煤层气L型水平井电潜螺杆泵井清防砂工艺技术创新及应用

套管完井压裂投产的煤层气L型水平井出砂严重,倒置式电潜螺杆泵举升工艺受压裂砂影响故障频繁,影响了连续稳定排采,因此确定了倒置式电潜螺杆泵排采过程中由于压裂砂导致的故障点,并针对性创新应用了井筒内、导流罩及泵内清砂工艺技术,同时优化防砂管柱设计,确保了连续稳定排采。

大型沉井流塑状粉质黏土地基固结排水分析

为了探究一种加快沉井地基土体固结排水效率的施工方法及其对沉井结构受力安全性影响,基于南京长江河段某过江通道悬索桥锚碇大型沉井基础,开展实测和数值模拟分析,研究换填沙袋处理配合沉井对角浇筑方法在流塑状粉质黏土地基基础施工过程中的影响。结果表明:在沉井井壁和隔墙底部采取换填沙袋处理后,沉井浇筑和接高施工进度可不受粉质黏土排水固结过程控制,而主要取决于沉井结构混凝土强度的增长情况。换填沙袋地基处理可以提升固结排水效率,但容易出现地基不均匀现象,从而产生沉井结构受力安全性问题。

静动力排水固结法处理吹填海相泥沙软基试验研究

为加固吹填海相泥沙形成的软土地基,在汕头市东海岸围海造地的吹填区域内,进行堆载预压的静态排水固结法、强夯施工的动力排水固结法等试验,采用“降水+堆载+强夯”的静动力排水固结法加固吹填海相泥沙形成的软土地基。通过现场测试,研究施工过程中各层地基沉降、水位和孔隙水压力、土体位移变化情况,对处理前后的地基进行土工试验和原位测试研究,并验证该方法对海相泥沙的处理效果。研究表明,静动力排水固结法显著提高吹填软土地基的承载特性,可广泛应用于围海造地软基加固工程中。

不同固结路径下钙质砂固结排水强度性状研究

钙质砂是我国南海岛礁建设的主要吹填材料,岛礁建筑施工中钙质砂地基将受到不同固结路径外荷载作用,开展不同固结路径下钙质砂的固结排水强度特性研究是岛礁地基建设的迫切需求。对取自我国南海某吹填岛礁的钙质砂开展不同固结路径三轴固结排水剪切试验,探究钙质砂的强度参数和颗粒破碎程度随固结路径的演变规律。研究结果表明:钙质砂的应变软化和剪胀特性随平均有效应力的增大、有效主应力比的增大而逐渐减弱;与等向固结工况相比,随着有效主应力比减小至0.45时,钙质砂固结排水峰值强度折减系数介于0.60~0.95之间;在常规应力范围内,当有效主应力比增大,峰值内摩擦角呈减小趋势,介于38°~53°之间。在固结阶段,颗粒破碎程度随偏应力的增大而变大,但在剪切完成后颗粒破碎程度反而最小,剪切阶段的颗粒破碎占主导地位;验证了不同固结路径下峰值内摩擦角与相对破碎率的定量关系式,计算得到的峰值内摩擦角预测值为实测值的0.8~1.2倍。固结应力路径和固结压力不同引起的颗粒破碎程度差异,是导致剪切后钙质砂固结排水强度性质差异的主要原因。

大型储罐场地地基处理及桩基优化

某大型储罐工程项目原始场地为吹填而成,浅层吹填砂严重液化,下层为欠固结淤泥质黏土软弱土层。整个场地需先进行预处理,以降低或消除液化和欠固结土。根据土层特性,本工程场地地基采用排水固结法进行处理,场地先插排水板,综合考虑工期及费用因素,不同区域分别采用强夯、堆载、振冲挤密砂桩等方案。场地预处理有效降低了液化和欠固结土的不利影响,根据场地预处理效果及详勘情况,本工程可采用钻孔灌注桩或预制桩的方案。根据试桩情况对桩型进行了优化,采用管桩大大节省了投资和工期。

