用于稠油热采井的耐温凝胶堵剂研制与评价——以春光油田为例

针对河南春光油田稠油热采水平井水窜严重的问题,通过耐高温凝胶堵剂配方研究及性能评价,配套双封定位封堵工艺,实现了水平井不同水窜位置的有效封堵。所研制的耐高温凝胶堵剂,具有耐温耐盐性能好和封堵强度高的特点,耐盐1.00×10^(5)mg/L,耐温达到350℃,高温60 h后突破真空度仍保持在0.065 MPa以上,现场实施后有效延缓了稠油水平井水窜速度,改善了稠油热采水平井开发效果。

延迟成胶弹性硅酸凝胶堵水剂及其性能研究

针对现有硅酸凝胶堵水剂普遍存在成胶时间短、成胶后脆性大的问题,结合L油田油藏条件,通过考察活化剂类型及用量,弹性改善剂类型及用量,以及水玻璃用量对成胶时间和弹性模量的影响,得出了一种延迟成胶弹性硅酸凝胶堵水剂。其配方为:6%水玻璃+0.85%活化剂三元弱酸一铵GL-1+0.1%弹性改善剂正电胶,该配方在油藏温度65℃下,成胶强度达到E级的时间为72 h,成胶后的弹性模量为589.46 Pa。采用填砂管实验评价了堵水剂的注入性及封堵性,结果表明堵水剂在L油田中具有良好的注入性及封堵性,在渗透率为1168.06×10^(-3)~5061.57×10^(-3)μm^(2)的填砂管中,注入0.8 PV的最高注入压力仅有0.72 MPa,封堵率均>96%。该堵水剂可用于L油田的油井堵水。

油田含聚废液处理及再利用技术研究

近年来虽然对聚合物驱油藏油水井洗井、作业及站内管线清洗产生的含聚废液开展了回收再利用技术研究,但缺乏聚合物胶块废液的有效处理技术。为此,结合注聚区废液的特点,研究相应的处理技术,确定注聚区废液的调剖用配方,并针对不同废液改进调剖注入工艺,形成注聚区废液调剖再利用技术。研究结果表明:研制的橇装式含聚废液地面分离及处理装置能够有效分离废液中的胶块,对其进行粉碎处理后,形成颗粒调剖剂,进而实现单井直接注入;结合含聚废液特点,研发了相应的复配调剖剂配方,形成了调剖剂系列,达到了封堵高渗透油藏堵剂要求;现场实施调剖21口井,累计处理废液51 978 m^(3),油压平均上升了1.5 MPa,累计增油达8 036.2 t。研究结果可为油田清洁环保开发生产提供技术依据。

凝胶推进技术研究进展

凝胶推进技术是指在液体燃料中加入合适的胶凝剂形成三维网络以转变为半固体半液体状态,通过控制推进剂流量实现推力可调的一类推进技术。凝胶推进剂具有比冲大、安全性高和易于储存等优良性能。从凝胶推进剂的胶凝剂种类、流变特性、雾化特性、液滴燃烧特性和应用前景等方面进行了梳理和总结,提出了今后研究的重点并展望了未来发展方向,即制备对外界刺激敏感的凝胶推进剂、改善凝胶推进剂供给环境和雾化模式、建立凝胶推进剂液滴燃烧模型、设计和开发适用于空间任务的凝胶微推进系统等。

高温裂缝性油藏凝胶封堵剂的性能评价

目的针对高温裂缝性油藏钻井过程井漏失严重的问题,利用有机碱式铬交联凝胶封堵剂进行封堵油藏漏失。方法采用黏度测试、高温老化、稠度测试以及模拟堵漏实验等方法,评价了凝胶封堵剂的流变性能、热稳定性、稠化性、岩心封堵后突破压力梯度及封堵性。结果以AM/AANa二元共聚物为凝胶封堵剂基液,有机碱式铬OACrC-1作为交联剂,乳酸为缓凝剂的凝胶封堵剂成胶前的表观黏度较低,稠度小于110 mPa·s,且稠化过渡期较短,表现出直角稠化性,且在120℃下具有良好的热稳定性;凝胶封堵剂注入效果在实验范围内随缝宽的增加变好,岩心突破压力梯度及封堵性表明凝胶封堵剂对缝宽不同的岩心均具有较好的封堵性能,封堵率可达85.9%及以上。结论该凝胶封堵剂在高温裂缝性油藏具有良好的封堵性,耐温能力达到120℃,在钻井过程中封堵漏失层具有重要的应用价值和指导意义。

