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油田化学 2024年第1期41卷 53-60页

作者：匡韶华吕民孙振宇胡祎中国石油辽河油田钻采工艺研究院辽宁盘锦124010

针对常规泡沫树脂体系耐温性较差和辽河油田疏松砂岩稠油油藏化学固砂储层伤害大与有效期短的问题,以环氧树脂、酚醛树脂、疏水纳米SiO_(2)、硅烷偶联剂等为原料制得纳米改性树脂基液,然后加入固化剂、乳化剂、起泡剂、稳泡剂等添加剂... 详细信息

针对常规泡沫树脂体系耐温性较差和辽河油田疏松砂岩稠油油藏化学固砂储层伤害大与有效期短的问题,以环氧树脂、酚醛树脂、疏水纳米SiO_(2)、硅烷偶联剂等为原料制得纳米改性树脂基液,然后加入固化剂、乳化剂、起泡剂、稳泡剂等添加剂制得泡沫树脂固砂体系。评价了该体系的固化温度、固砂强度、渗透性能、耐温性能和非均质多层注入性能;研发了配套的泡沫发生器,形成了耐高温泡沫树脂低伤害均匀固砂技术,并在辽河油田进行了现场应用。结果表明,泡沫树脂固砂体系的最优配方为:20%~30%树脂基液+8%~12%酚醛胺类固化剂+0.3%乳化剂OP-10+0.5%起泡剂有机硅表面活性剂+0.1%固体稳泡剂纳米SiO_(2)+0.1%聚合物稳泡剂聚乙二醇+57%~71%清水。该体系的起泡体积约为发泡前的7倍、半衰期大于20 min,可在35℃以上固化,固化后耐温可达280℃,既具有低温固化的特点,又具有耐高温的特点。在不同温度下固化的泡沫树脂固结岩心的抗压强度达到5 MPa以上,固砂强度高,满足疏松砂岩固砂强度的要求。对用0.25~0.42 mm石英砂制得的固结岩心的固砂渗透率达到4.8μm2,优于常规树脂固砂剂(1.9μm~2)。在非均质多油层中可明显防止高渗透层突进,改善固砂剂注入剖面,实现均匀固砂。现场试验取得良好的防砂效果,验证了该技术可实现均匀固砂和低伤害特性。利用泡沫树脂流体特性实现非均质多油层均匀固砂,达到了提高化学固砂效果和防砂有效期的目的。

关键词：化学固砂泡沫树脂低温固化耐高温均匀固砂泡沫发生器辽河油田

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多效变黏滑溜水稠化剂制备与性能评价

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精细石油化工 2023年第3期40卷 12-17页

作者：程长坤张成娟赵文凯王志晟隋国杰刘欢青海油田钻采工艺研究院甘肃敦煌736202

以丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺、2-丙烯酰胺-十八烷基磺酸钠(C18MPS)为单体、氨水为中和剂,通过反相乳液聚合与减压蒸馏工艺制备了一种低表界面张力、防膨率高的高浓乳液型多效变黏滑溜水稠化剂MHVFRs。优化的制备条件为:2... 详细信息

以丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺、2-丙烯酰胺-十八烷基磺酸钠(C18MPS)为单体、氨水为中和剂,通过反相乳液聚合与减压蒸馏工艺制备了一种低表界面张力、防膨率高的高浓乳液型多效变黏滑溜水稠化剂MHVFRs。优化的制备条件为:2.2%Span80+0.6%Tween81+0.1%C18MPS+40%单体,反应温度35℃,反应时间5.5 h。性能评价结果表明:0.025%MHVFRs水溶液降阻率为72.5%;100℃剪切2 h后黏度保持在65 mPa·s以上,破胶液表面张力26.55 mN/m,界面张力2.11 mN/m,防膨率88.5%。

关键词：变黏滑溜水反相乳液聚合高浓乳液降阻多效稠化剂

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二氧化碳水基复合压裂液体系性能评价

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钻井液与完井液 2023年第2期40卷 259-264页

作者：吴均卢军凯刘彝都芳兰罗成中国石油冀东油田分公司钻采工艺研究院河北唐山063000

针对二氧化碳干法压裂需要密闭、带压添加材料给施工带来的成本高、砂比低、规模小、难度大问题,郑焰等提出了二氧化碳准干法压裂技术并开展了试验应用,但施工过程中如何精准控制液体参数是影响该技术顺利实施的关键,需要不断优化。本... 详细信息

