新型復(fù)合凝膠材料用于淺層水平井防堵漏

復(fù)合凝膠材料由聚合物水凝膠與無機(jī)材料復(fù)合而成,可用于印染廢水的處理.綜述了近年來復(fù)合凝膠材料的制備方法、制備材料及其在染料吸附方面的應(yīng)用.復(fù)合凝膠可由自由基聚合、物理交聯(lián)、自組裝等方法制備.常用的無機(jī)材料包括膨潤(rùn)土、蒙脫土、凹凸棒土、鋰藻土等粘土,以及氧化石墨烯、碳納米管等.

水平井可使井眼在油層中有效延伸,增大油層采收面積,用水平井開采稠油的產(chǎn)量是直井的3~5倍。井樓油田儲(chǔ)層主要為井樓扇三角洲前緣沉積,巖性以細(xì)砂巖為主,油層埋藏淺,壓實(shí)及成巖作用差,油層膠結(jié)疏松,物性較好,上部淺層還蘊(yùn)藏著大量的天然氣。因此,利用淺層水平井技術(shù)來提高采收率是國(guó)內(nèi)稠油開采的發(fā)展趨勢(shì)。由于淺層水平井是要在所要求的垂深內(nèi)達(dá)到水平段,曲率半徑大,一般的螺桿作用很難達(dá)到要求,只有使用雙彎螺桿才能達(dá)到目的。

隨著國(guó)際油價(jià)的不斷上漲,鉆井技術(shù)日趨成熟,原來那些油層厚度相對(duì)較薄、構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜、不具備經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值的區(qū)塊逐漸進(jìn)入人們的視野。這些區(qū)塊大多位于區(qū)塊的邊部或構(gòu)造復(fù)雜的斷塊內(nèi),原始地質(zhì)資料稀少,鄰井?dāng)?shù)量有限,不能很好地預(yù)測(cè)油層的位置。為了能夠經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)此類區(qū)塊,實(shí)施導(dǎo)眼井是一個(gè)有效的手段。常規(guī)的導(dǎo)眼井設(shè)計(jì)僅能控制a靶附近的區(qū)域,通過新方法設(shè)計(jì)的導(dǎo)眼井能夠有效地控制整個(gè)水平段,提高水平井油層鉆遇率。

水凝膠是一種具有高保水、高吸水特性的軟材料，用于尿不濕、隱形眼鏡制造等多個(gè)領(lǐng)域，但造價(jià)較高、伸縮性較差、對(duì)人體和環(huán)境有毒害等因素限制了水凝膠的商業(yè)應(yīng)用。美國(guó)研究人員日前宣布，他們發(fā)明了一種用天然材料制造水凝膠的新工藝，所制備的水凝膠廉價(jià)、安全、伸縮性充分，可在食品加工、滅火等方面有新的應(yīng)用。

新型復(fù)合材料防盜井蓋

用非開挖導(dǎo)向鉆進(jìn)管線鋪設(shè)技術(shù),在河北省廊坊市廣陽區(qū)陳桑園村完成了一淺層水平水井的施工,詳盡介紹了該水平井施工方法及施工工藝。

遼河油田出砂油藏水平井存在地層砂粒徑較小、均勻性較差、泥質(zhì)含量偏高等特征,應(yīng)用復(fù)合篩管防砂的完井方式,合理確定復(fù)合篩管的篩網(wǎng)擋砂精度意義重大,本文通過對(duì)復(fù)合篩管結(jié)構(gòu)及擋砂機(jī)理分析,并結(jié)合出砂水平井生產(chǎn)過程分析評(píng)價(jià),為以后遼河油田水平井復(fù)合篩管完井篩網(wǎng)擋砂精度合理設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

應(yīng)用小井眼開窗側(cè)鉆技術(shù)是降低鉆井綜合成本、老井再度穩(wěn)產(chǎn)增效的重要途徑之一。本文針對(duì)哈國(guó)卡拉姆卡斯油田k2357c完井作業(yè)的主要難點(diǎn),詳細(xì)介紹了小井眼內(nèi)開窗側(cè)鉆水平井實(shí)施復(fù)合尾管固井技術(shù)的研究與應(yīng)用情況,包含淺井尾管下入技術(shù)、新型xg-f完井系統(tǒng)設(shè)計(jì)、小井眼窄間隙固井、水平井固井技術(shù)等。為今后同類型井,特別是淺層開窗側(cè)鉆水平井的固井施工提供參考。

