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季铵盐型表面活性剂在砂岩气藏中的气湿反转规律及标度模型
1
作者 姚同玉 丛苏男 +2 位作者 刘卫东 崔传智 张俨彬 《天然气工业》 北大核心 2025年第3期123-131,共9页
针对气藏开发过程中因钻采流体侵入、凝析液相析出、水相反渗吸等引起的天然气渗流能力降低、发生液锁等现象,国内外学者进行了大量研究,但是仍然存在防液锁化学剂类型单一且成本高、评价方法尚不清晰等问题。为此,利用云母片接触角测... 针对气藏开发过程中因钻采流体侵入、凝析液相析出、水相反渗吸等引起的天然气渗流能力降低、发生液锁等现象,国内外学者进行了大量研究,但是仍然存在防液锁化学剂类型单一且成本高、评价方法尚不清晰等问题。为此,利用云母片接触角测试实验和岩心端面接触角测试实验研究了不同链长季铵盐型阳离子表面活性剂在岩石表面的气湿反转规律,利用渗透系数实验对比了气湿反转前后液相渗透系数,建立了防液锁的标度模型,并将模型计算结果与实验结果进行对比验证。研究结果表明:(1)季铵盐型表面活性剂在云母片和岩心表面具有较强的气湿反转能力,相对于十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)和十四烷基三甲基溴化铵(TTAB),十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)气湿反转能力最强,能将水和十二烷在云母片表面的接触角分别从6.0°、6.6°增至83.1°、62.2°,岩心端面的接触角分别从17.6°、19.2°增至93.1°、84.2°;(2)经季铵盐型表面活性剂润湿反转后,液相在岩心中的渗透系数降低,且CTAB降低幅度最大,水相和油相渗透系数分别降低73.7%和69.4%;(3)构建的防液锁的标度模型计算结果表明,经0.05%CTAB处理后,水相和油相渗透系数分别降低72.3%和67.0%,模型结果与实验结果相对误差小于5%。结论认为,研究认识深化了对气湿反转现象的理解,CTAB可有效抑制气藏液锁,构建的标度模型可以评价气湿反转防液锁效果,能为砂岩气藏防液锁、降积液、延长生产周期提供有力指导。 展开更多
关键词 季铵盐型表面活性剂 气湿反转 接触角 渗透性 气藏液锁
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低腐蚀自生热冻胶压裂液流变性能及反应动力学研究
2
作者 李芋池 罗明良 +3 位作者 战永平 樊乔 吕元佳 赵春光 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第1期117-126,共10页
在稠油储层压裂改造过程中,压裂液进入裂缝后会降低储层温度,导致裂缝周围原油黏度增加,甚至会堵塞地层。针对此问题,以尿素、亚硝酸钠和氯化铵为生热材料,盐酸为催化剂,耐温耐盐共聚物FS-1为增稠剂,有机锆为交联剂,应用溶液共混法制备... 在稠油储层压裂改造过程中,压裂液进入裂缝后会降低储层温度,导致裂缝周围原油黏度增加,甚至会堵塞地层。针对此问题,以尿素、亚硝酸钠和氯化铵为生热材料,盐酸为催化剂,耐温耐盐共聚物FS-1为增稠剂,有机锆为交联剂,应用溶液共混法制备了一种低腐蚀自生热冻胶压裂液,评价了压裂液体系的生热产气性能、流变性和耐腐蚀性等性能,测试了反应产生气体组分,探究了不同因素对生热反应速率的影响规律,明确了其反应动力学参数。结果表明:自生热体系具有良好生热生气性能,当反应物浓度、酸性催化剂浓度和初始温度越大,峰值温度越高,生气量越大,到达峰值温度所需时间越短,但生气量随初始温度的增加而略有减少;体系中NH4Cl可大幅降低盐酸浓度,不仅降低了压裂液对压裂管线设备的腐蚀速率,而且有利于压裂液成胶,反应产生大量CO_(2)和N_(2)气体及热量;冻胶一定程度上弱化了生热剂的生热产气性能,60℃、170 s^(-1)下剪切90 min,黏度保持在50 mPa·s以上;自生热冻胶压裂液反应级数m=2.67,n=1.69,活化能ΔE=49.54 kJ/mol,指前因子A=6.82×10^(2),相比于自生热体系反应速度大幅下降,可通过反应动力学方程预测该体系反应过程参数并进行调控,为自生热压裂液优化设计提供依据。 展开更多
关键词 低腐蚀 自生热 冻胶压裂液 流变特性 反应动力学