基于ABAQUS软件采用砂井处理软土地基应用研究

软土地基处理是工程建设的重中之重,排水固结法是其中较为常见的一种处理方式,结合具体的实际工程案例,基于ABAQUS有限元软件对单个砂井进行沉降固结及孔压分析,分别对原状砂井、等效砂墙法及均质地基法进行数值模拟,以验证ABAQUS数值模拟的适用性及砂井地基模型简化转换的可行性。计算结果表明,三种不同计算模型结果与理论公式计算结果几乎一致,由此验证了ABAQUS有限元计算软件对排水固结地基沉降计算成果可应用于实际工程,并进一步分析该三种模型孔隙水压力随时间变化情况,结果表明相比均质地基模型法而言,等效砂墙法计算结果更接近于实际情况,对其他类似工程具有典型借鉴意义。

苏里格致密砂岩气田开发井距优化

为了提高致密气田储量动用程度和采收率,针对苏里格致密砂岩气田单井控制储量低的特点,对合理的开发井距进行了评价研究。通过地质模型、泄气半径、干扰试井、数值模拟和经济效益等5个方面的评价研究,形成了致密砂岩气田开发井距优化系列评价方法,并应用该方法对苏里格气田进行了井距优化论证,得出了苏里格气田开发最优井距。地质模型评价结果表明,井距小于600 m、排距小于1 000 m较为适宜;泄气半径评价结果表明,井距在400～600 m较为合适;干扰试井评价结果表明,井距大于400 m、排距为600 m较为适宜;数值模拟和经济效益评价结果表明,井距500 m、排距700 m较为适宜。综合分析5个方面的研究结果,认为在目前经济技术条件下,井距500 m、排距700 m为苏里格气田开发的合理井网,该井网可使苏里格气田采收率提高到45%。

化学防砂新工艺的矿场试验研究

针对我国中浅层细粉砂岩油藏开采过程中严重出砂的问题 ,研制出了一种新型改性呋喃树脂固剂及 3种配套防砂工艺 :直接固砂工艺、压裂固砂工艺、多级闭合酸酸化固砂工艺。该新工艺方法成功地应用于青海柴达木盆地东部多层系薄层疏松细粉砂岩气田气井防砂和尕斯油田中浅层细粉砂岩油藏水井防砂。该化学体系费用低 ,与地下流体配伍性好 ,固结后渗透率损害低 ( 1 6%～ 2 8% ) ,固结强度高 ,有效期长 ,使用安全 ,易于注入和施工。 3口气井和 3口水井固砂效果表明 ,该固砂剂及配套防砂工艺 ,非常适合青海油田中浅层细粉砂防砂 ,解决了该油田长期以来未攻克的难题 ,取得了巨大的经济效益。

考虑涂抹作用的未打穿砂井地基固结理论分析

在等应变假设和瞬时加载条件下,研究单面和双面排水情况下未打穿砂井地基的固结问题。通过设置虚拟砂井的方法考虑未打穿土层的径竖向组合渗流;同时,为考虑施工对土体的扰动随离砂井的距离增大而逐渐减小的事实,引入一个函数,将土体水平渗透系数统一表达,并在假设的3种模式下(涂抹区水平渗透系数不变、呈线性变化和呈抛物线变化),得到未打穿砂井地基固结解析解。编制计算程序,详细阐述编程过程中要注意的几个问题,对未打穿砂井地基的固结性状进行分析。结果表明,考虑涂抹区水平渗透系数呈抛物线变化时地基固结最快,呈线性变化时次之,不变时最慢;施工扰动范围、程度越大,固结越慢;砂井打入深度越深,固结越快;砂井渗透系数越大,固结越快。

新型环氧-酚醛树脂体系的固砂原理与技术

为了在低成本下解决低温油井中的化学防砂问题,采用共混的方法制备了一种以环氧树脂和酚醛树脂为主要原料,且无需其他固化剂的新型树脂固砂剂,并在固砂剂的研究基础上初步研制了树脂涂覆砂.通过红外光谱分析,研究了树脂固化的机理.实验结果表明,固砂剂可在50℃的水浴中将砂石固结,固结砂样具有较高的抗压强度和渗透率,而且随着树脂用量的增加,固结砂样的抗压强度可以进一步得到提高.涂覆砂可以在酚醛树脂作为外固化剂的情况下固结,其性能满足使用要求.酚醛树脂中的酚羟基和羟甲基与环氧树脂中的环氧基的反应是固化反应的主要机理.

