纤维素基碳材料应变传感器的制备及性能

柔性应变传感器作为未来可穿戴传感设备和人机交互系统的重要组成部分,其成本控制、简易制备流程以及穿戴舒适性已成为该领域的重要关注点。以生物质α-纤维素(CA)为原料,通过简单的碳化过程将其转化为具有良好导电性的材料CAC。利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)将其封装成柔性应变传感器,探讨分析了该传感器的应变传感行为、可重复性以及穿戴舒适性,并将其应用于人体运动监测。测试结果表明:该传感器具有0.05%~20%的应变传感范围,最高灵敏度可达3.38,在1000次循环后仍具有稳定的信号输出,并且能够监测人体的肢体运动以及细小的生理运动。除此之外,该传感器所表现出的良好透气性对提升可穿戴设备的舒适性具有重要意义。

聚苯乙烯/α-磷酸锆多孔材料制备及油水乳液分离研究

疏水亲油性多孔材料具有处理和净化含油废水的能力。本工作通过高内相乳液模板法制备得到聚苯乙烯基多孔三维材料(P(St-E)/α-ZrP)。通过扫描电子显微镜(SEM)、全自动压汞仪等对材料的微观结构进行表征,并对其油水分离性能进行测试分析。结果表明,层状纳米粒子α-ZrP能够稳定存在于油包水乳液的分散相中,单体聚合完成后α-ZrP均匀镶嵌在多孔材料骨架上构成粗糙界面。α-ZrP用量为单体质量的5%时,制得的多孔材料具有最佳力学性能和疏水性能,该材料对三氯甲烷的吸附倍率高达54.2。P(St-E)/α-ZrP多孔材料在尺寸筛分效应和α-ZrP电负性协同作用下能够高效分离非离子型和阳离子型油水乳液。实验制备的多孔材料有望用于含乳化油污水的净化处理,在含油废水处理中有潜在的发展前景。

川西新场地区中深丛式定向井防卡技术

川西新场构造沙溪庙气藏的主要开发手段是应用丛式定向井组,但在开发中期发生了7次卡钻事故,严重影响了该地区的勘探开发进程。对该地区卡钻井的情况进行了详细调研,确定卡钻的性质是黏附压差卡钻,借助相关数值模拟技术对该地区黏附压差卡钻原因进行了研究,得出卡钻的主要原因是该地区目前施工压差大、钻井液性能不稳定、井眼净化不良、轨迹控制和施工操作不当,提出了合理设计钻井液密度、控制合理井底压差、优选钻井液类型和性能、严格控制钻具在井内的静停时间、钻进和其下钻的过程中监控记录其摩阻与扭矩情况、优化井下钻具组合等现场技术对策。经过现场应用,获得了一套适合当前川西新场地区中深丛式定向井快速、安全钻进的防卡技术,取得了较好的应用效果,加快了新场地区的勘探开发步伐,同时对川西和其他老油气田防止卡钻事故具有借鉴意义。

高温碳酸盐岩储层酸蚀裂缝导流能力研究

酸蚀裂缝导流能力是影响酸压效果的关键参数之一,导流能力的大小及变化趋势又主要受酸岩刻蚀形态的影响。运用酸蚀裂缝导流仪、激光扫描仪,在变参数条件下,对实际岩样进行了酸岩刻蚀及导流能力实验,系统考察了酸压工艺、酸液浓度、裂缝性质、酸液类型对酸岩刻蚀形态及酸蚀裂缝导流能力的影响。结果表明:酸岩刻蚀以沟槽状形态为主;粗糙缝酸蚀导流能力明显高于光滑平板;改变交替级数对酸蚀裂缝导流能力无明显影响,从提高酸压效果、简化工艺的双重角度考虑,二级交替注入效果更佳;酸液浓度越低,刻蚀深度越浅、导流能力越低;闭合压力增加使得裂缝导流能力降低,但闭合酸化可有效提高裂缝导流能力,且呈现出闭合酸化前导流能力越低提升倍数越大。建立了刻蚀形态与酸蚀裂缝导流能力的对应关系,即相同条件下沟槽状(粗糙缝)>桥墩状>沟槽状(光滑平板)>线状>均匀刻蚀形态的导流能力。