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固井水泥浆不同凝固状态时的气体窜流实验 被引量：4
3
作者 韩金良 郭辛阳 +2 位作者 宋雨媛 段进忠 付帅师 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2021年第6期760-764,共5页
针对气体窜流问题,设计和开展了水泥浆不同凝固状态的气体窜流实验,观察了气体窜流现象,测量了气体窜流压力,分析了气体窜流形态及窜流路径,研究了气体窜流规律。研究表明,当水泥浆凝固时间较短(120 min和180 min)时,气体窜流压力较小(... 针对气体窜流问题,设计和开展了水泥浆不同凝固状态的气体窜流实验,观察了气体窜流现象,测量了气体窜流压力,分析了气体窜流形态及窜流路径,研究了气体窜流规律。研究表明,当水泥浆凝固时间较短(120 min和180 min)时,气体窜流压力较小(低于0.05 MPa),气体主要从水泥浆内部缓慢窜出,窜流通道尺寸总体较小但由下而上逐渐变大;当凝固时间增至200 min和220 min后,气体窜流压力增大至0.15 MPa和0.20 MPa,气体主要从内部突然大量猛烈窜出,窜流通道呈"糖葫芦"形和"裂缝"形且尺寸较大;凝固时间增至240 min后,窜流压力进一步增大至0.22 MPa,此时气体不能从水泥浆内部窜流,只能从水泥浆和井壁之间的胶结界面处窜出。建议针对水泥浆的不同凝固状态采用不同的策略来进行防窜设计。 展开更多
关键词 水泥浆 气体窜流 静胶凝强度 凝固状态 窜流规律
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石灰岩酸压裂缝蠕变闭合机理研究 被引量：1
4
作者 齐宁 马腾飞 +2 位作者 章泽辉 刘湘华 刘练 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期73-82,共10页
石灰岩储层渗透率低、非均质性强,油气开发过程中常采用酸压进行储层改造,但酸蚀后岩石力学性质会发生明显改变,在高闭合压力作用下酸蚀裂缝的稳态蠕变速率显著增大,裂缝更容易发生蠕变闭合,致使导流能力下降甚至丧失,揭示酸蚀石灰岩蠕... 石灰岩储层渗透率低、非均质性强,油气开发过程中常采用酸压进行储层改造,但酸蚀后岩石力学性质会发生明显改变,在高闭合压力作用下酸蚀裂缝的稳态蠕变速率显著增大,裂缝更容易发生蠕变闭合,致使导流能力下降甚至丧失,揭示酸蚀石灰岩蠕变机理对于深层油气储层改造与高效开发具有重要意义。为此,在研究酸蚀石灰岩蠕变特征基础上,提出了酸蚀石灰岩的蠕变方案及模型,结合酸蚀石灰岩的三轴蠕变实验,采用ABAQUS有限元分析方法,研究了石灰岩酸蚀后蠕变和酸蚀裂缝壁面微凸体对导流能力的影响。研究结果表明:①石灰岩酸蚀后表现出显著的蠕变特性,低围压时,酸蚀石灰岩峰值强度显著下降,高围压时,酸化对石灰岩峰值强度影响不大;②在初始蠕变阶段与稳态蠕变阶段、稳态蠕变阶段与加速蠕变阶段之间没有明显的界限;③轴向应力是控制酸蚀裂缝闭合的主控因素,酸蚀软化层的存在使石灰岩裂缝的强度显著下降,软化层承担的应力是酸蚀石灰岩内部的4~6倍;④酸蚀石灰岩裂缝的蠕变本构关系满足虎克体与麦克斯韦尔体的并联关系,酸蚀石灰岩裂缝的蠕变表现出滞弹性。结论认为,虎克体与麦克斯韦尔体的并联模型可有效预测酸蚀石灰岩的蠕变特性,提高了深层石灰岩油气藏酸化酸压作业风险防范效率,为深层、超深层石灰岩储层改造与高效开发提供理论指导,建议持续深化对酸蚀后不同岩性岩石力学特性的研究,以推动石灰岩储层改造的技术创新和高质量发展。 展开更多
关键词 石灰岩酸蚀蠕变 裂缝闭合 酸蚀软化层 微凸体 蠕变本构模型 麦克斯韦尔模型 ABAQUS有限元分析
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砂岩气藏水侵残余气赋存特征与形成机制
5
作者 刘静 杜竞 +4 位作者 欧宝明 姜艺民 康瑞鑫 廖丽 吴飞鹏 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期83-93,共11页