吹填细砂软弱地基处理试验研究

结合实际工程情况,针对吹填细砂及下卧软黏土地基的工程性质,对强夯-降水联合法和无填料振冲法结合整体塑料排水板加固此类地基的适用性进行了试验研究。在试验的基础上,确定了振冲施工工艺的振冲间距、上拔间距等振冲大面积施工参数,同时分析了强夯过程中下卧黏性土中孔隙水压力的增长消散过程及影响因素,得到了一些有益的结论,对类似工程有一定的借鉴意义。

新近吹填淤泥地基真空固结失效原因分析及对策

新近吹填淤泥地基经无砂垫层真空预压技术加固后,土体强度增长有限,地基有效加固深度小,地基承载力仍然较低。为了深入分析新近吹填淤泥地基真空固结失效原因,首先对不同地区新近吹填淤泥的工程特性进行了系统地研究,然后采用3种典型的竖向排水体进行了室内真空固结单井模型对比试验研究,研究结果表明:①新近吹填淤泥中黏粒含量(d≤0.005 mm)过高、竖向排水体反滤层的等效孔径过小、真空加载速度过快是竖向排水体出现较严重淤堵现象的主要原因;②排水系统内的真空度局部损失较大,竖向排水体弯曲程度大和水平排水垫层中真空度传递阻力大均致使较大的真空度沿程损失;③土体中强亲水矿物含量较高、排水体中出现严重的淤堵现象和过大的真空度损失等共同降低了排水系统的排水效率,削弱了土体中的真空压力作用,最终致使土体的加固效果不理想。最后,有针对性地提出了相应的解决对策。

改性呋喃树脂固砂剂用于热采稠油井防砂

本文报道了改性呋喃树脂固砂剂的组成及各种配方变量、固化温度、热老化、岩芯原始渗透率、介质浸泡、蒸汽冲刷等对固结砂岩芯抗压强度和渗透率的影响。这种固砂剂可用于40-350℃温度，形成的人工井壁抗压5-15MPa，渗透率＞0.3μm2，可阻隔粒径＞0．06mm的砂粒。用这种固砂剂在辽河油田锦7、锦45等区块20口热采稠油井和稀油井进行防砂，效果良好。介绍了施工工艺。

改性氟硅酸——水玻璃固砂胶粘剂的研制

研制了一种改性氟硅酸—水玻璃油井固砂胶粘剂，其胶凝时间可由氟硅酸的加入量来控制。

中低温油水井固砂剂实验研究

研究了树脂型固砂剂在中低温油水井中的固砂效果。评价了固化时间、固化温度、催化剂的类型和用量以及不同粒径石英砂等因素对固砂效果的影响。测定了砂岩岩心注固砂剂前、后渗透率的变化及开始出砂时的临界流量Qc,利用测定结果评价了固砂剂对地层渗透率的伤害程度和固砂强度 ,并进一步筛选出适用于中低温油水井的固砂剂配方。

真空排水预压加固软基中的孔隙水压力消散规律

真空排水预压加固软基是通过孔隙水压力的消散来增强土体的强度。本文通过浃里陈大桥试验段实测资料,分析了在真空排水预压过程中孔隙水压力在淤泥及砂井和塑料排水板中的消散规律。试验结果表明,地基中的孔隙水压力消散值可分为两个部分:一为真空度的直接传递导致的孔隙水压力下降值;二为抽真空引起水位线下降进而引起的孔隙水压力消散值。淤泥地基中孔隙水压力消散主要是由于地下水位线的下降引起的,砂井和塑料排水板中的孔隙水压力消散大部分由真空度直接引起,孔隙水压力的消散程度沿深度方向基本不变。真空排水预压塑料排水板中孔隙水压力影响深度可达塑排板下4～5m。塑料排水的真空排水预压效果优于砂井。