海上高温高盐油藏深部堵水用高强度凝胶体系的制备及性能

制备了一种由非离子聚合物聚丙烯酰胺(PAM)、酚醛树脂交联剂、促凝剂氯化铵和硫脲组成的凝胶堵剂体系,考察了各组分含量、温度和矿化度等对凝胶体系的成胶情况的影响,评价了凝胶体系在多孔介质中注入、运移和选择性封堵能力。实验结果表明,聚合物凝胶体系最优配方为:0.4%(w)PAM+0.4%(w)交联剂+0.3%(w)促凝剂。聚合物凝胶体系在不同矿化度模拟地层水中老化90 d后,脱水率为5.4%,具有良好的抗盐性和热稳定性。聚合物凝胶体系对高渗岩心封堵率均高于97.0%,具有良好的选择性封堵能力。

导声垫在提高乳腺病变剪切波弹性成像测值稳定性的效果观察

目的 比较导声垫与耦合剂辅助剪切波弹性成像(SWE)测量乳腺良恶性病变弹性测值的差异,探讨导声垫在提高乳腺病变SWE测值稳定性的效果观察。方法 选取经病理确诊的147例乳腺病变患者,均为单发病变,其中良性91例,恶性56例,由同一操作者分别借助耦合剂(耦合剂组)和导声垫(导声垫组)对乳腺病变进行SWE测量,比较两组杨氏模量最大值(Emax)、平均值(Emean)、最小值(Emin)及标准差(Esd)的差异;分析两组操作者内重复性测量的一致性。绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析两组SWE参数鉴别乳腺良恶性病变的诊断效能;分析两种方法获取测值的诊断结果与病理结果的一致性。结果 导声垫组Emax、Emean、Emin、Esd均较耦合剂组减小,差异均有统计学意义(均P<0.001)。导声垫组Emax、Emean、Esd操作者内重复性测量的一致性均非常好(ICC=0.886、0.825、0.774,均P<0.001),Emin操作者内重复性测量的一致性好(ICC=0.613,P<0.001)。耦合剂组Emax、Emean、Emin、Esd操作者内重复性测量的一致性均好(ICC=0.733、0.405、0.578、0.728,均P<0.001)。耦合剂组和导声垫组乳腺恶性病变Emax、Emean、Esd均较良性病变增大,Emin均较良性病变减小,差异均有统计学意义(均P<0.05)。ROC曲线分析显示,耦合剂组中以Emax鉴别乳腺良恶性病变的曲线下面积(AUC)最高(0.774),其对应的灵敏度、特异度分别为82.14%、68.13%;导声垫组中以Emax鉴别乳腺良恶性病变的AUC最高(0.910),其对应的灵敏度、特异度分别为87.50%、86.81%。导声垫组Emax鉴别乳腺良恶性病变的AUC、灵敏度、特异度均较耦合剂组高,差异均有统计学意义(均P<0.05)。导声垫组Emax鉴别乳腺良恶性病变的诊断结果与病理结果的一致性较高(Kappa=0.717,P<0.05);耦合剂组Emax鉴别乳腺良恶性病变的诊断结果与病理结果的一致性一般(Kappa=0.460,P<0.05)。结论 使用导声垫可提高SWE测值的稳定性,在辅助鉴别诊断乳腺良恶性病变方面有一定的临床应用价值。

