固体酸催化剂技术应用的进展及主要问题

在阐述铝阳极氧化膜特点的基础上,介绍了固体酸催化剂技术应用的进展情况,并指出了其中存在的主要问题。     

砂岩地层深部延缓酸化酸液配方研究

研究了一种用于砂岩酸化的缓速酸液体系—以有机酸、磷酸、有机酸铵和氟化铵为主体的酸液体系,对其缓速机理进行了探讨并通过室内试验得出:该体系与常规土酸相比与石英砂、大理石和膨润土的反应速率较慢,尤其对粘土含量高的砂岩地层缓速效果较好;并且该体系与砂岩和粘土反应后不改变固体物质的结构,可以络合多价金属离子(如:Fe³⁺和Al³⁺),不会产生二次沉淀。     

对浓稀盐酸、硫酸、硝酸划分界限的探讨

通常所说的浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸 ,一般指市售浓度的酸。本文通过实验与理论分析得出 ,浓稀盐酸、硫酸、硝酸的划分 ,可分别以 70 %、 2 0 %、 50 % (质量分数浓度 )为划分界限。     

遇水膨胀封隔器分段酸压技术及应用

中国西北某油田奥陶系碳酸盐岩油藏以裂缝溶洞为主要储集空间，具有超深、高压和高温的特点，水平井笼统酸压存在效果差以及分段改造方式和工具选择困难等问题。阐述了遇水膨胀封隔器分段酸压技术原理、技术关键、施工程序和工具性能参数。根据试验井实际钻、录、测井资料和分段酸压级数优化结果，结合储层裂缝、溶蚀孔洞特点，并考虑完井工具对井径、井眼轨迹的要求，以有利储层段有效改造为原则，确定分段酸压完井方案，优化了封隔器下入和膨胀座封时间，开展了分段酸压优化设计以及现场试验。试验表明：分段酸压完井方案及酸压优化设计方法是正确的，但投球滑套等工具质量以及完井酸压过程中的质量控制需进一步提高和完善。     

储层岩石矿物成分对酸蚀裂缝导流能力的影响

储层岩石矿物成分是酸压改造效果影响因素之一。研究认为，在储层岩石矿物成分中易溶物的含量及分布方式决定了酸蚀裂缝导流能力大小，易溶蚀物的含量越多，岩石溶蚀速率越快。室内测试了不同溶蚀速率下的灰岩和白云岩的酸蚀裂缝导流能力，研究了岩石溶蚀速率、易溶蚀物含量对酸蚀裂缝导流能力的影响，对酸压工艺设计方案提出了指导性建议。研究结果表明，储层岩石溶蚀速率与酸蚀裂缝导流能力增加倍比存在抛物线关系，易溶蚀物占30%40% 时酸蚀裂缝导流能力保持较好。     

裂缝性油藏酸液滤失模型研究

酸液在酸压裂缝内流动时,有少数较大的岩石孔隙或天然裂缝首先受到过量酸液的溶蚀而迅速增长形成蚓孔,使滤失主要在蚓孔内发生。因此研究天然裂缝性油藏酸液滤失,必须考虑酸蚀蚓孔的影响。基于裂缝性油藏酸压中酸液的流动反应特性,建立了酸蚀蚓孔的增长模型、酸液在蚓孔内流动反应模型和滤失的酸液在地层中流动模型,提出了便于现场应用的裂缝性油藏酸压滤失计算方法;就影响蚓孔增长及滤失的裂缝净压力、蚓孔密度和酸液粘度等因素进行了实例计算分析,对于现场酸压施工中有效控制酸液的滤失具有重要的意义。     

同离子效应和温度场对裂缝中酸液有效作用距离的影响

酸液有效作用距离是酸压设计的重要参数,也是影响酸压效果的重要因素。酸液中的反应产场(同离子)和裂缝中温度分布对酸液沿裂缝流动时的有效作用距离影响很大。到目前为止,尚未见到研究同离子效应和温度场对酸液有效作用距离综合影响的文章。本文从酸压设计计算的实际需要出发,考虑影响酸液有效作用距离的主要因素,建立裂缝中酸岩流动反应数学模型,并将该模型与裂缝中温度分布模型、速度场模型和表面反应动力学模型联立求解,编制电算程序,进行系统计算。分析对比,给出了同离子效应、酸液浓度、地层温度、反应生成热等因素对酸液有效作用距离影响的对比数据和图表。本文所编制的计算机程序和得到的结论可供酸压施工和设计计算使用。     

