一种疏水缔合聚合物快速溶解方法研究

研究了疏水缔合聚合物（AP–P4）经过拉伸装置后的溶解时间。结果表明，拉伸装置可以缩短疏水缔合聚合物的溶解时间；拉伸装置的最佳间距为200 μm，此时疏水缔合聚合物的溶解时间为25 min。经拉伸装置处理后的疏水缔合聚合物可以在30 min 内达到溶解；提高温度可以显著改善疏水缔合聚合物的溶解效果，缩短疏水缔合聚合物的溶解时间。     

高吸水冻胶调剖堵水剂的流变性能

研究了高吸水冻胶调剖堵水剂HSG成胶前溶胶体系的流变性能。通过考察主剂共聚物含量对溶胶体系表观粘度的影响,以及粘温特性、触变性、蠕变-回复、小幅振荡剪切应力扫描和频率扫描实验,确定了溶胶体系的流变性参数。结果表明:HSG溶胶体系的表观粘度随主剂共聚物含量增加而增大,随温度升高明显下降。HSG溶胶体系表现出正触变性,主剂共聚物含量越大,溶胶体系触变性越强。蠕变-回复实验表明:随共聚物含量的增加,溶胶体系弹性增强。通过小幅振荡剪切应力扫描、频率扫描实验得出随主剂共聚物含量增加,线性粘弹性区域变宽,储能模量、耗能模量和复合动态粘度变大。     

疏水缔合聚丙烯酸与TX-10的相互作用及流变性

系统研究了疏水缔合聚丙烯酸共聚物（HMPA）水溶液及在非离子表面活性剂（仲辛基酚聚氧乙烯醚，TX-10）存在条件下的流变特性和缔合行为。结果表明，HMPA水溶液存在一个聚合物网     

复配稳泡剂泡沫体系高盐增效性及粘弹性研究

对研制出的复配稳泡剂泡沫体系，在80℃下开展了高盐对泡沫体系的稳定性和表观粘度影响的研究，并应用扫描电镜观察不含盐、含盐度为7.08×104mg/L和20.30×104mg/L的泡沫的微观结构，试图找到高盐增效性的作用机理；运用HAAKE流变仪研究了高矿化度泡沫体系的粘弹性。实验结果显示：泡沫体系具有高盐增强泡沫体系的稳定性和表观粘度的效应，同时，该泡沫体系还存在一个最佳抗盐度；扫描电镜显示高浓度盐、聚合物和表面活性剂之间形成了高强度的复合膜，从而增加了泡沫的稳定性；泡沫体系具有很好的粘弹性。首次对泡沫体系的高盐增效性进行了研究，丰富了泡沫体系的理论，具有一定的应用价值。     

界面处理对聚丙烯/玻璃微珠体系流变性能的影响

研究了偶联剂(KH 550)和马来酸酐接枝聚丙烯(M PP)表面偶联反应对聚丙烯(PP)/玻璃微珠(GB)复合材料界面形态和流变性能的影响。采用ARES型旋转式流变仪和扫描电镜(SEM)对材料的熔体粘度、动态特性以及界面形态作了研究。实验结果表明:玻璃微珠对材料有增加模量和粘度的作用,并且GB含量越高材料的模量和粘度就越高。使用KH 550偶联剂处理GB后,其表面变得更为粗糙,且体系相容性未得到改善,材料的粘度与模量有所上升。在基体中加入少量能与KH 550反应的低分子量M PP,虽然体系相容性得到了改善,但是降低了粘度;然而KH 550与M PP界面反应形成的“聚合物刷”又具有增粘作用,因此体系中增粘作用和降粘作用相互竞争。实验证明降粘作用为主导作用,体系粘度下降。     

二元泡沫流动性能影响因素研究

通过研究泡沫在多孔介质中的流动性能， 考察了发泡剂和聚合物 （ HPAM） 浓度、 气液比、 渗透率和注入方式等对提高岩芯波及系数、 降低渗透率的影响。实验结果表明： 泡沫在岩芯中的阻力系数和残余阻力系数均随发泡剂及 HPAM 的浓度增加而增加， 发泡剂、 HPAM 浓度大于一定值后， 泡沫的阻力系数、 残余阻力系数增加缓慢； 泡沫在不含油岩芯中的阻力系数和残余阻力系数是含油岩芯中的 3 倍以上； 适当增加气液比有利于提高泡沫的流度控制能力， 但过大的气液比会出现气窜； 同一泡沫体系并不适合改善所有不同渗透率岩芯的流度控制能力， 可以通过改变泡沫体系配方来改善泡沫流度控制能力， 提前发泡方式注入的泡沫流度控制能力最佳， 交替方式注入泡沫的流度控制能力随交替段塞增加而降低。     