塔河耐温抗盐凝胶堵剂的制备及性能评价

以两种类型的聚丙烯酰胺(Q-9、Q-7)为主剂,刺槐豆胶作为增强剂,硫脲作为除氧剂,对苯二酚、乌洛托品作为交联剂,制备了一种具有耐温抗盐的凝胶堵剂;以基液黏度、成胶时间、成胶强度和脱水量为依据优选最佳配方,考察了该凝胶堵剂的成胶强度、耐温性能和封堵效果。结果表明,最佳配方1%聚合物Q-9+0.5%聚合物Q-7+0.3%刺槐豆胶+0.25%硫脲+0.6%乌洛托品+0.6%对苯二酚,基液黏度为854.4 mPa·s,在130℃条件下,成胶时间3.4 h,成胶强度34~37 Pa, 30 d内脱水量为0.443 9 mL;注入1 PV凝胶基液时,突破压力达36 MPa,封堵率为99.63%。

新型油井水泥用纳米基促凝早强剂

针对传统油井水泥促凝剂存在的腐蚀套管、增稠及早强作用较弱等问题,根据结构设计,通过溶液法合成了一种新型纳米基促凝早强剂A-1,并对其综合性能及作用机理进行了研究探讨。实验表明,该纳米基促凝早强剂在改善水泥浆流变的同时可显著缩短中低温下水泥浆的稠化时间,明显加快水泥石强度发展,稠化时间之比可达0.33,起强度时间可缩短50%,6 h抗压强度可达净浆的5倍以上,后期强度提高率仍可达29%。此外,该纳米基促凝早强剂还可明显缩短水泥浆静胶凝过渡时间,表现出良好的防窜作用。微观分析表明,该纳米基促凝早强剂可通过成核模板效应改变水泥石微观形貌,加速水泥石水化,使水泥石更加致密,从而改善水泥石力学性能。

聚磷酸铵表面改性及对天然橡胶复合材料性能的影响

先使用碱性硅溶胶在聚磷酸铵(APP)表面形成一层无机自组装微胶囊化APP(SiO2@APP),再使用硅烷偶联剂3-巯丙基三乙氧基硅烷(KH 580)通过溶胶-凝胶法对SiO2@APP表面进行接枝改性制备了接枝改性APP(KH 580-SiO2@APP)阻燃剂,将其应用到天然橡胶(NR)中制备了NR复合材料,研究了APP表面改性对NR复合材料的疏水性、热稳定性、阻燃性能和物理机械性能的影响。结果表明,已成功对APP表面进行改性。相较于APP,经碱性硅溶胶改性后所得SiO2@APP的水接触角增加了205.7%,热稳定性提高了约25.7%;相较于APP/NR复合材料,SiO2@APP/NR复合材料的拉伸强度提高了43.7%,但是其极限氧指数(LOI)有所下降。SiO2@APP经硅烷偶联剂KH 580改性后,所得KH 580-SiO2@APP的水接触角增加了9.1%,热稳定性提高幅度将近11.6%。此外,KH 580-SiO2@APP/NR复合材料的拉伸强度得以提高,达到了16.2 MPa,扯断伸长率上升幅度达到了539%,而LOI略下降至24.3%。

废弃水基钻井液固液分离产水回用技术

以废弃水基钻井液为对象,采用“破胶—压滤—沉淀”工艺进行处理,将处理产水回用于钻井液配制。实验结果表明:适宜的破胶剂为质量分数20%的聚合氯化铝(GW-CFA)溶液,加入量36 mL/L;适宜的离子沉淀剂为三巯基-三嗪三钠盐(TMT-15)(固),加入量7.5 g/L。现场试验结果表明,选用石灰与GW-CFA复合破胶剂(GW-CFA溶液(质量分数20%)加入量15mL/L,石灰加入量5.0g/L)对废弃钻井液进行破胶,压滤产水时间可缩短至10'10'',产水率为61%。废弃水基钻井液经“破胶—压滤—沉淀”工艺处理后,产水回用于钻井液配制是完全可行的,所配制钻井液的各项性能均能满足现场需要。

