氮气钻井岩爆动力学演化机制的数值模拟及岩爆实录特征分析

为了厘清氮气钻井井底岩爆动力学演化机理,应用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics 4.3,建立井底逐渐接近裂缝的数值模型,基于致密砂岩岩体内部微裂缝起裂时对应的等效塑性应变为判断标准,分别应用CWFS(cohesion weakening and frictional strengthening)-DP(Drucker-Prager)内聚力弱化摩擦力强度准则、DP强度准则及MC(Mohr-Coulomb)强度准则进行平行数值计算,得出了氮气钻井井底岩爆的动态演化过程。结果表明:井底逐渐靠近裂缝过程中致密砂岩基质会产生两种不同的破坏方式,即是沿着潜在剪切面,向井筒剪切滑移破坏及应力集中条件下的微剪切方式的挤压屈服破坏,直至破坏区延伸连通低压井筒,裂缝内的高压气体及岩爆碎屑释放大量能量,产生井底岩爆。研究成果可系统解释X8-2井井底岩爆发生前后随钻监测参数的异常变化,为准确判断氮气钻井井下工况提供了理论支撑,同时为及时采取针对性的对策措施提供了依据。

致密油储层CO_2驱核磁共振实验研究

针对致密油储层动用困难问题本研究以CO_2为注入介质,对致密油注气开发效果进行评价,并借助核磁共振技术,从微观角度阐述了致密油储层注CO_2的驱替特征。实验结果表明,CO_2驱可以有效启动赋存在致密孔隙中的原油,非混相压力下(10 MPa),CO_2突破快,小孔隙中原油未动用,驱替后原油饱和度分布不均匀,驱替效率低;而在混相压力之上(24 MPa),CO_2突破明显变慢,驱替后原油饱和度均匀下降,大小孔隙中的原油均被启动,采出程度较高。此外从采出原油组成可以看出,高压下CO_2抽提作用非常明显,原油组分以C7~C29为主,几乎不合C30+组分,这表明CO_2会导致原油中重质组分在孔隙中沉积。

隔离液合理选材设计以改善与水泥浆相容性实验探索

针对目前普遍存在隔离液产品与水泥浆相容性差的难题,实验从物理化学角度,分析了影响隔离液、钻井液与水泥浆化学接触污染的本质原因。为了抑制这种化学接触污染,研究了隔离液各组分对其与水泥浆相容性的影响,并对影响机理进行了探索,提出了隔离液合理选材设计以改善相容性的一些措施:包括配制隔离液应优选造浆率低的黏土,并在保证浆体悬浮稳定性的同时尽量降低黏土的含量;控制好高聚物增黏剂的加量,复配低分子量增黏剂一起使用;从胶体化学结构上分析,应避免使用抗盐性较好的材料。

石油焦基炭分子筛的制备及表面表征

以大庆石油焦为原料,采用物理化学联合活化法制备炭分子筛,考察了碱炭比、活化温度、活化时间对炭分子筛吸附性能的影响,确定了最佳工艺条件并制得比表面积近3 000 m2／g的炭分子筛。进而通过热处理、表面氧化方法,得到孔径均一(中孔达85％),表面酸度适宜(150-240℃之间为弱酸,240-340 ℃为中强酸,340-450℃为强酸分布)的催化剂载体。与传统氧化铝比较,多孔炭具有酸度分布广泛的特点。

缝洞型储层全直径岩心注气吞吐替油实验研究

缝洞型碳酸盐岩油藏通常以大型溶洞、溶蚀孔洞及裂缝为主要储集空间,注水开发阶段油井见水快且采收率低,采用注气吞吐可以有效提高采收率。取得塔河油田全直径岩心样品进行对半剖分,根据TK404井地质模型刻蚀造洞,并采取现场油气样品进行活油复配。在不同注入气类型、不同吞吐次数、不同降压方式以及不同填充方式等条件下,完成了全直径岩心吞吐替油提高原油采出程度实验研究。结果显示,吞吐时使用N2、CO2均有良好增油效果,减缓吐气降压速度、模拟多孔介质填充可在实验中提高采收程度。

储气库多次气水互驱实验

枯竭油藏和含水构造改建地下储气库是目前新建储气库的重要趋势之一。为了研究地下储气库在建库以及运行过程中的多相渗流特征，采用物理模拟实验的方法分析了枯竭油藏及含水构造改建储气库多次气水互驱多相渗流气液相渗曲线上的变化规律。研究表明：枯竭油藏及含水构造在气水互驱过程中渗流规律与经典教科书中不一样，气相渗透率渗吸过程比排驱过程的低，而水相渗透率则渗吸比排驱过程的高；枯竭油藏由于有油相的影响，含水构造气相渗透率比含油构造高，分析认为含水构造比含油构造更有利于改建储气库。