挖潜水封残余气是疏松砂岩水侵气藏提高采收率的关键措施之一,但目前对不同水侵能量下水封残余气的形成过程、赋存形态等缺乏系统的认识。为明确常规砂岩水侵气藏不同水侵能量下残余气赋存特征与形成机制,采用玻璃刻蚀模型,借助微观可... 挖潜水封残余气是疏松砂岩水侵气藏提高采收率的关键措施之一,但目前对不同水侵能量下水封残余气的形成过程、赋存形态等缺乏系统的认识。为明确常规砂岩水侵气藏不同水侵能量下残余气赋存特征与形成机制,采用玻璃刻蚀模型,借助微观可视化实验装置和像素提取手段,跟踪刻画了水侵过程中气水两相界面的动态变化过程,揭示了不同类型残余气的封存滞留机制。研究结果表明:①水侵能量强弱是控制残余气赋存形态的关键因素,水侵能量较弱时,水相难以突破气液界面形变阻力,毛细管力占主导,残余气多以“水膜截断分割—水膜剪切拉伸—水膜增厚截断压缩”的动态过程逐步形成,并呈现出水锁和卡断残余气特征;②水侵能量较强时,驱替力占主导,非均质指进现象明显,残余气滞留过程为“水相挤压截断—水膜增厚压缩”两个阶段,以边部条带残余气为主;③整体上,强水侵能量时残余气饱和度要比弱水侵能量低,但驱扫均衡性强水侵能量明显低于弱水侵能量。结论认为,根据两种水驱能量(或水驱速度)研究了水侵区水封气的形成机理,并划分出了5种残余气,可为水侵区水封气挖潜对策制订及水侵气藏提高采收率方案设计提供科学依据。 展开更多
关键词 砂岩气藏 残余气类型 水侵能量 微观可视化 赋存形态 形成机制
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一种抗240℃超高温固井缓凝剂的研发与评价 被引量：12
6
作者 于永金 薛毓铖 +5 位作者 夏修建 王成文 刘慧婷 孟仁洲 陈泽华 刘伯诺 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期107-112,共6页
随着我国油气资源勘探开发不断向深层挺进,深井、超深井面临着越来越高的温度、压力挑战。为了满足深层、超深层油气开发的需要,针对现有固井缓凝剂抗高温能力差(低于220℃)无法满足大于240℃超高温固井需求的技术难题,根据油井水泥水... 随着我国油气资源勘探开发不断向深层挺进,深井、超深井面临着越来越高的温度、压力挑战。为了满足深层、超深层油气开发的需要,针对现有固井缓凝剂抗高温能力差(低于220℃)无法满足大于240℃超高温固井需求的技术难题,根据油井水泥水化产物吸附特点,通过优化分子结构设计,引入强吸附阳离子单体(CP-22)、不饱和羧酸等耐高温单体,制备出了一种新型四元超高温两性离子缓凝剂(HTRP),并通过红外光谱、高温高压稠化等方法对缓凝剂HTRP的分子结构和耐超高温性能进行了研究。研究结果表明:(1) HTRP耐超高温性能优异,在240℃超高温循环温度下水泥浆稠化时间达401 min,可有效延长油井水泥在超高温下的稠化时间;(2)在150~240℃对油井水泥浆调凝性能优异,对温度、加量不敏感,稠化时间线性可调,有利于深井、超深井水泥浆的安全泵送;(3)与其他固井水泥外加剂、不同地区产油井G级水泥配伍性好,对水泥石力学性能影响小,顶部强度发展迅速,可满足超高温井固井施工需求。结论认为,该缓凝剂有效地解决了超深井超高温缓凝剂的高温失效难题,为超高温聚合物类缓凝剂的分子结构设计及耐超高温性能提升提供了新思路,可为我国深层、超深层高温高压油气藏的勘探开发提供技术支持,具备良好的应用前景。 展开更多
关键词 超深层 超高温 缓凝剂 固井 水泥浆 稠化时间 油井水泥 性能评价
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可固化树脂基固井材料及其固化剂的优选 被引量：8
7
作者 曹成章 步玉环 +1 位作者 田磊聚 韩来聚 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2020年第4期498-506,共9页
水泥基固井材料存在脆性大、抗腐蚀性差等缺点,在油气井长期生产过程中易发生脆性破坏导致环空带压、层间窜流等问题。可固化树脂基固井材料具有强度高、弹性模量低、弹塑性强等优点,具有作为固井材料的潜力。通过对几种主要可固化树脂... 水泥基固井材料存在脆性大、抗腐蚀性差等缺点,在油气井长期生产过程中易发生脆性破坏导致环空带压、层间窜流等问题。可固化树脂基固井材料具有强度高、弹性模量低、弹塑性强等优点,具有作为固井材料的潜力。通过对几种主要可固化树脂基材料进行分析,在对适合固井需求的环氧树脂优选和固化剂初选的基础上,提出了一种使用黏度-时间曲线代替水泥浆研究中常用的稠化曲线来评价树脂基固井液稠化过程的方法,通过实验进行了树脂固化液体系的优选。结果表明,HSPT固化剂可操作时间较长,反应产物抗压强度超过70 MPa,弹性模量低于3 GPa,气测渗透率低,适合50~90℃下的油气井固井;聚醚胺固化剂的固化产物抗压强度超过75 MPa,弹性模量小于2 GPa,适合30~50℃下的油气井固井。 展开更多
