河3-支平1井TAML5级分支井钻完井技术

为满足分支井眼可以合采也可以分采的要求,验证TAML5级完井分支井技术对胜利油田复杂地质环境的适应性,胜利油田在河3区块部署了1口TAML5级完井分支水平井———河3-支平1井。该井施工工艺复杂,操作难度大,对井径扩大率要求高,对井眼轨迹要求严格,复杂尾管串下入难度大,对井眼连接器总成和上分支井眼回接的密封性能要求高。该井在钻完井过程中综合应用了地质导向钻井、井眼轨道优选、套管开窗侧钻、陀螺定向、防碰绕障、井径扩大率控制与井壁稳定技术,确保了该井的顺利完成,为TAML 5级完井分支井技术的推广应用积累了经验。分析了该井钻完井的主要技术难点,介绍了该井的工程设计、钻完井技术措施,重点介绍了该井的完井过程。

类过氧化物酶Fe-TAML催化H_2O_2脱除烟气中的单质汞

采用有机合成法制备了类过氧化物酶(Fe-TAML)催化剂。利用制备的Fe-TAML催化H_2O_2脱除烟气中的Hg^0,考察了影响Hg^0去除率的多种因素。实验结果表明:在Fe-TAML催化剂用量为0.08 g/L、H_2O_2浓度为0.035mol/L、溶液pH为9、反应温度为40℃、烟气中Hg^0质量浓度为101.00μg/m3的条件下,反应30 min的平均Hg^0去除率可达71.50%。以甲醇作为HO·的淬灭剂开展了淬灭实验,结合产物分析,推测了Hg^0的去除机理。

国内第一口TAML五级双分支井完井技术

针对川西地区气井产层多、压力梯度高、地层致密、岩性变化大等地质特点 ,研究了一套适合于天然气勘探开发需要的分支井完井工艺及其配套工具。采用相贯套技术 ,保证了主、支井眼连接处的力学完整性、机械稳定性 ;主、分支井眼均采用注水泥固井技术 ,在窗口挤入密封液 ,保证了主、支井眼连接处有较为可靠的液压密封性 ;在主井眼完井管柱上预置定向装置 ,保证了各分支井定向的准确性、连续性和简捷性 ;采用自动定位定向工具 ,保证各分支井眼的再进入性 ;应用预开孔套管、空心导斜器实现了主、支井眼的连通性 ;通过双油管和双封隔器的完井管柱实现了主井眼和分支井眼的层间压力分隔和分井压裂、分井采气。上述工艺在新浅 90分支井中应用成功 ,圆满完成了国内第 1口完井等级达到TAML5级标准的分支井。

Fe-TAML/H_2O_2体系催化降解酸性染料的研究

主要研究了大环酰胺铁配合物(Fe-TAML)对酸性染料的降解情况。在最优条件(C染料=30 mg/L,C双氧水=2.5×10-4mol/L,Ccat=2.5×10-7mol/L,p H值11.5,温度25℃,时间30 min)下,经过催化剂的作用,酸性染料脱色率很高,均超过95%,其TOC和COD去除率接近50%。作为对照,对混合染料进行降解研究。结果表明,当多种染料混合在一起进行降解时,不同染料之间并没有产生相互作用,降解效果与单个染料相吻合。测试结果表明,当染料分子上连有较多磺酸基等抑制基团时或染料分子具有大环结构时,COD去除率、TOC去除率都较低。

TAML四级分支井关键工具研制

国内油田目前广泛使用的是外国油田服务公司的分支井工具,租借及使用服务费用非常高,加大了油气田开发的成本。为了提高渤海地区和南海地区老油田油气产量和采收率,降低油田开发成本,在调研了国内外分支井技术后,认为TAML四级分支井技术能够比较好的满足老油田开发的需要,因此,研制了TAML四级分支井工具。通过模拟井试验,验证了TAML四级分支井工具设计是合理的,并发现了一些问题,为以后TAML四级分支井工具的改进及现场试验打下了基础。

Fe-TAML催化H_2O_2降解甲基橙的实验研究

选用三价铁盐与草酸二乙酯、对硝基苯酚、多聚磷酸、四氢呋喃合成铁四胺基大环配位体Fe-TAML。以甲基橙溶液模拟染料废水,考察了各因素对甲基橙降解性能的影响。结果表明,在温度为25℃,pH为9,H_2O_2浓度为0.785 mol/L,催化剂Fe-TAML投加质量浓度为4 mg/L的条件下,甲基橙脱色率可达93.86%。同时机理研究表明,催化反应过程中,产生了羟基自由基和高价铁两种活性氧化物种,二者共同作用于甲基橙的降解。

Fe-TAML/H_2O_2体系在色织针织物洗水中的防沾色应用研究

色织间条针织物在洗水时可能存在沾色问题影响产品质量。研究了催化氧化体系对洗水水浴中染料的氧化脱色作用,考察了金属仿酶催化剂Fe-TAML的用量、H2O2用量以及p H、温度对色织针织物洗水时沾色的影响。试验结果表明,金属仿酶催化剂对改善色织针织物洗水时的沾色有显著作用且对针织物各项物理指标均影响很小。