尕斯油田纳米聚硅增注实验研究

尕斯油田注水开发过程中存在注水井注入压力长期居高、注水量较低等问题,解决的办法是注入纳米聚硅溶液。通过室内岩心流动实验,对聚硅材料增注效果、改善渗透率效果进行了分析评价。结果表明,纳米聚硅增注技术可以降低注水井的注水压力;提高油藏的吸水能力,实现增注;同时驱替实验也表明,选井选层是决定增注效果好坏的关键。

自转向酸体系分流及性能实验研究

开发了BA1-27自转向酸,酸液中的粘弹性的表面活性剂与盐类化合物接触时,能形成非常高的黏度,而与烃类物质接触时会降解黏度变低,易于反排,不仅具有自转向作用,又具有布酸控水的功能。

基于礁灰岩真实岩心薄片模型的微观水驱渗流实验研究

为了更好地了解真实岩心微观渗流过程中的渗流规律和流体分布特征,研制了一套新的微观可视化驱替观测装置。利用真实礁灰岩岩心制作岩心薄片模型,采用可视化岩心夹持器模拟水驱油过程,选取具有代表性的三组模型实验。实验观察发现,基质对岩心水驱的影响很大,不能忽略,同时观察到流体在岩心呈现明显的三维流动状态,这将导致通过面积计算得到的孔隙度、饱和度、采收率等数据存在误差,误差大小与孔隙组成和分布有关。

西达里亚高温高盐油藏表面活性剂驱油实验研究

为改善西达利亚高温高盐油藏开发效果,开展了表面活性剂驱油实验研究,使用阴离子型+阴-非离子型XH+YF-2复配体系,考察了注入速度、注入段塞大小以及注入时机对岩心驱油效果的影响。结果表明,注入速度过低、过高均会使得岩心驱替实验的采收率较低,合理驱替速度应为2 m L/min;当注入量为0. 3 PV(孔隙体积)时,采收率增幅最高;转注复配体系的时机越早,总采收率越高。综合考虑现场应用,在含水率70%情况下注入复配体系较为适宜。

气体–原油分子扩散系数实验研究进展

在注气驱油的过程中,当气体与原油接触时,气体与原油间就会发生传质现象,改变原油流体性质,改善原油流动能力,从而提高采收率。分子扩散系数是一个描述气–油体系传质率的重要参数,目前多以间接方法来测试分子扩散系数。确定扩散系数两个关键问题是:1) 确定合理的实验方法;2) 选择准确的模型来解释实验数据。本文综述了气–油分子扩散系数的实验及模型研究进展,包括确定分子扩散系数的实验方法和分子扩散系数的影响因素。

变黏酸破胶性能的实验评价

变黏酸是近年来用于大井段、多层系、非均质性强储层改造的新型转向酸液体系，酸化施工结束后，为了快速投产以及避免残酸对储层的二次伤害，要求变黏酸必须快速完全破胶。变黏酸残酸的破胶性能，直接关系到酸液的返排以及酸化改造效果。室内破胶实验表明：在高剪切速率下，变黏酸中的破胶剂能与残酸充分接触，使其能快速、完全地破胶；在低剪切或不剪切的条件下，变黏酸很难在短时间内完全破胶，除非大幅度提高破胶剂（互溶剂或原油）的比例，否则很难达到标准规定的破胶要求。

支撑剂异常影响裂缝导流能力的实验研究

阐述石英砂、树脂砂与人造陶粒的物理综合性能评价情况。对石英砂、树脂砂和人造陶粒三种支撑剂在不同闭合压力下的导流能力进行对比,并测试同种支撑剂不同粒度范围的导流能力。与以往实验室测试不同的是在三种支撑剂导流能力下降到一定数值后将闭合压力降低为零,再次测试三种支撑剂经高闭合压力后的导流能力情况,以此判断导流能力受到何种异常影响。

新型砂岩酸化酸液体系酸度特性室内实验评价

用于砂岩油气层的一般酸化施工作业采用的酸液体系多数含有氢氟酸,其有效作用距离短,活性酸达不到储层深部,并且还会形成一系列不溶性沉淀物,对储层造成新的伤害。通过室内实验研究提出一种新的酸液体系——氟钛络合物(FTC)酸液体系。由室内实验的FTC酸液体系酸度曲线及FTC酸度曲线应用于砂岩酸化的可行性分析表明:FTC缓慢释放出氢氟酸,酸度变化较小,降低了酸岩的反应速度,增大了有效作用距离,同时也具有一定的缓蚀性,在酸化中能降低缓蚀剂的用量,较常规土酸更具有砂岩酸化优势。