针对二氧化碳干法压裂需要密闭、带压添加材料给施工带来的成本高、砂比低、规模小、难度大问题,郑焰等提出了二氧化碳准干法压裂技术并开展了试验应用,但施工过程中如何精准控制液体参数是影响该技术顺利实施的关键,需要不断优化。本文研究了立足常规装备、常压条件下以二氧化碳为主(>70%)的压裂液技术(二氧化碳水基复合压裂液技术)的合理配比及稠化性能影响的主要因素,采用二氧化碳可视配样器配液,观察陶粒沉降方法判断液态二氧化碳稠化情况及水基连续黏度测试方法,研究了水基、液态二氧化碳两种液体增稠剂的相互作用,水基占比、温度对二氧化碳水基复合压裂液稠化性能影响规律。研究结果表明,2%的AF-2二氧化碳、2%的AF-6水基增稠剂可以使液态二氧化碳、水稠化并达到稳定悬砂能力,两种增稠剂同时添加无相互影响。二氧化碳水基复合压裂液在水基占比30%以下、5℃以上稠化速度较快,能稳定悬砂,现场试验顺利,最高砂比达35%。

关键词：二氧化碳增稠剂复合压裂液沉降速度加砂压裂

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JN1H井煤岩气长水平段钻井井壁稳定技术

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钻井液与完井液 2023年第3期40卷 356-362页

作者：王在明陈金霞沈园园朱宽亮李战伟侯怡邓威中国石油冀东油田分公司钻采工艺研究院河北唐山063000

针对鄂尔多斯东缘本溪组8#煤层长水平段钻完井过程中井壁易失稳、井眼延伸难度大的问题,开展了煤岩气钻井井壁稳定技术研究。对可能钻遇的顶板碳质泥岩、夹矸、上部煤层和下部煤层等岩心,开展了X-衍射、电镜扫描、CT扫描、三轴力学等相... 详细信息

针对鄂尔多斯东缘本溪组8#煤层长水平段钻完井过程中井壁易失稳、井眼延伸难度大的问题,开展了煤岩气钻井井壁稳定技术研究。对可能钻遇的顶板碳质泥岩、夹矸、上部煤层和下部煤层等岩心,开展了X-衍射、电镜扫描、CT扫描、三轴力学等相关实验。实验表明,非煤层黏土矿物含量在35%以上,主要由高岭石和伊利石组成,只含不到5%的伊蒙混层,煤层的黏土矿物含量在10%~18%之间,以高岭石为主,含25%左右的伊蒙混层;岩心裂缝宽度范围在25~1000 μm之间,主要分布在25、40、64、100、160、250、400 μm几个数值附近;最大坍塌压力当量密度是1.36g/cm^(3),在中下部煤层位置;从“封堵防塌、井眼清洁、润滑防卡”三个方面设计了钻井液配方,评价结果表明,中压滤失量为1.6 mL,高温高压(70℃)滤失量为4.4 mL,400 mD、100 D砂盘PPT滤失量小于15 mL,表明配方具有良好的封堵性能。井壁稳定技术在JN1H井进行了现场应用,完成2019 m水平段施工,钻完井周期为28.25 d,钻完井过程顺利,实现了煤岩气长水平段钻井井壁稳定。

关键词：煤岩气长水平段井眼稳定封堵钻井液

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凸棱非平面聚晶金刚石齿的破岩机理及在含砾地层中的应用

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中国机械工程 2024年第2期35卷 371-379页

作者：陈炼魏小虎曹强周岩杨迎新胡川赵志杰伍彬西南石油大学机电工程学院成都610500 中国石油冀东油田分公司钻采工艺研究院唐山063000

为提高聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在含砾、软硬交错等不均质地层中的抗冲击性能,开展了凸棱非平面PDC齿的研究。通过仿真和室内实验对比分析了凸棱非平面齿与常规平面齿的破岩机理。与平面齿相比,凸棱非平面齿与岩石的接触应力分布更均... 详细信息

为提高聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在含砾、软硬交错等不均质地层中的抗冲击性能,开展了凸棱非平面PDC齿的研究。通过仿真和室内实验对比分析了凸棱非平面齿与常规平面齿的破岩机理。与平面齿相比,凸棱非平面齿与岩石的接触应力分布更均匀,切削破岩过程中的载荷波动幅度明显更小,切削稳定性更高。凸棱齿特殊的非平面结构改变了切削齿与岩石的互作用方式,在不均质地层得到成功应用。

关键词：非平面聚晶金刚石齿含砾地层破岩机理冲击损坏

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注水管柱逐级解封解卡安全丢手工具的研制与应用

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钻采工艺 2023年第4期46卷 106-109页

作者：吴双亮王磊路明邱贻旺王芳中国石油冀东油田分公司钻采工艺研究院

针对冀东油田多级分层注水管柱在打捞过程由于封隔器较多导致管柱解卡载荷大、起出困难,容易造成大修等问题,设计研制了注水管柱逐级解封解卡安全丢手工具。该工具主要由外套和中心管组成,采用脱节式结构(多级销钉)并设计了连通孔,启动... 详细信息

