在油罐工程中用砂井堆载预压处理软土地基

砂井堆载预压处理软土地基在所承建的孟加拉国某油罐工程中得到了成功的应用。地基最终沉降量采用分层总和法进行计算；地基固结度采用一维砂井固结理论Ｔｅｒｚａｇｈｉ修正法进行计算；地基强度增长采用有效应力法进行计算；地基稳定性采用Ｓｋｅｍｐｔｏｎ公式极限承载力法进行验算。施工时对罐基沉降做了详细观测，并据此对最终沉降量做了修正，取得了满意的结果。     

土库曼斯坦某项目地基处理中水坠砂法的应用

目前水坠砂法缺乏相关规范指导,且工程实例较少。结合水坠砂法在土库曼斯坦巴格德雷合同区域A区改建扩能工程(80×10~8 m~3/a原料气)砂类地基处理中的应用,介绍了水坠砂法处理地基的适用范围、工作原理、施工工艺和技术要点。干密度、动力触探和静力载荷试验的检测结果表明水坠砂法地基处理后回填土的压实系数、沉降情况和地基承载力特征值均满足设计要求,为后续类似工程提供一定技术借鉴。     

大型油罐基础的半圆周挖沟纠偏法

在软土地基上建造油罐，无论是采用砂垫层预抬高方案，还是砂井充水预压法进行地基处理，都有一些油罐在充水加荷过程中出现基础差异沉降，使油罐产生不同程度的倾斜。本文分析了差异沉降对油罐的影响，介绍了半圆周挖沟纠偏法的原理，尤其是通过实践经验总结出的挖沟位置、挖沟长度以及挖沟深度与宽度的确定方法。该纠编方法费用低廉，尤其适用于5000～10000m~3大型油罐基础的纠偏。     

压裂液悬砂及支撑剂沉降机理实验研究

压裂液的携砂性能优劣直接影响着支撑剂在裂缝中的输送铺置效果及压后裂缝的有效导流能力。研制了“XS-I型”压裂液悬砂及支撑剂沉降物理模拟实验装置;开展了3种陶粒支撑剂（70/140目、40/70目、30/50目）在SRFP-1型压裂液中的悬砂特性研究,分析了支撑剂在携砂液中的沉降量、沉降速率以及二者随沉降时间的变化规律,得出影响压裂液悬砂性能的主控因素。实验研究表明,携砂液中支撑剂沉降分为快速沉降、缓慢沉降、稳定平衡3个阶段。压裂液黏度是影响压裂液悬砂性能的最主要因素,其次是支撑剂粒径、携砂液砂比。低黏度压裂液仅对70/140目支撑剂有一定悬浮能力（支撑剂充分沉降时间10～20 min）,对40/70目和30/50目的支撑剂悬浮性能较差（支撑剂充分沉降时间仅为1.0 min～5.5min）,整体悬砂能力较差。中黏度压裂液对70/140目支撑剂悬浮效果好（仅有9.9%～11.1%的支撑剂沉降）,在小于15%砂比下对40/70目及30/50目支撑剂有较好的悬浮能力（支撑剂充分沉降时间80 min～240 min）。中高黏度压裂液中,大粒径（30/50目）支撑剂在高砂比（25%～30%）条件下加入,也仅有12%～13.1%的支撑剂沉降,悬砂性能优,适宜作为主加砂阶段的携砂液。研究结果丰富了压裂液悬砂能力测试方法及支撑剂优选评价手段,为压裂液、压裂施工参数的优化及支撑剂的优选,提供基础数据依据。      

大型油罐基础的半圆周挖沟纠编法

在软土地基上建造油罐，无论是采用砂垫层预抬高方案，还是砂井充水预压法进行地基处理，都有一些油罐在充水加荷过程中出现基础差异沉降，使油罐产生不同程度的倾斜。本文分析了差异沉降对油罐的影响，介绍了半圆周挖沟纠偏法的原理，尤其是通过实践经验总结出的挖沟位置、挖沟长度以及挖沟深度与宽度的定方法。该纠编方法费用低廉，尤其适用于５０００～１００００ｍ＾３大型油罐基础的纠偏。     

