大牛地气田老井水锁伤害及解除技术研究

大牛地气田开发后期部分老井存在井底积液及近井地带水锁伤害,造成单井产量大幅降低,严重影响气田高效开发。通过建立老井储层水锁评价模型,明确了老井在不同条件下水锁伤害程度;同时以低表面张力、中性润湿为目标,优选出高效XH207C型解水剂,其与泡排剂、阻垢剂、缓蚀剂等现用药剂配伍性良好,且使盒1、山2层岩心平均渗透率恢复率达130.5%,具有优异解水锁性能。现场应用表明,3口老井解水锁试验后日均增产4 377 m^(3)、累计增产363 226 m^(3),增产有效期为70~103 d,具有良好的增产效果。因此,该水锁解除技术在大牛地气田开发生产中具有一定应用前景。

基于低场核磁共振技术的致密砂岩气藏防水锁作用机理研究

致密砂岩气藏孔隙度、渗透率较低,微观孔喉尺度细小,在生产及压裂过程中极易产生水锁伤害。为开展致密储层防水锁作用机理研究,将常规岩心自吸实验、防水锁剂抑制水锁伤害实验与低场核磁共振技术(nuclear magnetic resonance,NMR)相结合,从微观角度揭示致密砂岩储层微纳米级孔喉中的防水锁作用机理,为致密砂岩气藏防水锁相关研究提供理论依据。结果表明:加入防水锁添加剂后,流体表面张力下降,接触角增大,自吸速率变慢,渗透率有一定程度恢复;在此基础上,通过核磁共振T 2谱从微观角度评价缓慢自吸阶段液体在不同孔喉尺度范围内的液相水锁滞留现象,其中加入防水锁添加剂后在自吸20 h时在较小孔喉处自吸液相平均占比为38.61%,整体孔喉平均液相占比为35.79%。而在未加入防水锁试剂的样品中在自吸20 h时在较小孔喉处液相占比为67.48%,整体孔喉占比为54.52%;通过防水锁剂抑制水锁伤害实验得出,加入防水锁剂后渗透率恢复程度在15.38%~20.19%,整体液相滞留占比平均下降幅度在10.73%。防水锁剂有效地降低较小孔候处液相滞留占比,降低流体表面张力以及增大岩心疏水性能,揭示了致密砂岩气藏防水锁作用机理,为致密砂岩气藏降低水锁伤害程度、提高返排效率,为实现高效开发提供理论支撑。

Gemini阳离子/含氟阴离子表面活性剂混合体系的界面润湿调控及解水锁机制研究

为有效解决低渗透致密砂岩气藏开采普遍存在的水锁伤害问题,研究了Gemini阳离子表面活性剂双季铵盐BQ-16和含氟阴离子表面活性剂全氟辛基磺酸钾(PPS)在降低表面张力和润湿调控方面的协同作用,并探究了BQ-16/PPS表面活性剂混合体系的润湿调控及解水锁机制。结果表明,当PPS的摩尔分数(α_(PPS))为0.7时,BQ-16/PPS表面活性剂混合体系的表面张力达到最低,低于任一纯组分,此时BQ-16/PPS表面活性剂混合体系接近电中性;BQ-16和PPS在岩心表面润湿调控方面表现出协同效应,当BQ-16/PPS表面活性剂混合体系总浓度为1×10^(-4)mol·L^(-1)、α_(PPS)为0.7时,盐水滴接触角最大,达到84.23°;BQ-16/PPS表面活性剂混合体系(α_(PPS)=0.7)在石英砂表面的吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,低浓度时为单分子层吸附,高浓度时为多分子层吸附;BQ-16/PPS表面活性剂混合体系(α_(PPS)=0.7)可将岩心的液体饱和度降至0.410,并将渗透率恢复值提高至0.78,说明BQ-16/PPS表面活性剂混合体系可有效解决水锁伤害,这主要与混合体系能够显著降低表面张力并通过在岩心表面的吸附改变岩心表面润湿性有关。

闸墙长廊道侧支孔船闸阀门运行方式优化试验研究

船闸阀门开启时间对闸室通航效率、输水廊道压力和闸室停泊条件等产生影响,针对阀门运行方式优化问题,采用物理模型试验对船闸进水口水位、阀门段输水廊道压力特性、闸室和下引航道内船舶系缆力等水力特性进行分析,结果表明:闸室和下引航道内前横、后横和纵向3个方向的船舶系缆力均随阀门开启时间增大而减小,且纵向船舶系缆力大于横向船舶系缆力。随着阀门开启时间增加,充水时阀门段输水廊道压力先减小后增大,泄水时则逐渐增大。综合考虑当阀门开启时间为6 min时船闸整体运行效果较好,该成果可为实际船闸运行提供技术支撑。

