透明摇晃-流动反应釜内水合物防聚剂性能测评研究

水合物容易在深水油气输送管道内形成并对管道流动安全构成极大威胁。向管道内加注水合物防聚剂,以此抑制水合物颗粒间的聚集并进而形成流动性良好的水合物浆,是防治水合物问题的一种常用措施。为了对道达尔公司提供的名为AA-D的水合物防聚剂进行性能测评,使用透明摇晃-流动反应釜在不同晃动工况及AA-D浓度下开展了一系列水合物的生成及流动实验。实验中,使用网络摄像头分别记录水合物生成前、生成中及生成后的实验现象。同时,根据温度和压力曲线的变化计算出不同工况下水的转化率。根据实验结果,系统分析了防聚剂AA-D及晃动工况（摇晃角度和摇晃速率）对实验现象和水转化率的影响。综合实验结果可知,防聚剂AA-D在本文实验条件下具有良好的水合物防治效果。本文的结果及结论可为水合物的防聚剂防治提供理论基础和借鉴。     

注聚区油井防砂层堵塞原因与解堵措施

针对胜利油田注聚合物区块油井防砂层的堵塞问题,通过X射线衍射、显微观察、激光粒度和氧化铝色谱等分析手段,对注聚区油井防砂层注聚前后砂样的形态和表面物种组成进行分析;分析聚丙烯酰胺(PAM)的降解机制,并进行解堵剂的优选.结果表明:造成防砂层堵塞的主要原因是聚丙烯酰胺在砂粒表面的聚集、吸附作用,此外还有地层中矿物质微粒的运移,以及聚合物、原油组分与地层微粒在防砂层共同的作用;优选出的AY-1型和AY-2型2种解堵剂对聚合物的降解效果良好.     

一种井筒高效防蜡剂的微观作用机理研究

为防止井筒管杆结蜡,将自制高分子共聚型蜡晶改进剂与一种非离子表面活性剂进行复配,得到XP-4152高效防蜡剂.室内实验表明,最佳条件下制备的防蜡剂对长庆油田原油动态防蜡率达85%.采用红外光谱、偏光显微镜、差示扫描量热法、X-衍射等分析手段较详细地分析说明了该防蜡剂的防蜡微观作用机理.分析结果表明防蜡剂与蜡晶形成共晶从而抑制了蜡晶的生长,改变了纯蜡样的晶型结构及降低了蜡晶堆积的紧密程度.经现场应用,XP-4152高效防蜡剂能有效地抑制难溶蜡在井筒管杆上的聚积生长.     

驱油用泡沫体系的稳定性

基于α-烯烃磺酸钠发泡体系, 选择了具有增粘作用的稳泡剂--平均分子量(molecular weight, MW) 为300 万, 1 000 万和200 万1 400 万的聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠(carboxymethyl cellulose, CMC), 以及具强化液膜质量作用的稳泡剂--辛醇和十二醇. 通过加入不同浓度不同类型的稳泡剂, 研究了稳泡剂对泡沫体系的发泡性能、稳定性及油水界面张力的影响. 结果表明: 聚丙烯酰胺降低了泡沫体系的发泡能力和稳定性, 同时使得油水界面张力有所上升; CMC 在适当浓度下可增强泡沫的稳定性; 醇类对泡沫体系的稳定性造成了严重影响.     

钻井液防塌剂的作用方式及分类

为了发挥组成类别不同的防塌剂的协同效应,对防塌剂按作用方式进行了分类。根据防塌剂的一般作用方式,可把防塌剂分为两大类共八个亚类。第一大类为阻止或延缓水从井眼向地层内迁移的防塌剂;第二大类为增加地层矿物颗粒间联结力的防塌剂。第一大类分为六个亚类：（１）水活度降低型;（２）滤液增粘型;（３）封堵型;（４）润湿性改变型;（５）低水化能型;（６）泥饼致密型。第二大类分为两个亚类：（１）桥联型;（２）化学胶结型。对于防塌钻井液,一般必须使用封堵型防塌剂,其它七个亚类则根据岩层特点和钻井液体系的特点加以选用。     

多羟基阳离子聚合物粘土防膨剂的研究

本文研究了一种采油用的粘土防膨剂－多痉基阳离子聚合物。这种了防膨剂是以聚丙烯酰胺作原始物质，通过羟甲基化和羟阳离子化合成，方法简单。其分子结构为多羟基带正电，能与羟基化、带负电的粘土表面很好地结合，并有效地中和粘土表面的负电性，因而粘土防膨效果较好。将它与羟基铝、羟基锆复配使用，可在很宽的浓度范围内产生更好的防膨效果。     

