压裂液体系优化研究方法探讨

压裂液的粘度与其在井筒和裂缝中的温度以及泵送过程（泵送排量、距离、时间等）有关。液体在井筒和裂缝中的剪切速率与温度都是不同的,液体经历高速率剪切的时间长短不同,对液体的最终粘度造成的影响也不同, 室内实验应考虑到井筒中高速率剪切对压裂液粘度的影响,模拟现场不同施工阶段进行液体性能评价,以便更真实地预测施工过程中液体粘度的变化,使液体满足现场施工要求。并且可以通过改变压裂液组份、采用双交联剂体系等使液体体系进一步得到优化。     

钐掺杂BaZrO3电解质的制备与电学性能研究

通过高温固相法合成了BaZr_(1-)_xSm_xO_(3-)_δ(x=0.05, 0.1, 0.15, 0.2)电解质材料,并对材料的物相结构进行了XRD表征。分别在空气和4%H_2O/H_2中,温度范围为500～800℃下,通过电化学工作站测试了该电解质材料的电学性能。研究发现,稀土元素Sm的掺杂对BaZrO_3电解质材料的电学性能有重大影响,当Sm元素的掺杂量为0.15时,电解质的电导率达到最大值。结果表明,Sm的掺杂可以有效提高BaZrO_3电解质材料的电导率。     

油气井出砂信号的动态监测与处理

针对油气井出砂监测进行了研究，设计了“出砂动态监测系统”。该系统结合传统的振动测量思想与现代信号处理技术，突破了以往在出砂监测中将出砂信号视为静态信号，进而相应地采取静态信号处理的方法，运用功率谱、概率密度函数等数理统计方法，综合识别出砂信号。理论分析与实验研究表明，该实验系统在国内具有先进性。     

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微观孔隙结构是影响气藏水束缚堵塞严重程度的一个重要因素，文章通过微观模型实验技术研究了孔隙结构对气藏水束缚堵塞的影响。微观模型实验技术是指通过相似模拟或仿真模拟的方法制作岩石多孔介质的孔隙网络模型，并以此为研究对象，观测流体在多孔介质中流动的具体情况，以及流体之间、流体与固体表面之间的相互作用规律等问题。模型大致有夹珠模型、毛管网络模型、孔隙网络模型和砂岩孔隙模型， 基于这四种微观模型各自具有不同的优点和缺点，文章选用既能比较真实地反映地层特征，又便于观察，能得到清晰图像的孔隙网络模型进行实验研究。实验过程中，借助显微装备直接观测了模型孔隙体系内的流动细节，并利用录像技术记录了这些细节，用现代测试技术测试有关数据。文章利用微观可视化实验技术，设计了不同孔隙结构的孔隙网络模型，研究了不同孔隙结构条件下气藏水束缚堵塞发生时气水两相微观分布特征，得出了孔隙结构对气藏水束缚堵塞的影响规律。     

预置裂缝压裂割缝参数优选及地面试验研究

为实现最佳割缝效果,在不同砂比、泵压、喷嘴移动速度、喷嘴材质下进行了室内对比试验,优选出割缝工艺参数的合理范围,即5%的砂比、30～35MPa的泵压、4～5mm/min的喷嘴移动速度。并利用优选的参数进行了3次磨料射流切割设备的割缝地面模拟试验,试验中,能够割出宽14～16mm、长63.5～95.5mm、深1.1m的裂缝,说明研制的该套割缝设备及优选的工艺参数能够获得所需的裂缝形态,可为储层的增产改造提供预置裂缝。     

减压塔大开孔结构稳定性分析

应用ANSYS有限元软件对减压塔大开孔结构建立力学模型,并采用特征值、几何非线性以及几何/材料双非线性屈曲分析技术对其在管道弯矩和外压共同作用下的稳定性进行分析。在此基础上,利用ANSYS软件提供的参数化设计语言APDL编写筒体开孔结构稳定性全自动化分析程序,对其在不同弯矩组合下的临界载荷进行分析比较后,最终确定结构的临界外压,并按照JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》对其进行稳定性评定。     

干法压裂技术在实施中的经济分析

干法压裂采用了无水无伤害性液体CO₂作为挟砂剂，避免了对地层渗透率的负面影响，无需担心对地层的潜在伤害。其中CO₂在泵入过程中为液态，可以携带砂子，而在返排的过程中完全气化，不会在地层中造成水或其它化学有害物质的遗留，所以干法压裂特别适合于低渗水敏储层的开发，但是由于干法压裂过程中的费用较大，而且所用二氧化碳量大，其压裂投资大于氮气压裂和氮气泡沫压裂工艺。文章对干法压裂、氮气压裂和氮气泡沫压裂三者之间在开发低渗水敏气层时的净现值进行了比较，研究结果表明，虽然干法压裂初期投资较大，但由于干法压裂可提高通流能力，产量高，且井维护费用较低，使干法压裂比另外两者的经济性更高。从压裂完成后5年内的产量可以看出，实施干法压裂的井累积产量依然是最高的，分别为N₂气压裂、N₂泡沫压裂累积产量的2倍和4倍。     

球罐人孔凸缘新型补强结构设计

凸缘是球型储罐人孔补强首选的补强结构。通过应用ANSYS有限元软件对多组凸缘结构进行分析比较，提出了一种采用板材制造的新型球罐人孔补强结构。在此基础上，利用ANSYS软件提供的参数化设计语言APDL编写了人孔补强结构设计的全自动化分析程序，并对4000 m3碳四球罐、2000 m3乙烯球罐及3000 m3丙烷球罐人孔补强结构进行了极限载荷分析与评定。     

孔隙网络模型法计算水相滞留对气体渗流的影响

孔隙结构是影响气藏储集层孔喉中水相滞留的一个重要因素。考虑滞留的水相在孔隙中的微观分布，利用Bethe网络模型模拟，研究水相滞留对不同孔隙结构体系的气体渗流能力的影响规律，主要包括孔喉大小和分布均匀程度等影响因素。初步模拟计算表明，应用孔隙网络模型研究水相滞留对气体渗流的影响规律是可行的，能将水相微观滞留堵塞机理与宏观损害程度相联系。图6表1参14     

水力割缝工具射流工艺参数设计研究

为确保水力割缝工具的施工效果，对磨料射流工艺参数进行了设计计算，其结果可为割缝工具的设计提供依据。根据流体运动方程计算钢球及石英砂的沉降速度，节省了施工时间，提高了工作效率。