在天然软土地基上建造大型油罐

在天然软土地基上建造2万m~3大型油罐,要不要进行地基处理?通过对上海黄浦江左河道地质状况及其固结、渗透、沉降特性的分析,提出了采用钢筋混凝土环墙加砂垫层预抬高的天然地基设计方案,并采用充水预压和现场实测沉降速率和孔隙水压力的方法,控制地基稳定性。实践证明,在天然软土地基上,考虑粘土层水平向渗透固结影响,采用充水预压法,仅用50d左右的时间,地基承载力就由60kPa提高到210kPa,每台2万m~3油罐地基处理与同规模的上海某引进工程设计相比,节约钢材325.6t,投资仅为同类国外引进工程的1/6。文章还介绍了在天然软土地基上进行油罐基础设计时,团结理论的选用、充水预压加荷方案的设计、沉降速率的计算和孔隙水压力的控制值等。     

滑溜水携砂性能动态实验

为了研究支撑剂密度对滑溜水携砂性能的影响,自主设计了大型可视平板裂缝模拟系统,使支撑剂在裂缝中的动态沉降、砂堤形态可视化。运用该装置研究了不同支撑剂密度下滑溜水的携砂性能及支撑剂在裂缝中的沉降运移规律。实验结果表明,随着实验时间延长,砂堤高度逐渐增加,但增幅减缓;随着支撑剂密度减小,砂堤变平缓,砂堤的高度降低,堤峰向深处运移,且砂堤向裂缝深部推进速度增大,更多的支撑剂沉降在裂缝深部;支撑剂密度增大对沉降速度影响较大,对水平运移速度影响较小。研究结果可为支撑剂沉降运移动态研究及支撑剂优选提供参考。     

出砂储层物性参数动态模型

常规储层物性参数动态模型没有考虑岩土骨架的变形以及储层中砂粒产生、运移、沉积和堵塞作用对物性参数的影响，因而不适于研究出砂储层流体渗流状况。文章从毛管束渗流公式和整个岩块的达西渗流公式入手，根据等效渗流阻力原理，得出了渗透率和孔隙度与比面间关系式；在此基础上，根据储层流固耦合的基本思想，将渗流力学与岩土力学相结合，考虑体积应变、骨架砂剥离、可动砂在孔隙表面和喉道运移、沉降、堵塞对物性参数的影响，从基本定义出发，导出了出砂储层数值模拟所需的孔隙度、渗透率和孔隙压缩系数等物性参数动态模型；最后用该模型进行了实例分析，证明在出砂储层开采过程中岩土骨架变形和储层中骨架砂的剥离、可动砂在孔隙表面和喉道的运移、沉降、堵塞等，对物性参数有很大的影响，并最终影响储层的开采动态。     

含砂原油的除砂工艺研究

针对原油采出液含砂的问题，采用了水洗－沉降除砂法及化学－水洗－沉降除砂法，水洗－沉降除砂率达７０．６％，化学－水洗－沉降除砂率达９１．２％，研制出除砂剂ＣＳＪ－１，现场加药浓度，对稠油５０ｍｇ／Ｌ，对稀油２０ｍｇ／Ｌ，试验表明该除砂技术较为完善地解决了地面集输系统由于原油采出液中含砂造成的危害。     

浅海滩5×10^4m^3大罐基础沉降分析及地基处理

采用薛迈脱曼提出的砂土沉降计算半经验法分析了浅海滩位于海潮沟内5×10^4m^3大罐基础碎石桩复合地基的沉降计算，为今后海滩区大罐基础处理采用复合地基提供了依据及经验。     

防止砂桩缩颈和断桩的施工方法

在振动沉管灌砂桩基础工程进行试桩中发现不正常的现象：当套管沉到标高后，在边振动、边拔套管、边灌砂时灌入的砂量小于计算的砂量。经过分析，认为直接的影响因素如下：（1）地质情况。表层为亚粘土厚约3m，第二层为粉砂层厚约2．sin，第三层为淤泥夹层厚约3m，再往下为粗砂层。拉长12m，已进入粗砂层3m左右，地基中淤泥层是不利地层，粉砂层次之。（2）为了省去预制极帽这道工序和减少安装桩帽给沉桩施工带来的麻烦，砂桩施工选用套管底部为三瓣式开关装置的桩机，套管下沉时把三瓣开关关闭，当套管沉压到设计深度后，把套管内和套管项…     