水电站进水口闸门未正常闭门分析及处理

针对水电站进水口事故闸门动水落门时未在要求时间内正常闭门的问题,通过对比分析不同工况下落门过程曲线,结合现场观察,推断是在电站出现故障引起闸门动水落门过程中,由于闸门、油缸启闭机振动相对较大,液压启闭机有杆腔高压球阀自由转动而关闭所导致。为此加设了液压启闭机有杆腔高压球阀锁定装置,确保球阀不会自由转动;并建议高压球阀应选择全开位置带有锁定装置的型号;优化油管的空间结构和管道支撑结构布置,减小管道振动;对大尺寸的混流式水轮发电机组应进行过渡过程工况的动水落门试验。

闸墙长廊道侧支孔输水系统出流均匀性分析与布置优化

针对船闸分散式输水系统前后段支孔出流流量及出流时间不同的问题,依托国内某已建船闸,建立数学模型,通过计算数据与实测资料的耦合,验证模型适用性。在模型基础上修改支孔面积,模拟不同支孔面积比下各支孔的出流量,并利用方差和均匀性系数评价不同工况的出流均匀性。结果表明:1)支孔出流量前端支孔出流较早,输水中期和后期的流量较小;末端支孔出流较晚,但由于管道末端的压力较大,输水中期和后期的流量较大。2)支孔出流均匀性随前后支孔面积比的增大呈现先提高后降低的趋势。3)本工程前后支孔面积比情况良好。

低渗储层无泡防水锁剂的合成与性能评价

针对低渗储层开发过程中易受到水锁伤害的问题,以三苯基甲烷三异氰酸酯(TPMTI)、2-氰基-N-(2-羟基乙基)乙酰胺(CEA)和3-羟基丁酸钠(HASS)为反应单体,合成了一种无泡防水锁剂SMLP-1,对其分子结构进行了确证。通过正交实验确定了中间产物最佳合成条件为反应温度70℃、反应时间8 h和二丁基二月桂酸锡(DBTDL)用量为反应单体质量的0.18%,SMLP-1最佳合成条件为反应温度136℃、反应时间8 h和三氟甲磺酸铜(Cu(OTf)_(2))用量为反应单体质量的0.1%。防水锁性能测试结果表明:加入SMLP-1后水溶液的表面张力能够降低至25.0 mN/m以内,可有效减缓水分子以自发渗析的方式进入岩石内部;在160℃时,渗透率恢复率高达83.31%;SMLP-1无起泡效应,对钻井液的流变性和滤失性能影响小。该防水锁剂的防水锁性能优良,抗温能力强,配伍性能佳,可有效降低低渗储层水锁伤害的程度。

适用于低渗透气藏的新型乳液防水锁剂研究

为了有效减轻低渗透气藏开发过程中出现的水锁损害现象,以十二烷基硫酸钠K12、异丁烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要原料,制备了一种适用于低渗透气藏的新型乳液防水锁剂FRT-2,并对其综合性能进行了评价。结果表明,新型乳液防水锁剂FRT-2能够大幅降低水溶液的表面张力值,具有良好的表面活性;FRT-2能有效改善目标低渗透气藏储层段天然岩芯表面的润湿性,使其由亲水性转变为中性润湿;FRT-2对储层段岩屑和岩芯的抑制性能较好;FRT-2还具有优良的防水锁性能,使用质量分数为1%以上的FRT-2溶液驱替岩芯时,岩芯的水锁伤害率可降低至20%以下,水锁伤害程度为弱。研究结果表明,新型乳液防水锁剂FRT-2的综合性能较好,能够应用于低渗透气藏的开发。

珠江口盆地古近系典型低渗透油藏产能测试分析

珠江口盆地古近系低渗透储层具有孔隙度低、孔隙结构复杂、喉道细小等特点,探井钻杆测试(DST)测试产能低。对比分析模块式地层动态测试器(MDT)取样分析结果及关井压力恢复资料,发现储层在测试前浸泡时间长,产生较为严重的水锁效应。剖析低渗透储层产生水锁效应的机理,推导出泥浆滤液侵入储层深度的公式,结果表明泥浆滤液侵入储层深度与浸泡时间呈正相关关系,针对区域深层低渗透油藏因水锁效应而导致的风险,提出措施建议。