磷酸酯/Fe3+ 型油基冻胶压裂液性能研究

针对磷酸酯/Al3+ 交联的油基压裂液交联速度慢，交联剂溶解性慢、稳定性差和价格高等缺点，首次对磷酸酯/Fe3+ 交联的油基压裂液体系进行了研究。通过对铁交联剂体系的优化，筛选一种磷酸酯/Fe3+ 交联的新型交联剂体系，并对磷酸酯/Fe3+ 油基冻胶压裂液性能进行了评价。结果表明：采用30%Fe2(SO4)3+15% 二乙醇胺+55% 水制备的新型交联剂体系，直接与磷酸酯混合即可形成油基冻胶，其性能不受放置时间的影响，交联速度快，成胶性能好，10 min 就可达到最大黏度；压裂液的抗温抗剪切性能高，与常规铝交联剂体系比较，压裂液成胶速度提高了20 倍，压裂液的抗温能力由原来100 ℃提高到135 ℃，并且压裂液的破胶性和滤失性等性能均能达到压裂施工的要求。     

抗盐聚合物分子集聚影响因素及其渗流特性

利用电镜扫描方法研究了驱油用抗盐聚合物ASPAM和部分水解聚丙烯酰胺PHPAM溶液的分子聚集现象；模拟现场聚合物注入过程，分析了聚合物溶液质量浓度、配制水矿化度、多级过滤和机械剪切作用对聚合物分子聚集体的影响；通过岩芯实验，分析了ASPAM的渗流特性。结果表明，ASPAM显示了分子的聚集状态，达到聚集状态后其粘度显著提高；ASPAM较PHPAM具有优异的抗盐和抗剪切性，在多孔介质中的动态滞留量更大。实验研究对现场应用抗盐聚合物驱油，以及聚合物的改性具有指导意义。     

高温高压气体－原油分子扩散系数研究

分子扩散在注气开发过程中有重要作用，是影响气-液混相效果的重要参数。目前通用的相态计算软件在计算过程中均假设油气一接触就立刻达到平衡，由于扩散影响，实际上这种现象是不存在的。采用定容扩散方法及相关模型研究了高浓度CO₂、CH₄、N₂体系与油田地面分离器原油之间的扩散现象，研究表明：气－油体系并不是一接触立刻达到平衡，与组分的扩散速度有关；扩散系数为一变化值，随着压力的降低，扩散系数逐渐增加，直至体系达到平衡；而且在实验过程中发现不同位置液相的性质不同。实验研究为相态研究开辟了一条新的道路，所取得的成果对优化注气方案有一定的参考价值。     

纳微米聚合物颗粒分散体系微孔滤膜流动特征

为了评价纳微米聚合物颗粒分散体系在低渗透油藏中的流动特征,利用微孔滤膜模拟低渗透油藏的喉道,采 用激光粒度仪和微孔滤膜过滤装置,对其流动特征及其影响因素进行了研究。结果表明：水化时间小于120 h 时,聚 合物颗粒的封堵作用较强;水化时间大于120 h 后,聚合物颗粒逐级调驱能力增强;随着压力差增大,聚合物颗粒储层 深处逐级调驱的效果增强,压力差大于0.15 MPa 后,逐级调驱效果增加的速度明显加快;随着滤膜孔径减小,聚合物 颗粒过滤速度急剧降低,在0.45,0.80µm 微孔滤膜上粒径为1.68µm 聚合物颗粒具有很强的封堵能力,而在3.0 µm 微 孔滤膜上具有较强的储层深部逐级调驱效果;随着聚合物颗粒浓度增加,储层深部逐级调驱效果变弱,颗粒浓度增至 2.0 g/L 后,聚合物颗粒已经没有深部逐级调驱的效果。     

基于最优支撑剂指数法优化低渗气藏裂缝参数

现行裂缝参数设计方法没有考虑以压后有效渗透率为设计参数，也没有考虑经济允许的最佳压裂规模，因此不能确保压裂效果的长效性与经济性。基于支撑剂指数法，以经济最大化为目标，考虑非达西流动效应与压裂液伤害对裂缝渗透率的影响，结合经济因素、油藏规模、压裂规模间相互关系得到最优支撑剂指数函数，压裂已知规模气藏时，通过该关系函数可确定唯一的最优支撑剂指数及最优缝长，通过迭代求解可得到非达西流动条件下最优裂缝参数。计算结果表明，非达西流动效应越严重，最优支撑剂指数越小，最优缝长越小，最优缝宽越大，降低裂缝内非达西流动效应的影响需要设计低穿透比和高导流能力的裂缝。     