针对冀东油田多级分层注水管柱在打捞过程由于封隔器较多导致管柱解卡载荷大、起出困难,容易造成大修等问题,设计研制了注水管柱逐级解封解卡安全丢手工具。该工具主要由外套和中心管组成,采用脱节式结构(多级销钉)并设计了连通孔,启动后实现油套连通,消除压差对管柱打捞的影响;中心管长沟槽结构可提供解封行程,实现多级封隔器逐级解封,降低解封负荷;管柱遇卡时,拔断解卡销钉,管柱可从逐级解封解卡装置处脱开,脱开后进行逐级打捞,避免造成大修。现场应用120余井次,实现注水管柱分级打捞76井次,启动力28 t,丢手负荷32 t,分层管柱大修率由56%下降至24%。现场应用情况表明,逐级解封解卡安全丢手工具的结构简单合理,可操作性强,可有效降低多级分层注水管柱大修概率,具有良好的推广应用前景。

关键词：分层管柱逐级解封逐级打捞安全丢手

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疏松砂岩储层解堵溶蚀过程渗流特性模拟研究

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昆明理工大学学报(自然科学版) 2025年

作者：马世东周振永陈德照吴利利长庆油田分公司第八采油厂中国石油华北油田公司第四采油厂长庆油田油气工艺研究院

疏松砂岩储层受钻完井、修井、防砂等作业型外向污染及来自入流体的水敏、速敏、油水乳化、黏土或胶团等驱动型的内向污染的影响，孔隙表面剥蚀、微粒运移引起堆积堵塞，油气储层的整体结构受到破坏，储层渗透性降低，造成地层污染，严... 详细信息

疏松砂岩储层受钻完井、修井、防砂等作业型外向污染及来自入流体的水敏、速敏、油水乳化、黏土或胶团等驱动型的内向污染的影响，孔隙表面剥蚀、微粒运移引起堆积堵塞，油气储层的整体结构受到破坏，储层渗透性降低，造成地层污染，严重影响产能，研究表明酸化解堵可一定程度上改善开发效果。为进一步明确酸化解堵多尺度、多物理过程实际近井地带动态耦合及微观机理，本文基于储层特征参数，引入扰动系数构建考虑达西流和非达西流的双重介质酸岩反应双尺度、多物理场的数值模型，通过二维线性反应流动模型和符合现场实际的径向砂岩油藏酸化模型开展数值模拟研究。结果显示随着酸液注入速度的增大，溶蚀依次表现为均匀溶蚀、扩张溶蚀、蚓孔溶蚀、锥形溶蚀，酸液流动存在由活塞式均匀流动到不稳定流动的变化，稳定流动区域逐渐减小至某一固定范围内，且酸液波及区域面积先减小后增大。对于非均质砂岩储层，溶蚀模式仅与注入Damkohler数有关，低pH值酸液可有效降低作业时间。孔隙结构的非均质性会引起砂岩储层产生蚓孔作用及蚓孔竞争，酸液溶蚀由于不同方向的孔渗结构差异井壁周围发育出具有高渗流能力的长度不等的蚓孔。在酸蚀作用下，近井地带大孔隙占比增多至原来数值的2倍左右，而其他区间的孔隙占比出现0.56%～3.55%不同程度地减少。对于实际井筒周围的径向流，大部分酸液都消耗在井壁附近，远井地层只是作为渗流阻力区，解堵效果较为局限，后续应进一步加强储层深部的解堵研究。本文研究成果为疏松砂岩储层酸化解堵提供了有效的技术手段。

关键词：疏松砂岩酸化解堵多场耦合渗流特性

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分子动力学模拟全氟辛酸钠在水中的分布

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化学研究与应用 2024年第2期36卷 349-353页

作者：许鸷宇赵玉廖丽杜竞毛建军姜琪陈君中国石油青海油田分公司钻采工艺研究院甘肃敦煌736202

为从微观上探究氟碳型表面活性剂在水中的分布情况,使用全原子分子动力学方法模拟了全氟辛酸钠(Na-PFO)在水中的分布情况。模拟平衡后,PFO^(-)分布在水/气界面处,且疏水的氟碳链朝向气相,亲水的羧酸根浸在水中,形成层状分布,径向分布函... 详细信息