船闸单侧闸墙主廊道输水系统岔管水动力特性研究

船闸单侧闸墙主廊道输水系统具有结构简单、开挖量小、工程投资省等优点,在河谷狭窄、边坡陡峭等地形受限地区具有明显的技术优势,但工程应用难点之一在于如何保证廊道内断面流速的均匀性,避免出现严重的偏流、脱流现象。依托嘉陵江草街二线船闸工程,采用通用CFD软件FLUENT,对船闸单侧闸墙主廊道双阀门输水系统布置中的岔管水动力特性进行较为详细的研究,探讨岔管分岔角、墩头曲线形式以及外壁曲线形式对岔管水力特性的影响,提出外壁采用正弦曲线,内壁采用圆弧-直线-圆弧形曲线的单侧输水廊道阀门段岔管布置体形,可为类似工程设计提供参考。

某枢纽船闸输水廊道移动式液压模架施工技术的研究与应用

在某大型枢纽船闸输水廊道施工过程中,提出了一种具有施工速度快,浇筑后的廊道尺寸精准、通用性强、周转次数高、施工成本低、安全系数高等优点的船闸输水廊道移动式模板支架系统,对传统台车结构进行优化,使其更加适宜不同尺寸船闸输水廊道、达到简化施工工序,减少耗材,收缩工期的效果,加快了现场施工速度,确保施工进度满足计划要求,可在类似工程施工中推广应用。

桃源水电站船闸输水门高水头不能开启分析及处理

船闸输水廊道工作闸门是完成闸室充泄水的重要金结设备设施,其在船闸通航过程中对闸室进行充泄水从而满足通航需要,它直接关系到船闸正常运行。以桃源水电站船闸输水廊道工作高水头不能开启问题为研究对象,分析不能开启的原因,提出改进建议和措施。

北支江上游水闸船闸工程质量安全监督探索

基层水利质监机构人员力量不足,将难以承担大中型水利工程高标准、高要求的质量安全监督工作。为解决这一矛盾,分析富阳区北支江上游水闸船闸工程在质量安全监督中存在的问题和改进的方向,通过完善工作机制、提优政府购买服务、充实技术力量、制定质监计划、开展质监活动等多元举措,为基层水利质监机构承担大中型水利工程质量安全监督工作提供了可行案例,也为进一步深化体制改革和简政放权提供借鉴。

Mechanism of gas-water flow at pore-level in aquifer gas storage

By means of the pore-level simulation, the characteristics of gas-water flow and gas-water distribution during the alternative displacement of gas and water were observed directly from etched-glass micromodel. The results show that gas-water distribution styles are divided into continuous phase type and separate phase type. The water lock exists in pore and throat during the process of gas-water displacement, and it reduces the gas flow-rate and has some effects on the recovery efficiency during the operation of gas storage. According to the experimental results of aquifer gas storage in X area, the differences in available extent among reservoirs are significant, and the availability of pore space is 33% 45%.

地震波斜入射时不同水深超高水头船闸地震反应分析

基于黏弹性边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波和P波不同角度入射情况,采用声固耦合法模拟闸室内动水压力,研究超高水头船闸闸室在不同水深下闸顶位移、加速度和塑性损伤等地震反应。研究表明:地震波斜入射时,超高水头船闸的地震反应随水深变化的规律较垂直入射时明显不同,地震反应的程度一般较垂直入射时更大;相同水深条件下,闸顶水平相对位移峰值、水平加速度峰值多数情况下随入射角增大而增大。超高水头船闸闸室结构地震反应结果受水深变幅影响显著。一般闸墙相对高度为0.2附近的区域更易出现严重受拉损伤,相对水深为0.97时,闸墙临水侧达到严重破坏程度的受拉损伤范围最大。对综合考虑斜入射地震波和闸室内不同水深共同作用有一定的影响。

锁扣钢管桩围堰在深水基坑中的设计与应用

某高速公路特大桥2^(#)主墩位于深水中,为进行承台施工,首先进行了围堰方案比选。选择锁扣钢管桩围堰方案后,再对锁扣钢管桩围堰进行专门设计,并建立模型对其进行验算,最终得以成功实施。该桥2^(#)主墩承台实施表明,该方案切实可行,成本节约35.84%,工期节约15.17%。