水合物动力学抑制剂在油水体系内抑制性能实验研究

水合物造成的管道流动安全问题长期困扰着油气生产和运输部门。采用高压蓝宝石反应釜,系统研究了一类水合物动力学抑制剂在油水体系内的抑制性能,实验结果表明:在(柴油+水+甲烷)体系内,可视观察法测定的诱导时间更能真实反映水合物动力学抑制剂的抑制性能;随着动力学抑制剂添加浓度的增加,在进气压力相近情况下,体系可承受的最大过冷度呈现先增大后减少的趋势。在(柴油+水+乳化剂+甲烷)体系内,乳化剂的添加浓度对体系可承受的最大过冷度无明显影响;在动力学抑制剂添加浓度相同情况下,实验测定的最大过冷度比(柴油+水+甲烷)体系中的测定结果偏小。最后从油水乳化角度对比分析了动力学抑制剂在油水体系内的抑制机理。     

复合聚电解质稳定共存时的凝胶特性

为了进一步提高聚丙烯酰胺 -铬凝胶堵剂的调堵效果 ,利用阳离子聚合物对岩石砂粒表面较强的粘附力的特性 ,将部分水解聚丙烯酰胺与阳离子聚季铵盐复配 ,开发新型的复合聚电解质调剖堵剂 .研究了在外加盐 ( XY)的作用下 ,使阴离子聚丙烯酰胺 ( HPAM)与阳离子聚季铵盐 ( JN)稳定共存的条件 ,以及在铬交联体系中形成凝胶的稳定性及其吸水特性     

适合稠油油藏注水井表面改性降压增注技术研究

为降低稠油油藏注水井注水压力,以表面活性剂和纳米聚硅材料为主要处理剂,通过大量室内实验研制出了一种表面改性降压增注体系,组成为0.5%季铵盐阳离子双子表面活性剂HAS-1+0.03%纳米聚硅材料NPS-L+0.5%防膨剂JCL-2。研究了该降压增注体系的稳定性和界面性能,考察了体系的润湿反转性能以及降压增注效果。研究结果表明,优选的表面改性降压增注体系具有良好的稳定性和界面性能,在60℃下静置50 d后,体系油水界面张力稳定在10_-3mN/m数量级。体系具有良好的润湿反转能力,使用加入表面改性降压增注液饱和的岩心接触角从46.5o增大到134.5o,使亲水表面转变为疏水表面。岩心驱替实验结果表明,注入表面改性降压增注体系3PV后,后续水驱压力降低40%,降压效果明显。     

增效微生物驱物模实验研究

为改善和提高微生物驱的矿藏应用效果和应用规模,将化学驱与微生物驱方法相结合,开展了增效微生物驱的物模实验研究。模拟大庆采油四厂油水条件,挑选2组室内乳化等指标评价效果较好的复合体系进行物模实验,结果表明:聚合物和微生物可产生协同驱油作用,500 mg/L的聚丙烯酰胺-10%A菌液的复配体系驱油效果较好,复配体系可比同条件微生物驱提高采收率15.89%;表面活性剂与微生物也可产生协同驱油作用,0.04%的表活剂1SY—10%B菌液的复配体系驱油效果较好,复配体系可比同条件微生物驱提高采收率4.47%。室内实验显示,微生物菌液与聚合物、表面活性剂等物质共同作用联合驱油是一种增效的微生物采油新方法。     

联用型水合物抑制剂在循环管路内抑制性能研究

水合物造成的流动安全问题长期以来困扰着油气生产和运输部门。低剂量水合物抑制剂包括动力学抑制剂和水合物阻聚剂,因其用量小、经济环保等优点逐渐受到油气工业界重视;但二者单独使用均有其局限性,而关于二者联用时对油水体系内水合物抑制性能方面的研究则鲜有报道。采用自行设计搭建的水合物循环管路,系统研究了动力学抑制剂与水合物阻聚剂联用时的抑制性能;并与单独加入水合物阻聚剂体系进行了对比分析。实验结果表明,与单独加入水合物阻聚剂体系相比,动力学抑制剂的加入可有效抑制水合物的成核和生长,延长水合物形成的诱导时间和生长时间;二者联用后导致水合物形成初始阶段易发生颗粒间的相互聚积,随着水合物持续形成,水合物环路发生了严重的沉积堵塞现象。最后分析了二者联用时在多相混输管道内的抑制机理。     