煤层气直井排采捞煤粉一体化技术

在煤层气井开采过程中,目前用的最多的还是抽油机排采系统,在排采泵方面主要采用常规整筒泵,这种泵所存在的主要问题是煤粉卡泵和煤粉卡固定阀、游动阀,导致系统频繁作业,严重影响了煤层气的开采时率。为了有效解决这个问题,研制出一套排采捞煤粉一体化管柱,该管柱采用新型防煤粉泵和挂篮式沉砂管,使煤层气井的排采、捞砂一体化成为可能。新型防煤粉泵采用了高支固定阀和大直径游动阀的长柱塞结构,不仅可以有效防止煤粉卡固定阀、游动阀,还能有效防止煤粉进入泵筒造成卡泵;排采过程中沉积下来的煤粉进入挂篮式沉砂管中,待到检泵时连同沉积在沉砂管中的煤粉一同起出,取消了捞煤粉环节,节约成本。现场应用表明,煤层气直井排采捞煤粉一体化管柱适应现场需求,延长了检泵周期,具有良好的推广前景。

广义连续排水边界在一维固结问题中的应用

在一维固结理论的基础上,提出一个从透水到不透水的双面不对称连续排水边界条件,建立广义固结边界条件,并给出边界下2类主要一维固结理论的解答.对解答进行分析发现:修正后固结方程的边界条件不但能严格满足其初始条件,并且其退化结果表明方程是适定的,所得的解是连续的,具有物理意义.文中边界条件可以更加精确地预测饱和黏性土体的固结速率.

成层竖向排水井地基固结分析

实际工程中竖井地基具有成层性,有时竖井也并未完全打穿软土层。在竖井打设区满足竖井等应变固结理论、下卧层满足一维太沙基固结理论假设的基础上,将现有竖井地基固结理论推广到成层未打穿竖井地基情况。利用边界条件和竖直向连续条件,确定该系统的正交关系,并给出了其固结解答,该解具有广泛的适用性。通过对竖井打设区和下卧层层数的变化,即可获得现有关于简单未打穿竖井地基的固结解答。将该解答编制成应用程序,对一算例进行了分析。结果表明,平均固结度按孔压定义和按变形定义是不相同的,硬表层的存在会加快其下土层的固结。

糠醇-脲-甲醛树脂固砂剂

该固砂剂是为满足胜利胜坨油田高含水、严重出砂油井的防砂而开发的。所研制的糠醇 脲 甲醛树脂活性高 ,水分散性良好。通过组分筛选和配方优化 ,得到固砂液的基本配方为 :5 .0～ 8.0 %树脂 ,2 .5～ 5 .0 %潜在酸固化剂 ,0 .2 %～ 0 .5 %商品偶联剂HK 5 5 0 ,用清水配液。实验固砂液与粒径 0 .4～ 0 .8mm的石英砂在 6 0℃反应 2 4小时形成的固结砂 ,抗压强度大于 5MPa ,渗透率保留率大于 80 % ,适用温度下限 6 0℃ ,上限至少为 90℃ ,在油田污水、煤油、10 %盐酸、10 %硫酸、10 %NaOH碱液中浸泡 90天强度基本不变 ,在 10 %KMnO4溶液中浸泡 10d后解体。石英砂中含有粘土时固结砂抗压强度急剧降低 ,≤ 1%时抗压强度 >5MPa。石英砂粒径减小使固结砂渗透率保留率降低。简介了在胜坨油田 12口严重出砂井和 9口一般出砂井用该固砂液固砂的结果。图 5表 6参 5。