SO42-/ZrO2-Nd2O3固体酸的制备及其催化活性

以皮胶原纤维为模板剂,硫酸锆为锆源,掺杂稀土Nd元素制备SO42-/Zr O2-Nd2O3固体酸。通过TG、XRD、FT-IR、SEM以及N2吸附脱附分析等表征了制备条件对SO42-/Zr O2-Nd2O3固体酸结构的影响。结果表明,SO42-/Zr O2-Nd2O3固体酸较好地保持了模板的纤维结构,添加稀土Nd元素能有效抑制晶粒增长,Zr O2-Nd2O3晶粒尺寸为5.1~11.6 nm,比表面积为63.96 m2/g;以乙酸和正丁醇的酯化反应为模型反应考察SO42-/Zr O2-Nd2O3固体酸的催化活性,催化剂活性较高,重复使用5次,乙酸的转化率仍可达到85%,表现出较好的重复使用性,具有一定的工业应用前景。     

酸催化剂对尿囊素合成的影响

以乙二醛、硝酸、尿素为原料,通过二步合成得到尿囊素,主要考察了缩合反应中,使用不同催化剂催化缩合尿囊素的收率对比及影响因素.实验结果表明:液体酸硝酸做催化剂时,收率最高达68.99%,而稀土固体超强酸B(S2O82-/Z rO2--S iO2-Sm2O3)做催化剂时,产品收率最高达65.02%.所得产品经熔点测定、元素分析、红外光谱分析验证为尿囊素.     

固体酸酯化反应催化剂研究Ⅰ 催化剂的制备及活性

本文介绍了一种改性树脂型的固体酸催化剂,研究了该催化剂对于乙酸/丁醇酯化反应的催化作用,结果表明:该催化剂具有活性高、选择性好的优良特点。在催化剂用量为2％(wt),醇/酸比为1.2的条件下,反应45分钟,醋酸转化率可达99.5％。色谱分析表明没有副反应发生,使用工业原料连续运转500小时,催化剂活性基本稳定不变。     

多氢酸酸化技术及其应用

砂岩储层酸化的常规土酸体系存在与矿物反应速度快、酸化液的有效距离短和容易产生二次沉淀等问题。现存的缓速酸酸液体系不能克服粘土和石英界面反应速率的巨大反差，新的深度酸化工艺可以在一定程度上增加酸液的穿透距离，但工艺繁琐，且仍然不能解决沉淀、堵塞问题。多氢酸体系与现存的HF酸体系相比，其反应速度慢，溶解能力强，且具有良好的防垢性能和分散性能，可以抑制井眼附近的地层伤害，有效控制二次沉淀等优点。本研究对多氢酸的酸度特性、溶蚀性能、润湿性、静态腐蚀性以及多氢酸的分散和防垢性能进行了室内测试，并对土酸、氟硼酸及多氢酸进行了酸化效果实验评价。室内实验及现场应用表明，多氢酸性能优越，可明显提高酸化效果。     

酸处理降低地层破裂压力的计算分析

针对超深储层的破裂压力很高，对压裂施工设备的功率和承载能力要求更高，在施工安全上存在一定隐患的实际，研究了超深储层的破裂压力模型以及利用岩石力学性质的酸敏性，采取酸化预处理降低地层破裂压力，建立了射孔井筒破裂压力预测模型，分析了酸化预处理降低地层破裂压力机理。利用西部某深层气藏岩样室内酸处理前后岩石弹性模量、泊松比和岩石抗压强度变化结果，计算了该气藏酸处理前后的破裂压力，结果表明酸预处理后破裂压力大幅下降，对降低压裂施工压力有重要作用。为在现有工程条件和技术条件下，准确预测破裂压力和施工压力、合理选用施工设备、降低储层改造的工程风险提供了方法。     

动边界复合油藏低速非达西渗流试井分析

基于三向地应力和气体压力作用下水平井筒周围围岩的受力特点,通过引入加权函数,并采用与时间相关的爆生气体压力分布方程,应用弹性力学、断裂力学理论给出了多级脉冲气体加载压     

压裂液强制返排中支撑剂回流理论及应用研究

对于低渗致密储层,压裂施工结束后常采用压裂液强制返排技术,支撑剂是否回流是该技术成功与否关键性的评价标准。针对目前支撑剂回流机理研究的局限性,详细分析了支撑剂运移回流的物理过程,通过对注入的最后一段支撑剂中的单颗粒支撑剂的受力分析,建立了支撑剂回流的运动模型和起动模型。计算结果表明：注入的最后一段支撑剂在停泵后瞬间就在裂缝口停下来,支撑剂是否发生回流主要取决于返排的压裂液是否有足够的速度将支撑剂起动;在强制返排的过程中,先用小油嘴放喷返排,然后换用较大油嘴,既能及时把压裂液排出地层,又能较好地防止支撑剂回流。为定量选择放喷油嘴直径提供理论依据,优化返排工艺。     