含水合物阻聚剂的水合物浆液流动特性实验研究

水合物浆液技术作为一种新型油-气-水多相安全混输的方式逐渐受到油气生产和集输部门。利用一套近中试规模的模拟水合物循环管路,研究了在水合物阻聚剂存在条件下,不同初始含水率(20.0%~30.0%)水合物浆液的流动特性。实验结果表明,随着水合物颗粒的形成,体系流量伴随着波动逐渐下降,最终趋于稳定;而体系压差呈现先剧烈增加,而后逐渐下降并趋于稳定的趋势。与初始原料气组成相比,水合物浆液形成后体系内平衡气中轻烃组成存在不同程度的富集,从而导致平衡气水合物生成条件曲线向着低温高压区域偏移。由水合物浆液宏观形态演化过程可知,随着水合物颗粒的形成,原有的油水乳液结构遭破坏,最终形成的水合物浆液为固(水合物)-液(柴油)分散体系。另外,由不同时间(2 h、4 h和8 h)的停输/重启实验可知,水合物浆液表现出明显的触变性流体特征,且随初始含水率的增加,其触变性特征愈明显。     

钻井液中天然气水合物生成影响因素研究

深水钻井中,极易在钻井液中生成天然气水合物,给深水钻井带来极大的危害。利用研发的钻井液中天然气水合物形成抑制试验装置,系统的研究了钻井液中天然气水合物生成过程及其影响因素。研究表明天然气水合物最先于气液界面处生成;随着搅拌速率的增大,天然气水合物生成速度加快;在钻井液处理剂中,Na Cl可有效延缓天然气水合物生成时间,聚合醇、聚胺次之,膨润土、PAC-LV、XC、SPNH等无明显抑制效果;天然气组分也对天然气水合物生成产生重要的影响,对于烷烃来说,分子量越大,越易于生成天然气水合物。     

一种新型天然气水合物层钻井录井用脱气器

在天然气水合物层钻井过程中,水合物在井筒返出的过程中将分解成气体,通过地面气测录井技术可有效识别层位、检测水合物层丰度,故在天然气水合物层钻井过程中气测录井就显得尤为重要。气测录井数据精确与否,主要取决于仪器的精度和效率。针对天然气水合物层钻井的新型开采方式设计了一种专门用于天然气水合物层钻井过程中的脱气器,与陆地油田所用的脱气器相比它具有脱气效率高、测量准确、使用方便快捷、安全可靠等优点。详细介绍了这种脱气器的原理及优势,给出了这种脱气器的结构示意图和三视图,并通过对圆筒和支架的理论强度校核及静力学仿真对该脱气器进行强度分析。最终,通过理论研究和仿真技术结合得到了现场所需要的脱气器的应用要求。     

高压天然气水合物生长动力学及浆体黏度特性

为探究油气混输管道中天然气水合物的生成及流动特性,得到实际混输管道天然气水合物浆液的安全运行规律。运用高压天然气水合物实验环路,进行了油水乳液体系天然气水合物浆液流动实验。通过控制变量法研究了不同初始压力、初始质量流量与加剂量对天然气水合物生成诱导时间、管内浆液表观黏度、密度以及水合物体积分数等的影响,获得了如下的重要研究结论:初始压力越高,水合物生成诱导时间越短,由初始压力5.3 MPa下的1.47 h缩短至6 MPa下的0.71 h,缩短了约51.7%,水合物在生成过程中反应越剧烈,不利于运输的安全;初始质量流量越大,水合物生成诱导时间越长,由初始流量895.3 kg/h下的0.76 h增加到1 414.6 kg/h下的0.90 h,增加了约18.4%,表观黏度波动幅度越小,运输过程越平稳安全;增大阻聚剂的加剂量对水合物诱导时间影响较小,但水合物大量生成阶段现象越平稳,水合物生成后管内水合物体积分数越小,浆液输送性越好;在流动过程中若流速下降,压降反而增加,则说明水合物体积分数的聚并很明显且管内浆液表观黏度很大,管道堵塞风险较大。     

