压裂液黏弹特性与悬浮支撑剂能力研究

压裂液黏弹性与悬浮支撑剂的能力息息相关,是压裂液性能的重要参数,也是决定压裂施工成败的关键因素之一。本文就羟丙基瓜尔胶HPG、合成聚合物FA92压裂液的基液和冻胶及黄原胶溶液进行了黏弹性和支撑剂单颗粒沉降速率测试。结果表明,HPG和FA92基液以黏性为主。稠化剂质量分数从0.2%增至0.5%时,20℃下二者的储能模量G′分别从0.16、0.12 Pa增至0.88、0.45 Pa,耗能模量G″分别从0.16、0.18 Pa增至1.86、0.86 Pa,支撑剂沉降速率分别从15.190、15.380 cm/min降至0.729、0.952 cm/min。浓度越高,黏性越大,对支撑剂的悬浮能力增强。温度升高,液体黏弹性减小。黄原胶溶液具有较大的弹性,且弹性远远大于黏性,20℃时0.5%黄原胶溶液的G′、G″分别为7.17、2.81 Pa,60℃时分别为5.774、2.514 Pa。20℃、60℃下支撑剂在0.5%黄原胶溶液中沉降速率分别为0、0.075 cm/min,悬浮能力强,可在非交联状态下作为压裂液使用。HPG和FA92冻胶以弹性为主。室温下,交联剂质量分数从0.1%增至0.5%时,HPG+硼砂冻胶、HPG+BCL-81冻胶、FA92+FAS-301冻胶的G′分别从0.29、0.13、0.56 Pa增至0.90、6.02、8.31 Pa,G″分别从0.50、0.75、0.87 Pa增至0.77、1.05、0.98 Pa,支撑剂沉降速率分别从0.891、0.094、0.015 cm/min降至0.009、0.006、0 cm/min。交联剂浓度越高,冻胶弹性越大,对支撑剂的悬浮能力越强。FA92冻胶的弹性较HPG冻胶的大,对支撑剂的悬浮能力最强。     

太阳能吸附式空调固化复合吸附剂性能

测试了氯化钡-膨胀石墨固化复合吸附剂的吸附性能,并对采用该吸附剂的太阳能吸附式空调系统性能进行了分析。实验结果表明,固化复合技术有利于提高吸附剂的传热传质性能,实验中复合吸附剂循环吸附量可高达0.61 kg·kg^-1;同时,加热流体温度、冷却温度、蒸发温度以及反应约束压力对吸附剂性能都有着不同程度的影响。对于采用该复合吸附剂的太阳能空调系统,在加热温度80℃,冷却温度30℃,蒸发温度分别为5、10、15℃时,系统COP 和SCP均随蒸发温度的升高而增大,在15℃时可分别高达0.5和192 W·kg^-1。     

我国油气藏增产酸液体系的发展历程及进展

酸化酸压技术经历了一百多年的发展历程,不仅在工艺方面形成了酸洗、基质酸化和酸压裂技术,液体方面也得到了大力发展,涌现出多种功能性酸液体系。综述了国内酸液发展历程及深度酸化酸压和转向酸化酸压常用的几种酸液体系发展现状,并对酸液未来发展方向提出几点建议。     

阳离子黄原胶的合成及性能评价

为提高黄原胶的基本性能并拓宽其应用范围,将阳离子醚化剂(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵)和黄原胶(XG)在碱性条件下反应制得淡黄色的阳离子黄原胶(CXG),对CXG的流变特性(剪切变稀性、黏弹性、触变性)以及其作为压裂液的基本性能(携砂性、耐温耐剪切性)进行了研究。结果表明,6 g/L CXG溶液的表观黏度比XG溶液增大了1.34倍,且CXG溶液的弹性模量G'、黏性模量G'和触变环面积均比XG溶液有显著的提高;陶粒在CXG溶液的沉降速度远小于在XG溶液的沉降速度,携砂性能得到提高;XG改性后的耐温耐剪切性提高,4 g/L CXG溶液在80℃、170 s~(-1)下剪切90 min后的保留黏度为58.05 mPa·s,与同浓度的XG溶液在30℃的表观黏度(47.53 mPa·s)相当;XG和CXG溶液的流动曲线可用非线性共转Jeffreys本构方程进行表征,且模拟值与实验值吻合良好。XG通过阳离子改性后,基本性能得到了较大幅度的提高。     