辛基十二烷基缩水甘油醚的合成

以固体氢氧化钠、格尔伯特二十醇和环氧氯丙烷为原料,采用四丁基溴化铵为相转移催化剂,合成了2辛基十二烷基缩水甘油醚。讨论了原料摩尔比、四丁基溴化铵的用量、反应温度、反应时间对反应产率的影响。最终确定最佳反应条件是：n（格尔伯特二十醇）∶ n（环氧氯丙烷）∶ n（固体氢氧化钠）=1.00∶ 1.15∶ 1.20;四丁基溴化铵用量为0.05（相对醇的摩尔比）;反应温度为50℃;反应时间为4h。在此条件下可得产率为79.8%的2辛基十二烷基缩水甘油醚,用盐酸-丙酮法测得其环氧值为0.232。最终产物结构通过红外光谱分析得到证实。     

裂缝性油藏压裂水平井生产动态模拟研究

研究的低渗裂缝性油藏包括基质、天然裂缝及人工裂缝,根据压裂后流体在各系统的渗流特征,建立了考虑高速非达西、启动压力梯度、毛管压力、重力作用的三重介质三维油水两相渗流数值模型,给出了其数值解法。利用研制的低渗裂缝性油藏压裂水平井生产动态模拟器分析了裂缝及储层参数对生产动态的影响。模拟结果表明,基质中启动压力梯度、人工裂缝中导流能力随时间的递减、高速非达西系数、天然裂缝渗透率、裂缝条数及裂缝长度等对压裂水平井生产动态有很大影响。要准确评价水平井压裂效果,在此类油藏压后生产动态模拟时应该考虑这些因素的影响。     

基于小波变换的随钻测试数据降噪方法研究

为消除随钻测试装置采集信号中的噪声,给工程人员提供准确的现场信息,提出了基于小波变换的方法对随钻测试数据进行降噪处理。首先,根据含噪声的随钻测试数据模型建立起小波变换降噪的基本流程。其次,在对含噪信号的小波变换特性分析的基础上,运用自相关函数对其在小波变换尺度空间中进行白噪声检验,确定小波最优分解层数。在分析对比小波降噪阈值的不同选取方式后,采用广义交叉确认理论来计算最优降噪阈值,从而在对信号降噪的同时还最大程度地保留了信号的有效特征成分。最后给出了基于该方法小波变换的随钻测试数据降噪的详细步骤,对实测的钻压和扭矩数据进行了小波降噪,取得了良好的降噪效果,为钻井工程后续分析提供了可靠的数据支撑,证明了本方法的优越性。     

川东北飞仙关组异常压力演化与油气成藏

根据实测的下三叠统飞仙关组地层压力资料所展示的地层压力分布与气藏的特征关系,分析了不同类型储层气藏压力成因机制、演化及与油气成藏关系。正常压力系统,多处于台地边缘礁滩相,储层岩性以云岩为主,储集类型多为孔隙型,气藏一般甲烷含量低、硫化氢含量高;异常高压或超高压系统,多处于海槽区或台内云岩欠发育区,储层岩性以灰岩为主,气藏甲烷含量高、不含或含极少量的硫化氢,主要为裂缝型气藏;孔隙型气藏和裂缝型气藏具有明显不同的成压演化机制：以孔隙型储层为主的气藏经历了印支末期—燕山早期古油藏常压阶段,燕山中—晚期液态烃类热裂解成气的超压气藏阶段,TSR反应及其作用和喜马拉雅期的构造抬升使孔隙型储层降压为正常压力系统并最终定型为常压气藏阶段;以裂缝型储层为主气藏经历了燕山中—晚期高压天然气充注和燕山晚期构造挤压作用下古高压气藏阶段,喜马拉雅晚期强烈构造挤压超高压气藏定型阶段。     

花岗岩储层损害机理及保护技术研究

花岗岩储层由于岩性、物性、孔隙结构和敏感性矿物特征与常规储层有一定的差异，所以其损害机理也与常规储层不尽相同。本次研究利用扫描电镜、铸体薄片等手段，系统分析了花岗岩储层的损害机理，并对其有效的储层保护措施进行了探讨。研究结果表明：花岗岩储层主要的损害机理为固相侵入、应力敏感性损害和水锁损害，“五敏”损害中水/盐敏、碱敏损害较弱，主要为酸敏和速敏损害。研究认为欠平衡钻井技术是开发花岗岩储层的最佳选择，将欠平衡钻井与非直井工艺相结合可穿越储层中多条裂缝，获得更佳的产能；低压屏蔽暂堵技术虽然难以解决储层中宏观缝、大缝的封堵问题，但可以有效封堵储层中小于50μm的裂缝，使部分产能得到保护