煤微观结构化学调控及注水驱替瓦斯规律

为揭示煤微观结构变化对瓦斯解吸的影响,以河南省平顶山八矿的煤样为研究对象,选取1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐、十二烷基硫酸钠对煤样进行浸泡处理,结合低温液氮吸附、红外光谱、X射线衍射、吸附常数a测量、接触角测量以及瓦斯驱替和卸压解吸实验进行研究。结果表明:表面活性剂可以显著改变煤的孔隙特征、分子基团以及微晶结构。煤样微孔的比表面积减少、平均孔径增大,孔裂隙网络更加畅通。煤样的化学官能团发生变化,平均链长和脂芳比减少、富氧程度比值增大。芳香环层片层间距和芳香度增加,芳香层片堆砌高度和芳香堆砌层数减小,芳香层结构排列更紊乱疏松,芳香环缩合程度降低,煤分子排列被打乱,有序结构范围减小。这些孔隙特征、分子基团以及微晶结构发生的变化,大幅改善了煤体的润湿性,使得溶液侵入煤样内部的难度减小,有助于强化瓦斯驱替,增强瓦斯抽采效率,同时滞留在煤体孔隙中的溶液增多,所以卸压后,煤样瓦斯解吸和排出受阻,瓦斯解吸速率降低,水锁效应增强。本研究结果为煤层瓦斯资源开采提供理论指导,通过添加表面活性剂等方式人为改变煤的微观结构,进而定向改变瓦斯解吸特性,提高瓦斯抽采效率,同时在煤层开采时,避免大量瓦斯的突然涌出,从而实现煤层气高效、安全抽采。

水锁与水敏的区分认识及综合实验设计

设计用于区分认识储层水敏伤害与水锁伤害的综合性实验,通过岩心矿物分析、微观形貌观察、润湿性测定与孔喉分布特征对储层潜在水敏与水锁程度进行评判;开展水锁伤害与水敏伤害岩心流动实验,评价储层伤害程度。综合分析潜在损害因素与实际实验结果,区分水敏与水锁伤害的实际影响权重。结果表明,岩心矿物组分、微观结构形貌、润湿性与孔喉分布特征分析是准确区分认识水敏与水锁的前提;敏感性实验评价得到的水敏伤害比实际高,储层伤害主控因素是水敏的评判结果往往是片面的,真实主控因素更可能为水锁。该综合实验可为石油工程专业相关课程的实验设置提供借鉴。

致密气藏储层“干化剂”抗盐作用改进与效果评价

目前,储层含水饱和度高是导致致密气藏渗透率低的主要原因,已有研究指出,向致密储层孔隙中注入能与地层水发生化学反应的干化剂可以降低含水饱和度。但通过注入干化剂降低含水饱和度的方式可能会遇到反应所产生的固相盐析物,造成孔隙的堵塞,因此,在前期研究干化剂的基础上降低盐析物的生成,改进干化剂配方尤为重要。研究引用了一种含锂离子的金属碳化络合物LCN作为协同剂,参与复合干化剂配方的干化反应,主要作用于改进干化剂配方的抗盐效果,减少干化反应后的固相盐析物,并通过分析反应中各种化学物质的反应热,结合实验,对比改进后的复合干化剂与原干化剂在反应后的热效应及其干化效果变化。并且通过对盐析物进行XRD的物相分析结果,选择能与金属阳离子络合的EDTA与DTPA作为抗盐辅助剂,分别在常温常压与模拟地层高温高压的实验条件下进行了抗盐效果研究,实验结果表明,通过加入协同剂LCN与抗盐辅助剂使得干化剂体系达到较为理想的抗盐效果,即在耗水最多的同时产生的固相盐析物最少,使得干化剂体系更加完善。

平陆运河青年枢纽坝址选择和平面布置

平陆运河青年枢纽所在工程河段河道弯曲,坝址处桥梁众多,建筑物密集,库区为钦州市饮用水源保护区,船闸运行受咸水上溯影响,坝址选择和平面布置影响因素复杂。从地形地质、通航条件、淹没影响、接岸条件、对周边建筑物的影响和工程投资等方面,对坝址选择和平面布置进行了多方案比选。结合物理模型试验研究,优化上游口门区和连接段航道布置,改善上下游引航道口门区通航水流条件。在保证通过能力不低于上游梯级的条件下,互灌互泄的省水方案可提高最大通航流量,工程投资较低,平面布置方案更优。