Gemini型自增稠清洁压裂液流变特性

为提高清洁压裂液的耐温性能、降低压裂液成本,以长碳链烷基酰胺丙基二甲胺、环氧氯丙烷、盐酸等为主要原料合成了Gemini型阳离子表面活性剂GX22,研究了GX22自增稠形成的清洁压裂液体系的流变性和耐温性。结果表明,在不加反离子盐的条件下,GX22溶于水即可形成胶束体系。GX22清洁压裂液具有明显的剪切变稀性,流动曲线可用Cross模型模拟;其触变性随GX22浓度的增加而增强,体系结构强度随浓度增加而增强;随角频率的增加,压裂液弹性模量G'和黏性模量G'均增加,且G'大于G',体系以弹性为主;GX22清洁压裂液耐温性良好,含3%GX22清洁压裂液在110℃、170 s~(-1)下剪切90 min后的黏度为33.53 mPa·s。GX22合成步骤少、原料易得、产物无需后处理,压裂液配制简单,与同类型清洁压裂液相比,成本较低。     

中石油压裂液技术现状与未来发展

近年来,随着压裂液技术的发展与完善,胍尔胶、合成聚合物、表面活性剂等各种压裂液技术基本成熟并在特定储层或工艺需求的情况下得到应用。阐述了中石油压裂液技术发展及应用现状,认为压裂液主体技术多元化、对高矿度水的适应性以及实现回收再利用是未来一段时期满足压裂液技术需求和控制成本的决定因素;满足低伤害、低成本、高效环保等技术指标仍是未来压裂液发展方向,并对稠化剂速溶及连续混配的技术条件提出新见解;对高温压裂液技术提出新思路;建议尽快建立非常规储层压裂液及其伤害评价方法,以规范和指导压裂液技术发展。     

回转干馏炉内油页岩与固体热载体颗粒向混合特性实验

搭建回转干馏炉冷态实验装置,通过改变干馏炉内部抄板形式、填充率、出口挡板内径、倾角和转速等因素,实验研究干馏炉油页岩和固体热载体的轴向混合度,而后采用正交试验直观分析法分析实验数据,得到了油页岩和固体热载体轴向混合度影响顺序是抄板形式、倾角、转速、填充率、出口挡板直径,最优组合工况(直角抄板,填充率为50％,出口挡板内径为100 mm,倾角为3.24°,转速为7.7 r/min).     

吹扫捕集气相色谱法快速分析水中苯系物和氯苯类化合物

为了建立水中苯系物和氯代苯类化合物的吹扫捕集-气相色谱监测方法,确定了吹扫时间10min、解析温度230℃、解析时间2min等吹扫捕集条件,以及大口径、强极性毛细管色谱柱、程序升温和FID检测器等气相色谱条件。12种化合物色谱分离过程只需16min,1个样品分析时间小于30min,检测限小于0.08μg/L,加标回收率95%～104%,相对标准偏差1.3%～4.3%。该方法直接进样,操作快捷简便,无污染,适用于饮用水和水源水的调查监测和应急监测。     

吸附制冷系统中固化吸附剂性能的实验研究

在吸附制冷系统中,常用的吸附剂为粉末或颗粒形态,吸附剂颗粒之间的热阻和吸附剂与传热面之间的接触热阻很大,而采用固化吸附剂可以有效提高吸附剂的导热性能。本文以硫化膨胀石墨(ENG-TSA)为基质制备了固化活性炭(AC)吸附剂和固化氯化钙(Ca Cl2)吸附剂,针对固化吸附剂设计了无翅片的吸附床结构,并建立了一个低压蒸气驱动的吸附式制冷系统。通过实验对固化吸附剂的性能进行了测试,分析了吸附剂的传热性能、循环时间和蒸发/冷凝温度对吸附制冷系统性能的影响。结果表明:采用AC/ENG-TSA吸附剂,系统COP、SCP和体积制冷密度分别达到0.140,86.1 W/kg和16.11 k W/m~3;采用CaCl_2/ENGTSA吸附剂,系统COP、SCP和体积制冷密度分别达到0.279,288.6 W/kg和54.03 k W/m~3,性能较传统的吸附剂有明显的提高。     

低温余热驱动的无泵有机朗肯循环瞬时稳态发电性能

建立了一套低温热源驱动的小型无泵有机朗肯循环系统,研究无泵有机朗肯循环回收利用余热发电的性能。该系统中热水温度为75～95℃,冷却水温度为25℃,选择制冷剂R245fa作为系统工质,选择涡旋膨胀机将热能转换为机械能,并通过发电机进行发电。实验结果表明当热水进口温度为95℃时,最大瞬时发电功率为232 W,并可以在250 s的时间内保持稳定在230 W左右,总的发电持续时间为380 s。随着热源水温度下降,功率输出减小,但发电持续时间增加。系统稳定发电平均效率最大为3.92%,此时热源水温度为95℃,最低为3.02%,此时热源水温度为85℃。