗透油田考虑有效驱动体系的采收率计算公式,并利用有效驱动系数对该计算公式进行修正,在此基础上给出了合理井网密度的经济评价模型,该计算公式和评价模型更加符合低渗透油田的实际情况。以国内某低渗透油田二类区块为例,应用该模型进行了合理井网密度的经济评价,给出了不同油层厚度和不同原油价格下的合理井网密度,为该油田进行下一步的注水开发加密调整提供技术指导。

氢能地下储存技术进展和挑战

在"双碳"目标下绿色无污染、高能量密度的氢能已成为能源产业未来发展的重要趋势,地下储氢是一项很有前景的大规模氢能储存技术。通过综述地下储氢概念的提出和矿场实践研究现状,深入剖析了盐穴储氢、含水层储氢、枯竭油气藏储氢及废弃矿井储氢的储存模式及特征,从多角度对比分析了各自优缺点。天然气的地下储存可为储氢提供技术经验,但二者又存在明显区别。通过系统研究地下储氢的可行性,详细阐述了地下储氢在盖层密封性、井筒密封完整性及储层化学反应等方面存在的难点和挑战。基于以上研究和分析,指出了地下储氢发展存在的难题,展望了地下储氢的未来发展前景,提出了加强盖层地质力学完整性、井筒完整性研究以及加快储层岩石、流体与氢气的地球化学和微生物反应评估等对策建议,以期为中国氢能地下储存提供参考。

储气库掩埋井口精确磁定位技术

在建设地下储气库时,首先应确保储气库的密封性,要确定废弃掩埋老井的位置并对其进行封堵,常见测量手段存在一定的误差和不确定性。为此提出一种掩埋井口精确磁定位技术,通过主动激发掩埋井口周围的磁场分布特征,结合反向散射信号提取解算,实现精确测量和定位。硬件系统主要由发射器、接收器和计算装置组成,采用信号提取、坐标转换、平面定位、垂向定位等定位算法可以锁定被埋井口位置,同时从算法方面分析了绞车、回路、发射器等可能会对磁定位结果产生的干扰。该技术应用于辽河油田国家级自然保护区的桥下S井定位作业中,共钻进4口浅井,交替测量2次后成功锁定S井井口位置,随后一次开挖成功,与测量坐标的误差小于0.5 m。该技术解决了长期困扰油田的储气库无法顺利建库的难题,为掩埋井口精确定位提供了可靠思路,具有指导意义。