复杂碳酸盐岩储层酸压沟通模式识别新方法与应用

酸压是缝洞型碳酸盐岩储层建产的关键技术手段之一,酸压沟通储集模式对酸压效果影响显著。文章基于单井酸压改造效果,对塔里木台盆区近年来160余井次施工曲线进行了分类评价,创建了酸压施工过程压降和停泵压降组合识别碳酸盐岩储层酸压沟通储集模式新方法,形成了能快速识别酸压沟通模式的"双压降法"分析图版。文章运用新方法将塔里木台盆区酸压沟通模式细分为中大型溶洞、小型或充填型溶洞、微裂缝小孔洞发育型以及孔洞型储层。该方法具有较强的实用性和较高的可靠性,能够有效识别酸压沟通模式,为后期措施和注水方案设计提供指导。

缝洞型碳酸盐岩储层酸压产水机理及控水对策

在酸压直接见水井返排特征分析基础上,结合该类井地质油藏特征及酸压裂缝延伸规律,探究了酸压井直接出水机理,包括钻揭深度大酸压直接沟通水体、缝高失控沟通底部水体和人工裂缝与大断裂沟通导致深部水体上窜三个方面。基于酸压出水原因,从工程角度出发,提出了有效控制酸压出水的工艺技术对策,即合理控制完钻深度、限制裂缝垂向延伸、具有控水功能的酸液体系和转向酸压等一系列控水技术措施。研究成果为该类油藏成功有效酸压提供了技术思路。

川西中深定向井下Φ177.8生产套管工艺技术研究

目前,中深定向井中Φ215.9井眼一般下入Φ139.7生产套管完井,但为了后期挖潜作业,中石化西南分公司在川西地区进行了下入Φ177.8生产套管完井的现场试验,最初有3口井套管不能下到位,不得不采用Φ127套管回接。文中针对未下入到位井的详细情况,对Φ215.9井眼下入Φ177.8套管未能下到位的原因进行了详细地研究和分析,找出其主要原因,并结合实际情况,提出了合理安放套管扶正器、降低钻井液滤饼摩阻系数、防止虚滤饼缩径、严格控制井眼轨迹、通井钻具组合模拟套管串结构等工艺技术,并在川西地区几口井上进行现场试验均取得了成功,达到了开发设计的目的和要求,这对于川西地区中深定向井后期作业与挖潜工作以及其提高油气产量具有重要意义。现该项技术现正在川西地区推广应用。

微电解法处理压裂返排液的研究

以川西地区经复合混凝氧化处理后的压裂返排液为水样,进行微电解反应实验。考察填料和水的比例、反应体系的pH值、铁和碳加量比例、体系反应时间、催化剂等因素对化学需氧量去除率的影响,优选工艺条件。实验结果表明,微电解反应最优条件为Fe/C为4︰1,反应体系pH值为2,填料/催化剂(cat)为12︰1,填料/水为1︰2,体系反应时间为3～4h。

缝洞型油藏高压注水离散模型研究

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏主要储渗空间为碳酸盐岩的岩溶缝-洞复合体,孔洞和裂缝分布复杂,非均质性极强,在储集空间上呈不连续、高度离散状分布。离散分布的溶洞储集体使得部分油井在生产和注水过程中表现出多套储集体参与流动的特征。面对此情况,塔河油田采用了高压注水开发方式,通过增大注水压力和注水量开启天然裂缝,以更好地沟通远端储集体,扩大注水替油的波及范围。文中建立了缝洞型碳酸盐岩油藏高压注水离散模型,对高压注水井的注水和生产动态进行拟合,分析高压注水过程中的油水流动规律,获取了部分油藏参数。