勝利油田重點(diǎn)預(yù)探井金平1井是一口高難度大位移淺層水平井,也是中石化重點(diǎn)課題\"長(zhǎng)水平段水平井鉆井技術(shù)研究\"的第一口階段試驗(yàn)井,初始設(shè)計(jì)位垂比達(dá)2.4以上。從鉆機(jī)和設(shè)備選型、井眼軌道優(yōu)化、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、摩阻扭矩分析、鉆井液性能控制要求等方面簡(jiǎn)要介紹了該井的鉆井工程設(shè)計(jì)技術(shù)及應(yīng)用效果,為勝利油田淺層大位移水平井的設(shè)計(jì)和施工提供了技術(shù)支持和經(jīng)驗(yàn)。

介紹了基于復(fù)合材料橋塞的水平井套管完井分段壓裂工藝管柱結(jié)構(gòu)、工藝過程和關(guān)鍵技術(shù)。闡述了該工藝管柱中關(guān)鍵部件——復(fù)合材料橋塞和電纜坐封工具的結(jié)構(gòu)、工作原理及性能特點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況表明,復(fù)合材料橋塞可正常坐封丟手,射孔發(fā)射率100%,平均每個(gè)復(fù)合材料橋塞鉆銑時(shí)間為30min,達(dá)到國(guó)外標(biāo)準(zhǔn);水平井套管分段壓裂管柱結(jié)構(gòu)合理,工藝優(yōu)良,性能可靠,能夠滿足頁巖氣水平井射孔壓裂聯(lián)作的分段完井要求。建議進(jìn)一步優(yōu)化鉆銑復(fù)合材料橋塞工藝和工具,擴(kuò)充橋塞尺寸規(guī)格,使其形成系列化,以滿足油田不同規(guī)格套管的需求。

利用海藻膠下腳料，添加纖維狀物質(zhì)和高分子聚合物研制的一種新型堵漏劑，其封堵能力強(qiáng)，可承受較大的壓力差，能用化學(xué)方法將其降解，從而對(duì)地層，特別是煤層不產(chǎn)生永久性傷害，適用于煤層氣和其它需要對(duì)儲(chǔ)層加以保護(hù)的鉆井。

目前關(guān)于復(fù)合油藏水平井不穩(wěn)定試井理論與應(yīng)用研究很少見,針對(duì)這一問題,建立了水平井2區(qū)復(fù)合油藏不穩(wěn)定試井模型,研究了一種利用拉普拉斯變換、分離變量及特征函數(shù)與特征值法等現(xiàn)代數(shù)學(xué)分析方法對(duì)模型進(jìn)行求解的新方法,獲得了拉普拉斯空間中不穩(wěn)定試井井底壓力表達(dá)式。利用數(shù)值反演,編程繪制了標(biāo)準(zhǔn)的試井分析樣版曲線,并分析了2區(qū)復(fù)合油藏井底壓力動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征。不同的外邊界條件具有不同的外邊界特征響應(yīng),對(duì)頂定壓或底定壓邊界,壓力導(dǎo)數(shù)曲線在早期迅速下掉,不能反映出2區(qū)復(fù)合油藏的復(fù)合特性。對(duì)頂、底均為封閉邊界,樣版曲線明顯反映出油藏的2區(qū)復(fù)合特性。實(shí)例分析結(jié)果表明,該模型可以用于2區(qū)復(fù)合狀油藏水平井的不穩(wěn)定試井解釋,為油田開發(fā)生產(chǎn)服務(wù)。

針對(duì)線性復(fù)合油藏的特點(diǎn),建立了無限大外邊界的線性復(fù)合油藏水平井試井模型,利用laplace變換、有限fourier余弦變換以及fourier變換對(duì)模型進(jìn)行求解,最后利用stehfest數(shù)值反演繪制了壓力典型曲線,對(duì)整個(gè)不穩(wěn)定滲流過程進(jìn)行了流動(dòng)階段的劃分,分析了相關(guān)因素對(duì)壓力典型曲線的影響.結(jié)果表明:無限大外邊界的線性復(fù)合油藏水平井的滲流過程可以分為7個(gè)流動(dòng)階段:水平井與兩區(qū)分界面的夾角對(duì)壓力典型曲線幾乎沒有影響,而水平井中心距兩區(qū)分界面的無因次距離對(duì)壓力影響較大,無因次距離值越小,中期徑向流階段的持續(xù)時(shí)間越短,晚期徑向流階段的開始時(shí)間越早.