关键词 环空带压 环氧树脂 固化剂 抗压强度 弹性模量
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DLH油田低渗砂岩孔隙分形定量表征方法研究 被引量：3
8
作者 孙强 孙志刚 张超 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期105-116,共12页
针对常规表征方法难以精确表征低渗砂岩储层孔隙空间分布复杂性和不规则性的问题,提出了适用于低渗砂岩储层的分形维数计算方法,实现了低渗砂岩储层孔隙特征的定量表征。基于不同分形维数计算方法差异性的分析,优选采用MIFA方法求解低... 针对常规表征方法难以精确表征低渗砂岩储层孔隙空间分布复杂性和不规则性的问题,提出了适用于低渗砂岩储层的分形维数计算方法,实现了低渗砂岩储层孔隙特征的定量表征。基于不同分形维数计算方法差异性的分析,优选采用MIFA方法求解低渗砂岩储层的分形维数(在2.042~2.324),相关性最佳;确定了排驱压力、平均孔喉半径、变异系数以及均值系数作为储层孔喉分布复杂程度和非均质程度的综合表征参数;基于恒速压汞分形维数的求解,发现低渗砂岩储层非均质程度呈中小孔喉大于微小孔喉,喉道分布大于孔隙分布的特点;低渗砂岩储层的分形维数与启动压力梯度和应力敏感性损害率的实验结果均存在一定的相互关系,分形维数越大,孔喉分布的非均质性越强,启动压力梯度越大且应力敏感性的损害程度也将加剧。低渗砂岩储层分形维数的计算可用于室内实验结果的定性预测和判断,也可作为油藏工程中应用相渗曲线时的重要判别标准。 展开更多
关键词 低渗砂岩 微观孔隙结构 分形维数 MIFA方法 高压压汞 恒速压汞
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适用于深水水基钻井液的温敏聚合物流型调节剂 被引量：11
9
作者 吕开河 王中义 +4 位作者 黄贤斌 王金堂 杨峥 王韧 邵子桦 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2021年第1期14-20,共7页
针对深水水基钻井液低温流变调控的要求,利用温敏聚合物在对温度响应的过程中有显著的流体力学体积和分子构象变化的性质,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酰胺(AM)为单体,合成了一种流型调节剂PNAAM。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了... 针对深水水基钻井液低温流变调控的要求,利用温敏聚合物在对温度响应的过程中有显著的流体力学体积和分子构象变化的性质,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酰胺(AM)为单体,合成了一种流型调节剂PNAAM。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了产物的官能团。热重分析显示产物初始热分解温度在300℃。浊度分析显示,单体配比和盐浓度均是通过影响分子链中亲水基团与水分子氢键的强度来影响产物的LCST(低临界溶解温度)。PNAAM在钻井液中4、25和65℃流变参数比值为AV_(4℃)∶AV_(25℃)∶AV_(65℃)=1.75∶1.22∶1、PV_(4℃)∶PV_(25℃)∶PV_(65℃)=1.8∶1.4∶1、YP_(4℃)∶YP_(25℃)∶YP_(65℃)=1.8∶1∶1.09。机理分析认为,温度小于LCST时,分子链中亲水基酰胺基团做主导,PNAAM分子溶于水,无可测量的流体力学半径;温度大于LCST时,分子链中疏水基做主导,PNAAM分子链之间疏水缔合作用增强,形成三维网状结构,黏度增大,聚合物粒度增大,泥饼膨润土颗粒更加致密有序。 展开更多
关键词 深水水基钻井液 低温流变调控 温敏聚合物 流型调节
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