丙烷对瓦斯水合物相平衡条件的影响

瓦斯水合物相平衡热力学条件的确立及改善是瓦斯水合化方法实现工业化的关键。利用可视化水合物相平衡实验装置,结合相平衡温度搜索法与观察法测定0.25 mol/L SDS溶液体系中四种不同瓦斯水合物相平衡条件,探究丙烷对瓦斯水合物热力学相平衡条件的变化规律,结果表明:丙烷的加入将水合物结构类型从Ⅰ型转为Ⅱ型,使得4.0~7.0 MPa范围内含丙烷瓦斯水合物生成相平衡温度升高,温差最大至13.7℃,大幅度改善了瓦斯混合气水合物热力学条件;丙烷含量越高,水合物相平衡条件改善效果越好。     

琼东南盆地松南低凸起天然气水合物储层精细表征及勘探方向预测

探讨南海北部琼东南盆地松南低凸起浅层天然气水合物发育情况及水合物的主要勘探靶区。利用随钻测井数据,尤其是高分辨率随钻成像测井数据对水合物储层特征进行研究,并结合区域资料分析了水合物的主要勘探方向。结果表明,研究区的水合物储层的测井响应特征与深层油气有所不同,主要表现为高电阻率、快声波速度及低核磁孔隙度。结合高分辨率随钻成像技术,确定了水合物的宏观赋存状态有两种,分别是分散状水合物及薄层状水合物,这两种水合物均具有一定非均质性,但分散状水合物饱和度更高,水合物的微观赋存状态主要包括孔隙填充型及骨架支撑型。水合物储层岩性主要为泥质粉砂岩及粉砂质泥岩,压实程度弱,因此储层孔隙度高,较细的颗粒及水合物填充孔隙的特征造成水合物储层渗透率低。研究区沉积环境较为稳定,钻井过程中水合物的分解及水合物形成过程中相态的变化造成水合物层段发育变形层理;微断层和裂缝作为液体和气体的疏导通道,沟通了底部气源及浅层水合物稳定带,诱导缝指示现今最大水平应力方向为北东-南西向。研究区东南方向气烟囱附近的钻井水合物厚度大且饱和度高,应为水合物勘探的主要潜力区。     

冰-水-气生成天然气水合物的实验研究

设计了冰 水 气生成天然气水合物的实验装置 ,并对冰 水 气在冰点以下生成的天然气水合物进行了初步实验 ,得出了在冰点以下关于天然气水合物的生成条件、生成速率等方面的结论 .研究结果对实现天然气水合物的开发利用 ,深入研究青藏高原多年冻土区天然气水合物的形成规律 ,及未来开发冻土区天然气水合物的资源等 ,均有参考价值     

丙烷含量对多组分气体水合物生长速率的影响

为使多组分瓦斯气体迅速固化、储运,利用可视化水合物实验设备,研究了三种多组分气样在0.1 mol/L四氢呋喃(THF)和0.2 mol/L十二烷基硫酸钠(SDS)复配溶液中的水合固化过程,实验获取了水合物生成过程的压力-温度-时间曲线,结合水合物生长速率模型对实验数据进行计算和分析。结果表明:三种气样中随着丙烷含量的提高,生长速率呈增大趋势,在一定程度上可以提高水合物生长速率,抑制水合物中甲烷的含量。     

分支参数对天然气水合物羽状多分支井降压开采产能的影响规律

天然气水合物是未来极具发展潜力的清洁能源,而多分支井开采技术是天然气水合物高效开采的一种值得进一步探索的技术方法。基于南海神狐海域SHSC-4试采井测井曲线数据,建立了理想水合物藏分层地质模型。分析了羽状多分支井布设在水合物Ⅱ层中部时,分支参数对降压开采产能的影响规律。结果表明:(1)分支参数优化时,应首先考虑分支长度;尤其是当分支长度较短时,分支长度增加的增产效果最强;随着分支长度增加到一定长度,继续增加分支长度的产能增幅逐渐减弱。(2)其次应考虑分支数目和分支角度;相较于增加分支长度,增加分支数目和分支角度对产能影响较弱且增产效果相近;基于钻井成本考虑,分支数目不宜过多;分支角度大于45°时,产能增幅呈下降趋势,因此分支角度应小于45°。(3)在充分考虑上述分支参数的基础上,可适当考虑分支间距。相较于其他分支参数,增加分支间距对产能影响最弱,在保证较大控制面积和充分考虑钻井成本的前提下,分支井间距越大越好。