血链球菌驱动的Fe^(Ⅲ)-TAML/H_(2)O_(2)体系构建及其去除水中4-氯酚

Fe^(Ⅲ)-TAML因能活化H_(2)O_(2)氧化多种有机污染物受到广泛关注,但在投加H_(2)O_(2)的过程中存在过度损耗的问题,并且在H_(2)O_(2)的运输、处理和储存中存在潜在危险.本研究利用血链球菌产生H_(2)O_(2)的特性,通过原位生成H_(2)O_(2)替代预制H_(2)O_(2),构建血链球菌驱动的FeⅢ-TAML/H_(2)O_(2)体系,降解水中4-氯酚,并探究相关影响因素对4-氯酚降解效果的影响.结果表明:在血链球菌驱动的Fe^(Ⅲ)-TAML/H_(2)O_(2)降解体系中,4-氯酚的降解速率常数与温度和细胞密度呈正相关,去除率随着Fe^(Ⅲ)-TAML浓度和pH值的增加先升高后降低.该体系可以实现4-氯酚的高效降解,在环境温度为25℃,pH值为8,Fe^(Ⅲ)-TAML浓度为2μmol/L,血链球菌OD600为0.4的条件下,10 mg/L的4-氯酚在3 h内的去除率可达到96.9%.

TAML国际化之路探索

Theoretical and Applied Mechanics Letters在创刊伊始,就树立了国际一流力学期刊的目标,在明确的方向指引下,采取了编委国际化、稿源国际化和发行国际化等实施过程中的一系列措施。他山之石,可以攻玉,以期对国内相关期刊能有所启发。

环糊精键合Fe-TAML催化剂的制备及其活化H_(2)O_(2)氧化水中有机微污染物

为了提高Fe-TAML催化剂的稳定性和催化活性,通过磺酰氯化反应、金属螯合反应和亲核取代反应等方法将Fe-TAML与环糊精(CD)以共价键形式结合,制备了单-6-氧-CD键合Fe-TAML催化剂(CD-Fe-TAML).开展了CD-Fe-TAML的催化活性、稳定性测试及其活化H_(2)O_(2)氧化降解水中抗生素和农药等34种有机微污染物研究.与Fe-TAML相比,CD-Fe-TAML在pH为7.0条件下活化H_(2)O_(2)生成高价铁的速率提高49倍,对底物的催化降解速率提高25倍,且其自氧化速率降低70%.CD-Fe-TAML在pH为3.0~10.0范围内的稳定性比Fe-TAML的稳定性提高0.7~699倍,其中,在pH为3.0~7.0范围内提高33~699倍.CD-Fe-TAML的分子结构中的磺酸基官能团具有吸电子效应,能增加活性中心中Fe离子的正电荷密度,不仅加快H_(2)O_(2)的过氧键裂解和高价铁物种的生成,提高Fe-TAML的催化活性,还能提高其水解稳定性.同时,分子结构中的CD基团具有“电子穿梭体”效应和包合作用,前者通过加快活性中心Fe-TAML与H_(2)O_(2)之间的电子转移而促进高价铁物种的生成,提高Fe-TAML的催化活性;后者能通过对活性中心Fe-TAML的包合而抑制了其水解和自氧化反应,提高其稳定性.与Fe-TAML/H_(2)O_(2)相比,在pH为5.0~7.0的范围内,CD-Fe-TAML/H_(2)O_(2)对有机微污染物的降解速率提高了0.4~59倍.在pH为8.0条件下,CD-Fe-TAML/H_(2)O_(2)对摩尔体积小于0.20 L·mol^(-1)的啶虫脒和磺胺嘧啶等9种微污染物的降解速率提高0.3~1.1倍,对摩尔体积大于0.20 L·mol^(-1)的微污染物的降解速率没有显著性变化.碘离子的氧化实验结果显示,水中的I^(-)没有被CD-Fe-TAML/H_(2)O_(2)体系氧化为HIO或IO^(-),不会进一步与DOM反应生成碘代消毒副产品(I-DBPs).同时,CD-Fe-TAML/H_(2)O_(2)对地表水水样中微污染物的降解不受DOM和无机盐离子等水体组分的干扰.所构建的CD-Fe-TAML/H_(2)O_(2)体系具有比Fe-TAML/H_(2)O_(2)体系更高的催化降解活性和稳定性,在水体中有机微污染物去除方面具有应用潜力.