水玻璃固化冰碛物的强度及固结机理分析

为解决普朗铜矿在开采过程中地表松散冰碛物堆积造成地面塌陷和泥石流的问题,本文采用水玻璃复合酯类固化剂制备固结材料固结冰碛物,对冰碛物固结体的抗压强度进行了研究,并通过XRD、FTIR、DSC-TG和SEM对水玻璃复合酯类固化剂固结材料固结冰碛物的固结机理进行了探究。结果表明,冰碛物固结体28 d抗压强度最高可达2.05 MPa,具有较好的固结性能。酯类固化剂作用下,水玻璃水解产物与酯类固化剂的水解产物反应生成乙酸钠和硅凝胶,硅凝胶起到了填充冰碛物颗粒之间的空隙、胶结冰碛物颗粒的作用。

一种油气田用耐高温凝胶调堵剂制备及性能研究

为解决油气田开发中的油田水淹、低渗透区出油率低等问题,试验以稻壳灰为主要材料,结合表面活性剂,制备一种耐高温凝胶调堵剂,并对其性能和应用效果进行研究。结果表明,当A剂中含有8%稻壳灰粉末和8%表面活性剂,B剂(表面活性剂)浓度为1%时,配制的凝胶调堵剂耐盐性、耐高温性良好,呈碱性。其中,当凝胶调堵剂中的水溶液为10×104 mg/L矿化度盐水时,成胶率达到72%。该凝胶调堵剂在100℃温度下保温100 d时,凝胶黏度达到74.3 MPa·s。另外,该凝胶调堵剂在空气渗透率为1000~8000 mD时,人造岩心的封堵率达到91%以上,封堵性能良好。

聚合物凝胶堵漏材料在石油工程中的应用研究进展

石油勘探和开采过程中出现的井漏问题是影响井下安全和施工周期的主要因素之一。聚合物凝胶堵漏材料较常规堵漏材料相比具有相对突出的优势,阐释了聚合物凝胶堵漏材料的作用机理;综述了近年来聚合物凝胶堵漏材料的研究进展;总结了预交联型、延迟交联型、刺激响应聚合物凝胶堵漏材料的应用和研究现状。最后对聚合物凝胶堵漏材料的未来研究方向进行了展望。

聚合物凝胶堵漏剂配方及其在高原铁路超深水平孔中的应用进展

高原铁路横穿藏东南缘,区域岩性复杂多变,岩体强度以及完整程度差异极大,致使线路勘察异常艰难。在开展的超深水平定向孔钻探勘察中,孔内漏失、掉块严重,严重影响钻探进度。分析认为,漏失通道大,水泥浆、PAM+SZ803高分子堵漏剂等传统堵漏材料径向渗透力弱、凝结性差和提下钻时的抽汲作用等多因素,共同导致掉块卡钻、坍塌埋钻、漏失、钻孔弯曲等井下复杂现象发生。为解决水平孔超深部裂缝性漏失问题,利用聚合物凝胶自由交联作用机理,合成一种新型聚合物凝胶堵漏剂。通过实验测试配方中交联剂、延缓剂(GH-8)、羧甲基纤维素的含量以及温度对成胶黏度、成胶时间影响,当聚乙烯醇3%、硼砂2%,羧甲基纤维素0.3%、GH-80.6%,交联温度30~45℃时,成胶时间74~91 min,成胶黏度247400~254400 mPa·s,符合生产需求。承压封堵模拟实验研究表明,加入3%木屑后承压能力还可提高47%,漏失量减少30%以上。生产试验表明,本凝胶堵漏剂配方可有效解决裂缝性漏失问题,护壁效果明显,具有很好的推广应用前景。