低渗透储层启动压力梯度实验研究

流体在低渗油藏渗流时,流体内的极性分子与孔隙之间相互作用形成不可动层,从而产生启动压力梯度,因此孔隙结构是产生启动压力梯度的重要原因。粘土矿物对孔隙结构影响较大,不仅可以增大孔隙阻力,降低孔喉比,还会增大孔隙比表面,增加低渗透储层渗流启动压力梯度。因此有必要研究粘土矿物对启动压力梯度的影响。首先对特低渗岩心的孔隙结构进行了研究,分析了宏观条件下特低渗岩心的孔渗关系,微观条件下孔隙内部结构及其对孔隙度和渗透率的影响,并选取几个不同位置的岩心进行粘土矿物含量分析,并选取对应深度岩心,通过冒泡法,研究在束缚水饱和度条件下,不同渗透率岩心的水驱油的启动压力测试。研究了粘土矿物含量对启动压力梯度的影响,研究了渗透率和流度对启动压力梯度的影响,建立了相应的启动压力梯度图版。

斯坦福大学创新创业教育对国内高校的启示

高质量、高水平创新创业人才队伍建设是我国实施创新驱动发展战略、建设创新型国家的根本保障。国内高校创新创业教育起步较晚,仍存在培养模式单一、创业成果转化困难等突出问题。本文通过调研美国斯坦福大学创新创业人才培养的成功经验,并结合西南石油大学目前创新创业人才的培养举措,对石油类院校创新创业人才培养模式进行了探讨,对国内高校创新创业教育改革提供一定的指导与建议。

水平井酸化工艺技术综述

水平井酸化是提高水平井产量的一项重要增产措施。由于水平井段长,钻井液污染的深度和范围较直井更为严重,所以要充分了解水平井的特殊性,考虑到酸化作业是在注入能力相差悬殊的长井段油气井中进行的,酸化作业的关键就是确定酸液的分布,将酸液均匀注入到低渗透带或伤害严重井段。而酸液的均匀分布又取决于对酸液体系和酸化工艺的合理选择。文章简要介绍了水平井的伤害特征和适用于水平井酸化的酸液体系,并针对水平井酸化处理的技术难点,阐述了适用于不同完井方式的水平井酸化工艺技术。

含硫气井新型溶硫剂研究与评价

在溶硫剂二甲基二硫醚(DMDS)中加入催化剂DMA,获得了溶解气井开发中沉积的硫的有效配方。催化剂DMA在DMDS-DMA体系溶硫剂中的加量为20%,压力为0.10 MPa,磁力搅拌速率为420 r/min下,20℃时,硫在DMDS-DMA体系中的溶解度为110.6%,溶硫时间为2.94 min;90℃时,硫在DMDS-DMA体系中的溶解度为610.9%,溶硫时间为0.61 min。电镜扫描表明,DMDS-DMA体系溶硫是通过在硫颗粒外围形成一个包裹层溶解硫。

低界面张力泡沫驱油剂的制备及其性能

采用Ross-Miles法,以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基二甲基甜菜碱和阳离子聚丙烯酰胺为原料得到泡沫体系CX35,再将CX35与表面活性剂复配得到了泡沫驱油剂ZX35。利用泡沫仪、界面张力仪和岩心驱替装置考察了ZX35的性能。实验结果表明,当m（CX35）∶m（石油磺酸盐）∶m（甘油）=1.0∶0.7∶0.3时,ZX35具有良好的起泡性能和低界面张力,起泡高度可达95 mm以上,稳泡能力达到0.946。ZX35具有较好的耐温、耐盐、耐油性能,当溶液矿化度为8×10~4 mg/L时,ZX35的泡沫高度为103.3 mm,稳泡性能仍大于0.950。在15 d内,ZX35具有较强的界面活性。当ZX35含量为0.3%（w）时,驱油效果最突出,比水驱提高采收率17.52百分点。

含硫气井新型高效溶硫剂体系的研制及评价

对溶硫剂二甲基二硫醚(DMDS)、二芳基二硫醚(DADS)进行复配,并加入催化剂PT,得到了去除气井开发中沉积的硫的有效配方。催化剂PT在DMDS-DADS-PT体系中的加量为15%,压力为0.10 MPa,磁力搅拌速率为420 r/min下,25℃时,硫在DMDS-DADS-PT体系中的溶解度为173.6%,溶硫时间为2.52 min;90℃时,硫在DMDS-DADS-PT体系中的溶解度为600.8%,溶硫时间为0.55 min。其性能优于美国SULFA-HITECH溶硫剂和加拿大DMDS-DMF-NaHS溶硫剂。