国内第一口TAML五级双分支井完井技术

针对川西地区气井产层多、压力梯度高、地层致密、岩性变化大等地质特点，研究了一套适应天然气勘探开发需要的分支井完井工艺及其配套工具。采用相贯套技术，保证了主、支井眼连接处的力学完整性、机械稳定性；主、分支井眼均采用注水泥固井技术，在窗口挤入密封液，保证了主、支井眼连接处有较为可靠的液压密封性。

基于壁钩式悬挂器的五级分支系统设计与试验

四级及以下级别的分支完井系统不具备分支窗口密封能力,分支的窗口处出水或某一个分支出水,将严重影响整个油气井的采收率,并且后期的处理难度大,难以实现油气井经济有效的开发。针对上述问题,研发了基于壁钩式悬挂器的五级分支系统,包括了Y型双管转换器装置、双密封装置及自换向的密封插头等。通过双密封装置与壁钩式悬挂器配合,分别回接于两个分支的完井管柱上,实现窗口处的整体密封。后期通过下入专用的重入工具与Y型双管转换器装置配合,实现分支的重入处理。采用有限元分析软件对核心部件在多种工况下的强度进行了分析,零部件均没有整体失稳的风险。进行双密封装置与壁钩悬挂器的模拟对接测试,验证了设计的合理性,研究成果可为分支井技术应用提供借鉴。

基于膨胀管定位系统的多分支井钻完井技术

基于膨胀管定位系统开发了膨胀管定位多分支井技术:在分支井钻井、完井甚至后续的采油、修井以及油层改造等作业中,各种工具均根据井下膨胀坐挂定位装置进行定位并作业的一种新型多分支井技术,具有工艺简单,完井后通径大和可以在小尺寸井眼内钻多个分支等特点,达到了国际TAML 4级完井水平。该技术通过膨胀坐挂定位装置实现了对斜向器的可靠定位;并可承受极大的钻压和扭矩,完全满足开窗、侧钻、等施工要求.在海上油田3口井中的成功应用证明该技术和装备成熟可靠,整套施工工艺和作业难度低,作业安全可靠性高,各工序施工信号明显,司钻易于操作。初步形成了主套管为177.8 mm(7 in)和244.5 mm(95/8in)两个系列的膨胀管定位多分支井工具和工艺技术。

中国学者与IUTAM和中国申办ICTAM的历程

国际理论与应用力学联合会（International Union of Theoretical and Applied Mechanics，IU—TAMl是国际力学界最具权威的非政府学术组织，是国际科学理事会（International CouncilforSci．ence，ICSU；国科联）的国际科学联合会成员（Scientific Union）．国际理论与应用力学联合会的会员（Adhering Organization）由代表国家级的相关组织或学会组成．经国务院和中国科协批准，1980年中国力学学会正式向IUTAM提出申请，并被IUTAM接纳成为该组织的国家会员．

国内外分支井五级完井技术发展趋势

分支井技术具有显著降低钻井成本、适应稠油及边际油田等特殊油藏开采模式、提高新老油田采收率等优点。分支井五级完井技术采用机械支撑方式,建立主、分支井眼连接通道;实现了液力密封;对于分支井眼,后续还可选择性重入。介绍了多分支井的分类体系。调研了国内外多级完井技术发展现状,介绍了斯伦贝谢RapidX系统、哈里伯顿FlexRite系统、贝克休斯Hook系统等国外石油服务公司的海上油田五级分支井技术,比较了各公司的五级多分支井的关键技术优缺点。对国内五级完井技术发展进行了展望。

分支井钻完井系统综述

介绍了TAML分级体系及其相适应的油气藏类型,并针对三级、四级分支井,介绍了Star BurstTMSystems四级钻完井系统、斯伦贝谢的Rapid Systems三级钻完井系统、斯伦贝谢的Rapid Systems三四级钻完井系统,并对各钻完井系统进行了系统的比较,对各钻完井系统适用的条件及油田生产指导意义进行了分析。

我国陆上首口五级分支井投产

河3-支平1井是国家科技重大专项“低渗油气田高效开发技术”的重点试验井，该井的第一分支完钻井深2489．00m，垂深2116．21m，水平位移472．26m；第二分支完钻井深2400．00m，垂深2067．80m，水平位移476．77m。该井采用了悬挂封隔器，保证了分支井眼连接处机械支撑的完整性、液力密封性能和井眼的选择性再进入性能，完井等级达到了TAML五级。该井现已投产，日产液25t，含水56．8％。

Foreword

The inauguration issue of Theoretical and Applied Mechanics Letter (TAML) finally appears at the beginning of 2011,after more than one year of planning and preparation.This letter-type journal aims at rapid publication of mechanics-related research.Very few mechanics journals publish letter-type articles.TAML is the first mechanics journal to devote completely to letter-type articles such that new ideas,discoveries

机械式大通径尾管封隔器的研制及试验

在TAML5级完井分支井眼下尾管过程中,要求尾管上部封隔器耐高温、通径大,实现20684 kPa压力密封。为满足上述要求,设计研发了一种机械式大通径尾管封隔器。该封隔器胶筒密封部分以45^(#)钢架为主体,外部硫化橡胶,使用时,通过上部管柱施加压力,45^(#)钢架膨胀,完成封隔器坐封。试验结果表明:9-5/8″套管用机械式大通径尾管封隔器内径达173 mm,整机坐封简易,可实现20684 kPa密封,125℃条件下,胶筒可实现29992 kPa密封。该封隔器的研制成功,为TAML5级完井提供了技术支持,具有良好的应用推广前景。