储罐基础纠偏技术

在软土地基上建造储罐．无论采用何种地基处理方案。在充水预压过程中或生产使用过程中出现基础差异沉降，使储罐产生不同程度的倾斜。分析了差异沉降对储罐生产使用的影响，介绍了目前国内外储罐基础纠偏方法及修复施工要点，着重介绍采用挖沟排挤法的成功经验，简单易行且费用低廉。尤其适用于5000～10000m^3油罐基础纠偏。     

垂直井筒低黏度液流最小携砂速度研究

油气井出砂开采或储层出砂后的垂直井筒最小携砂速度是井筒携砂的重要设计参数，一般的方法是对颗粒自由沉降末速附加一个固定的修正系数。基于理论和试验分析，用颗粒的等沉降速度当量直径取代了等体积当量直径。进而利用沉降试验解决了颗粒的形状系数测定问题，并通过携砂试验得到了埕北地区东营组油藏砂粒的最小携砂速度计算公式。研究结果表明，在低黏度流体中最小携砂速度的修正系数随颗粒直径减小而增加，在携砂试验条件下其变化范围为1．45～2．90。研究成果可用于计算垂直井筒内低浓度砂粒无淤塞的最低携砂流速，对于解决其他地质区块和微小颗粒的垂直井筒携砂问题具有借鉴意义。     

级配砂石换填法在罐基础地基处理中的应用

大庆油田某采油厂拟建2 000 m3事故罐1座,罐基础拟采用护坡式基础,需将场地第一层杂填土及第二层粉质黏土上部的黑色含植物根系土层清除。根据规范要求,经计算得出钢储罐底板下依次为沥青砂绝缘层100 mm厚,分层夯实砂垫层300 mm厚,压实系数不小于0.96;粉质黏土分层夯填1 000 mm厚,压实系数不小于0.97;人工级配砂石分层夯填600 mm厚,压实系数不小于0.95。在基础施工前,应在罐区外至少设立2个水准观测点。在基础完工后,进行沉降观测,先测定各沉降观测点的原始高程,并做好标记。充水试验时应采用淡水,待沉降基本稳定后再放水,并将水排放到远离基础以外的指定地点,确保地基不被水淹。     

油田含油泥砂的处理

利用热化学─搅拌水洗─重力沉降的工艺方法，可以使含油泥砂处理后达到环保要求。试验确定了最佳的除油化学剂，最佳的处理工艺参数。结果表明，该处理工艺完全适用于含油泥砂的除油，对油田生产以及环境保护都有重要意义。     

天然气水合物储层泥质细粉砂挡砂介质堵塞规律与微观挡砂机制

中国南海海域部分天然气水合物储层中地层砂为高泥质含量细粉砂，开采防控砂难度较大。针对高泥质细粉砂挡砂机制问题，使用粒度中值为10.13 μm的泥质细粉砂样品，模拟单向气液携砂流动条件，使用绕丝筛板、金属烧结网、金属纤维、预充填陶粒4类挡砂介质在20~80 μm挡砂精度下进行挡砂模拟实验，采用显微成像系统观察挡砂介质内部及表面砂粒沉积与堵塞动态，分析介质流通性能和挡砂性能变化，总结堵塞规律、微观挡砂机制与形态及其控制因素。研究结果表明，不同类型和精度的挡砂介质对泥质细粉砂的堵塞总体呈现堵塞开始、堵塞加剧和堵塞平衡3个阶段。随着驱替进行，挡砂介质渗透率逐渐降低，幅度会高达90%以上；同时过砂速度减缓，最终过砂率为5%~10%。根据堵塞规律和微观图像分析，提出了粗组分分选桥架、局部砂团适度挡砂、整体砂桥阻挡等挡砂介质对泥质细粉砂的3种微观挡砂机制。以粗组分分选桥架挡砂机制为主的挡砂工况下，挡砂介质堵塞渗透率较高，但过砂率超过15%，挡砂效果较差；以整体砂桥挡砂机制为主时，过砂率在10%以下，挡砂性能较好，但各类挡砂介质的堵塞渗透率不足1 D，流通性能较差。局部砂团适度挡砂机制为主时介质挡砂性能及流通性能介于两者之间。挡砂介质对天然气水合物储层泥质细粉砂的微观挡砂机制和形态受挡砂介质类型、精度、地层砂特征以及流动条件等因素控制，其规律对于水合物泥质细粉砂防控砂优化有指导意义。     