为从微观上探究氟碳型表面活性剂在水中的分布情况,使用全原子分子动力学方法模拟了全氟辛酸钠(Na-PFO)在水中的分布情况。模拟平衡后,PFO^(-)分布在水/气界面处,且疏水的氟碳链朝向气相,亲水的羧酸根浸在水中,形成层状分布,径向分布函数证明钠离子主要分布在水中的羧酸根附近。羧酸根可与周围的水分子形成氢键,且显负电性的氟原子也可与水分子形成氢键,钠离子与水分子之间具有吸引作用,但不形成氢键;钠离子主要分布于PFO^(-)的氧原子附近。

关键词：氟碳表面活性剂分子动力学模拟数量密度 IGHM 径向分布函数

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环氧涂料风送挤涂技术在油田集输管道的应用及评估

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腐蚀与防护 2023年第10期44卷 90-94页

作者：李春雨冯昕媛张玉香李本全乔柏翔贺焕婷李程青海油田钻采工艺研究院敦煌736200 青海油田采油一厂茫崖816400

为解决青海油田金属集输管道内腐蚀问题,应用了环氧涂料风送挤涂内防腐技术。通过添加玻璃纤维和特殊助剂,制成了玻纤增韧涂料和32 MPa高压注水专用涂料,该涂料具有良好的耐蚀性、附着力和力学性能。开发应用视频内窥器和内检测器实现... 详细信息

为解决青海油田金属集输管道内腐蚀问题,应用了环氧涂料风送挤涂内防腐技术。通过添加玻璃纤维和特殊助剂,制成了玻纤增韧涂料和32 MPa高压注水专用涂料,该涂料具有良好的耐蚀性、附着力和力学性能。开发应用视频内窥器和内检测器实现了内挤涂施工质量检查从端口到内部的转变。优化施工工艺,形成“双向喷砂除锈”和“双向挤涂”流程,制定了油田内挤涂施工技术规范和质量控制及验收规范,确保了施工质量。对使用1 a的管道进行评价,结果表明涂层表面完整、颜色无变化,涂层附着力、硬度和厚度均满足设计指标,效果较好。

关键词：环氧涂料内防腐青海油田风送挤涂

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深井超深井大尺寸井眼钻具疲劳失效分析与防控

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天然气工业 2024年第6期44卷 74-86页

作者：马勇张佳伟范宇黄洪春邹灵战卓鲁斌邢星李洪刘斌中国石油西南油气田公司中国石油集团工程技术研究院有限公司中国石油西南油气田公司工程技术研究院中国石油青海油田公司钻采工艺研究院

地球深部蕴藏着丰富的油气资源,随着深井超深井钻井数量的递增,钻具失效(断钻具、钻具刺漏)事故呈现逐年递增趋势。为进一步明确深井超深井大尺寸井眼钻具失效原因、减少钻具失效事故,梳理了近年来中国石油西部三大油田钻具失效情况及特... 详细信息

地球深部蕴藏着丰富的油气资源,随着深井超深井钻井数量的递增,钻具失效(断钻具、钻具刺漏)事故呈现逐年递增趋势。为进一步明确深井超深井大尺寸井眼钻具失效原因、减少钻具失效事故,梳理了近年来中国石油西部三大油田钻具失效情况及特征,并以西部油田某口典型超深井?444.50 mm井眼连续5次断钻具事故为对象开展原因分析。首先基于弹性动力学密哈顿原理(Hamilton’s principle)和纽马克方法(Newmark-β)建立了钻具动力学模型,结合雨流法和Miner疲劳损伤累积理论实现对钻具运动、受力及疲劳寿命的定量评价,并验证了模型的准确性,最后提出了大尺寸井眼预防断钻具配套工艺措施。研究结果表明:(1)深井超深井中钻具失效主要发生在上部大尺寸井段,失效位置多集中在下部钻具接头或本体尺寸较小的薄弱位置;(2)因钻具横向振动诱发高频弯曲应力是导致钻具疲劳失效的主要因素,持续剧烈的横向振动在数小时内会导致钻具疲劳失效;(3)提高下部钻具组合刚度、使用“高钻压+低转速”参数钻进有助于降低钻具横振强度;(4)因钻具组合刚度偏小、钻井参数不合理导致下部钻具剧烈横向振动,叠加“中性点”在钻具接头及本体尺寸较小等薄弱位置反复交替,是典型案例井连续断钻具的直接原因。结论认为,建立的模型可以定量评估钻具疲劳失效情况,提出的预防措施可为深井超深井大尺寸井眼预防钻具失效提供技术参考。

关键词：深井超深井大尺寸井眼钻柱动力学横向振动高频弯曲应力疲劳失效防控措施

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