介紹了國(guó)內(nèi)外重介質(zhì)旋流器的發(fā)展歷程以及在分選過程中存在的嚴(yán)重磨損問題;簡(jiǎn)述了旋流器的磨損形式和旋流器內(nèi)襯的選材,分析了氧化鋁陶瓷內(nèi)襯的磨損機(jī)理及存在的不足。最后,從選材及材料的制備上入手,提出了制備新型耐磨復(fù)合材料的新工藝。

闡述了目前常用的3大類基片材料,即塑料基、金屬基和陶瓷基材料,比較了3類材料的性能,得出了陶瓷基材料是綜合性能較好的基片材料的結(jié)論,并比較了目前陶瓷基片材料中的al2o3、aln、beo、sic的性能,認(rèn)為sic作為基片材料具有良好的發(fā)展前景;針對(duì)單相sic陶瓷固有脆性導(dǎo)致難以大尺寸成型的問題,提出了使用c/sic復(fù)合材料制備基片材料的可能性,并綜述了c/sic復(fù)合材料的制備工藝,比較了3種工藝(pip、cvi、lsi)所制備的材料的性能,認(rèn)為液相滲硅(lsi)c/sic復(fù)合材料制備大尺寸封裝基片材料是未來最具前景的發(fā)展方向。

復(fù)合型材料因?yàn)槠洳┎杀婇L(zhǎng),具有很多其他材料不具備的功能,可以說是"青出于藍(lán)而勝于藍(lán)"。因此新型復(fù)合材料在航天、機(jī)械、能源、生物等高科技領(lǐng)域發(fā)揮了很大的作用。什么是復(fù)合型材料記者采訪到復(fù)合材料專業(yè)研究機(jī)構(gòu)——哈爾濱玻璃鋼研究院的高級(jí)研究員劉先生,他的工作內(nèi)容是復(fù)合型材料的研究、開發(fā)。具體來講,他研究的材料叫做"碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料"。"像手機(jī)里面機(jī)芯的材料、航天航空高端設(shè)備材料以及做鞋底用的膠水加布料,都是現(xiàn)實(shí)生活中復(fù)合型材料的應(yīng)用。"

無機(jī)凝膠材料

針對(duì)蘇里格地區(qū)低孔低滲砂巖氣藏的特點(diǎn),依據(jù)ass-1全酸溶鉆井(完井)液在該地區(qū)探井的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),研制出了復(fù)合鹽水低傷害鉆井完井液。該鉆井液在常規(guī)條件下對(duì)地層的平均傷害率僅為5.9%,在特殊模擬井下條件下,對(duì)氣層的平均傷害率為13.64%,暫堵性好,井壁上形成的暫堵濾餅通過氣層壓力完成解堵,簡(jiǎn)化了完井、投產(chǎn)作業(yè)。該鉆井液在桃7-9-5ah井水平段施工過程中,起下鉆無阻卡,井底無沉砂,解決了因泥頁巖水化膨脹而引起的縮徑和坍塌、高摩阻大扭矩、pdc鉆頭泥包等一系列技術(shù)難題,創(chuàng)造了長(zhǎng)慶區(qū)塊水平段一只φ152.4mm鉆頭810m進(jìn)尺的記錄,并獲得無阻流量150×104m3/d的高產(chǎn)氣流。