天然气水合物储层泥质细粉砂挡砂介质堵塞规律与微观挡砂机制

中国南海海域部分天然气水合物储层中地层砂为高泥质含量细粉砂，开采防控砂难度较大。针对高泥质细粉砂挡砂机制问题，使用粒度中值为10.13 μm的泥质细粉砂样品，模拟单向气液携砂流动条件，使用绕丝筛板、金属烧结网、金属纤维、预充填陶粒4类挡砂介质在20~80 μm挡砂精度下进行挡砂模拟实验，采用显微成像系统观察挡砂介质内部及表面砂粒沉积与堵塞动态，分析介质流通性能和挡砂性能变化，总结堵塞规律、微观挡砂机制与形态及其控制因素。研究结果表明，不同类型和精度的挡砂介质对泥质细粉砂的堵塞总体呈现堵塞开始、堵塞加剧和堵塞平衡3个阶段。随着驱替进行，挡砂介质渗透率逐渐降低，幅度会高达90%以上；同时过砂速度减缓，最终过砂率为5%~10%。根据堵塞规律和微观图像分析，提出了粗组分分选桥架、局部砂团适度挡砂、整体砂桥阻挡等挡砂介质对泥质细粉砂的3种微观挡砂机制。以粗组分分选桥架挡砂机制为主的挡砂工况下，挡砂介质堵塞渗透率较高，但过砂率超过15%，挡砂效果较差；以整体砂桥挡砂机制为主时，过砂率在10%以下，挡砂性能较好，但各类挡砂介质的堵塞渗透率不足1 D，流通性能较差。局部砂团适度挡砂机制为主时介质挡砂性能及流通性能介于两者之间。挡砂介质对天然气水合物储层泥质细粉砂的微观挡砂机制和形态受挡砂介质类型、精度、地层砂特征以及流动条件等因素控制，其规律对于水合物泥质细粉砂防控砂优化有指导意义。     

大型储油罐基础的优化设计

针对当前在建设大型石油储罐中，地基处理费用较高等问题，综述了大型石油储罐基础的优化设计和优化施工的要点，强调指出；在地基承载力，地基变形和沉降差基础设计的三要点中，主要是对沉降差的严格控制；在地基处理方法中，采用柱锤冲扩桩加固既安全又节省工程造价，施工质量也容易得到保证，值得推广。     

适度出砂井电泵生产管柱结构优化与应用

针对BZ油田油井频繁出砂导致井筒砂埋、砂堵，电潜泵故障率高，制约高速高效开发的问题，该文采用球形砂粒沉降末速理论开展最小携砂量研究，指导电潜泵选型，并通过生产管柱优化的方式提高井筒携砂能力。该技术实施后，出砂井平均检泵周期由328 d提升至735 d，出砂井机组故障率由21%降至11%，因生产制度变化导致的油井砂堵、砂埋降至0。矿场实践证明，通过电潜泵选型优化及生产管柱结构优化，适度出砂井的井筒携砂能力显著提高，检泵周期延长，有效提高油田开发效益。     

大牛地气田纤维脉冲加砂压裂工艺

大牛地气田常规水平井加砂压裂工艺存在支撑剂回流、支撑剂沉降和支撑剂运移堆积导致部分气井压裂效果不理想的情况。为获得大牛地气田上古储层产能上的突破,在开展室内支撑剂沉降实验及砂团稳定性能试验的基础上,结合Fracpro PT压裂软件优化摸拟压裂设计和施工参数,在大牛地气田D66井区DPH-119井二叠系下统下石盒子组盒Ⅰ段进行了纤维脉冲加砂压裂工艺的先导试验。累计注入压裂液3 406.9 m~3,砂量342.6 m~3,液氮量192.9 m~3,纤维量1 573 kg。排液后期采用8 mm油嘴控制放喷求产,计算无阻流量6.53×104m~3/d。与同层位地质显示接近的DPH-128井相比,产量提高了15.1%,取得了较好的效果。该技术为大牛地气田气井的压后高产及高效返排提供了重要的技术支持。