氟改性硅溶胶的制备及性能

[目的]具有特殊润湿性的透明疏水材料在自清洁、金属防腐、微流体运输、防结冰、油水分离等领域具有广阔的应用前景。[方法]以正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱体,十七氟硅烷偶联剂(FAS)和环氧硅烷偶联剂(KH560)为改性剂,采用两步法制备了氟改性硅溶胶,并将其涂覆在载玻片和聚丙烯(PP)纤维织物表面,制成了疏水材料。采用接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电镜对其进行表征,考察了改性剂的用量、水解时乙醇的比例及稀释倍数对材料疏水性能的影响。[结果]在乙醇与水的质量比为3∶2,偶联剂总用量为3%(质量分数),FAS与KH560的质量比为1∶1的条件下制备的硅溶胶稀释10倍后可以在载玻片和织物表面形成致密的涂层,它们对水的接触角分别达到了112°和153°,且具有优异的自清洁性能。[结论]通过溶胶-凝胶法,利用TEOS与FAS共水解的方式,可以获得性能优异的疏水材料。

钻井过程中新型堵漏剂的研制及应用效果评价

针对钻井过程中容易发生的井漏问题,室内通过大量实验研制出四类新型堵漏剂,即无机材料HWD、吸水膨胀型HXD、凝胶型聚合物HND、黏弹性聚合物HTD堵漏剂。通过对四种新型类型的堵漏剂的制备方法、影响因素、作用机理等方面进行深入分析,研究认为HWD是一种微孔堵剂,主要用于封堵渗透性漏失地层;HXD是一种汲水膨胀聚合堵水材料,其堵漏机理遵循“架桥-堵塞-骨架支撑-变形-填充-吸附-协同封堵”的研究思路;HND为胶态聚合物的堵水剂,在成胶后粘度较高,流动性较好,能在地层中形成较强的胶凝;HTD新型粘弹性聚合物堵剂采用交联聚合方法,在地层中形成高强度的高分子胶凝球体,对储层进行封堵,应用效果评价显示4种堵漏剂堵漏效果显著。

气化灰渣凝胶泡沫特性及防灭火性能

为研究气化灰渣凝胶泡沫对煤的阻化作用,从微观角度探讨了凝胶剂对气化灰渣凝胶泡沫稳定性的影响,宏观比较了3种不同类型凝胶泡沫的形貌特征与煤表面覆盖的成膜效果,通过测量材料在不同水灰比下的流变特性,分析气化灰渣颗粒对凝胶泡沫的黏度、剪切应力和屈服应力的影响,最后利用程序升温试验和热重试验研究了气化灰渣凝胶泡沫的防灭火性能。结果表明:适当的凝胶剂浓度有利于维持泡沫稳定存在,当添加胶凝剂浓度为0.6%时,凝胶泡沫的显微形貌和基本参数最佳;气化灰渣凝胶泡沫覆盖在煤表面的成膜效果最好,经过7 d后在煤表面仍可形成完整的保护膜;随着水灰比的降低,凝胶泡沫的剪切应力和黏度逐渐增加,水灰比为2∶1时泡沫更不易流动;经气化灰渣凝胶泡沫处理后煤样的临界温度T1提升至72℃,干裂温度T2提高了30℃,有效抑制煤氧化进程,且100℃时泡沫的阻化率达到了63.6%。这种新型泡沫防灭火技术为煤自燃防治提供了新的可能,为固废资源化利用提供了新思路。

磷酸盐干态覆膜砂结块现象的改善措施研究

结块现象是磷酸盐干态覆膜砂在保存中遇到的问题之一,难以使覆膜砂保持散砂状态,从而严重影响了覆膜砂的流动性,阻碍了无机覆膜砂的应用。通过向干态覆膜砂里加入偶联剂和干燥剂以改善结块问题,结果表明:将偶联剂处理前、后的两种干态覆膜砂以质量比为1∶1混合均匀,再加入占覆膜砂质量分数为1/200的硅胶干燥剂,能有效改善覆膜砂结块问题,结块率下降65%左右,射砂成形所得试样的抗拉强度达到1.5 MPa以上。

粉煤灰制备灭火剂的研究及应用进展

文章介绍了三种粉煤灰制备的灭火剂,其中三相泡沫灭火剂和凝胶灭火剂在煤矿应用广泛,并已有相关政策标准支持;干粉灭火剂可与消防车配套使用,适用于扑灭金属火灾。以上三种灭火剂均有相关应用,为粉煤灰的消纳和新型廉价灭火剂的开发提供了参考。