焦石壩龍馬溪組非常規(guī)頁巖氣開采是中石化集團(tuán)公司涪陵頁巖氣產(chǎn)能示范區(qū)開發(fā)的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,首批非常規(guī)頁巖氣水平井水平段以油基鉆井液鉆進(jìn)為主。該區(qū)塊已發(fā)現(xiàn)多處易漏地層,水平段漏失情況尤其復(fù)雜,不僅加大了施工難度,更增加了鉆井成本。為有效解決水平段油基鉆井液堵漏難題,室內(nèi)研究開發(fā)了一種水平井油基鉆井液水泥漿堵漏技術(shù),該技術(shù)的特點(diǎn)是采用柴油與淡水的混合物配制堵漏水泥漿,其與現(xiàn)場(chǎng)油基鉆井液可以任意比例混合而不會(huì)產(chǎn)生配伍性問題。實(shí)驗(yàn)室對(duì)該堵漏水泥漿性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,結(jié)果顯示,該堵漏水泥漿密度、稠化時(shí)間和抗壓強(qiáng)度均可調(diào),具有沉降穩(wěn)定性好、流動(dòng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果充分說明,該水泥漿堵漏技術(shù)在油基鉆井液水平段裂縫堵漏中具有廣闊的應(yīng)用空間。

隨著蘇里格氣田天然氣水平井的大規(guī)模開發(fā),天然氣水平井機(jī)械鉆速低、鉆井周期長(zhǎng)的問題日漸突出,這在很大程度上歸咎于牙輪鉆頭平均機(jī)械鉆速低、鉆頭用量大、單只鉆頭進(jìn)尺低、起下鉆頻繁等原因。伴隨著鉆井工藝技術(shù)的進(jìn)步和螺桿鉆具型號(hào)規(guī)格的完善及其性能的提高,配合高效pdc鉆頭進(jìn)行復(fù)合鉆井的技術(shù)在蘇里格水平井開發(fā)過程中的應(yīng)用已趨于成熟。針對(duì)近年蘇里格已施工的水平井情況,綜合分析了蘇里格天然氣水平井目前使用的pdc鉆頭和螺桿鉆具工作特性,闡述了pdc鉆頭配合螺桿復(fù)合鉆井技術(shù)在蘇里格天然氣水平井的快速鉆進(jìn)中的應(yīng)用情況及效果。結(jié)果表明,該技術(shù)對(duì)水平井提高機(jī)械鉆速,縮短鉆井周期,節(jié)約鉆井成本,加快勘探開發(fā)步伐具有重要意義。

勝利油田存在眾多的低滲透區(qū)塊,利用常規(guī)手段難以進(jìn)行有效地開發(fā),為此,一般采用水平井固井后射孔加大型壓裂的完井工藝,而固井質(zhì)量又是其中至關(guān)重要的因素,直接影響到后期壓裂的效果。目前,水平井的固井質(zhì)量普遍不高,其主要原因在于:一方面,水平段套管在重力作用下偏向下井壁,導(dǎo)致注水泥后形成的水泥環(huán)薄厚不均,嚴(yán)重影響了固井質(zhì)量;另一方面,若水平井段的水泥漿存在析水,則析出水聚積于井眼上側(cè),從而造成竄槽現(xiàn)象。為了解決水平井固井中存在的這些問題,采用復(fù)合水泥漿體系并結(jié)合其它輔助手段進(jìn)行施工,明顯提高了油層段固井質(zhì)量。對(duì)復(fù)合水泥漿體系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),其結(jié)果表明:復(fù)合水泥漿體系較常規(guī)水泥漿具有的低失水、流變性好、體系穩(wěn)定、防竄性能強(qiáng)、韌性高的優(yōu)點(diǎn),能夠有效的應(yīng)用于水平井固井作業(yè),保證低滲油藏后期開發(fā)對(duì)固井質(zhì)量的需要。

綜述了水平井段常用的幾種鉆井液體系。較詳盡地介紹了新型聚合物、仿油基、可循環(huán)泡沫、弱凝膠、無固相等鉆井液以及儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀、研究發(fā)展方向。簡(jiǎn)介了用于煤層氣、稠油藏、裂縫性等特殊儲(chǔ)層方面水平井的鉆井液和儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)?？偨Y(jié)了水平井完井后清除鉆井液泥餅、恢復(fù)儲(chǔ)層產(chǎn)能的技術(shù)發(fā)展。最后提出了水平井鉆井液及儲(chǔ)層保護(hù)新的發(fā)展方向。