砂泥岩交互储层支撑剂导流能力实验及应用

在砂泥岩互层的压裂施工中,由于压裂层数多且薄,所造缝的缝宽较窄,且由于支撑剂的大量嵌入,导致支撑裂缝导流能力进一步变差。为使裂缝参数与地层参数相匹配,在对不同粒径、铺砂浓度和支撑剂嵌入等复杂条件下的导流能力进行评价的基础上,进行了组合粒径实验研究,结果表明：尽管在闭合压力较小时,20/40目与16/30目组合粒径导流能力均与16/30目支撑剂有较大差距,但随着闭合压力的升高,使用组合粒径（20/40∶16/30=3∶1）获得的裂缝导流能力已经接近单一粒径（16/30目）的导流能力。现场对Y3438井优化得到了组合粒径的最佳比例,压裂施工后取得了显著效果。研究成果对胜利油田滩坝砂岩储层的压裂改造有重要的指导意义。     

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。     

反映动态启动压力梯度的低渗透油藏渗流模型

基于流体边界层理论，建立了一种描述在低渗透油藏流体非线性渗流特征的新模型，获得了动态启动压力梯 度的连续变化函数。应用考虑动态启动压力梯度的非线性渗流模型，建立了一维单相流体流动的数学模型，并应用全 隐式方法对离散方程进行了线性化处理；对比研究了线性渗流模型、拟线性和反映动态启动压力梯度的非线性渗流模 型下地层压力的分布特征及流体非线性渗流系数对动边界扩展的影响。数值结果表明：受动态启动压力梯度的影响 在近井区域地层压力下降幅度更大，在远井区域的地层压力越高，地层压力下降范围更小；非线性系数数值越小，流体 流动的非线性程度越强，动边界的扩展速度越慢。     

多裂缝系统垂直裂缝井不稳定渗流分析

高能气体压裂和脉冲压裂能在近井地带形成多条径向裂缝，对此建立了均质油藏和双重介质油藏多裂缝系统垂直裂缝井的物理模型。利用叠加原理，在单裂缝系统压力分布公式的基础上，得到了多裂缝系统垂直裂缝井不稳定渗流压力响应的计算方法，绘制并分析了油藏参数、裂缝条数和裂缝分布影响下的压力动态典型曲线。结果表明：流体在多裂缝系统的流动特征与裂缝条数和裂缝分布有关，当裂缝条数较少并且夹角较大时，压力动态曲线主要分为3个流动阶段：线性流段、椭圆流段和拟径向流段；当裂缝较多或者夹角较小时，由于裂缝之间相互影响，线性流段和椭圆流段之间的过渡段变长，线性流段可能消失；裂缝条数越多，供液能力越强，相同时间下，井底压力下降得越少。     

非均质性砂砾岩储层渗透率预测方法研究

针对测井储层评价中的渗透率预测问题，基于相控建模理念，采用流动单元分析法，将所研究工区划分为4个特征明显的流动单元；采用最能表征储层储集性能的声波时差、补偿密度、补偿中子、自然伽马、流动层带指数进行模糊聚类分析，选取最大隶属度大于70%的最优样本进行建模，得到流动单元的判别模型；建立了复杂砂砾岩储层渗透率模型，提高了储层流体渗透性能的预测精度，为非均质储层物性认识提供了参考方法。     

粘弹性流体驱替残余油微观力计算

为进一步探索聚合物的弹性对残余油的驱替机理， 选取上随体 Maxwell 本构方程， 建立粘弹性流体在微孔道中的流动方程。在应力张量理论基础上， 计算作用在残余油膜上的水平偏应力差。分析、 对比不同流变性流体、 油膜宽度及压力梯度对作用在残余油膜上的水平偏应力差的影响。结果表明： 在油田生产实际平均压力梯度为 0.02 MPa/m 的情况下， 水、 幂律流体 （ n = 0.6 ） 、 粘弹性流体 （ We= 0.3） 三者作用于残余油膜上的水平偏应力差的比值约为 1：10：25， 即粘弹性流体 （ We= 0.3） 驱油时对油膜的驱动力大约是水驱的25 倍。进一步从理论上证明了粘弹性流体能够提高微观驱油效率这一结论。     

低渗透气藏应力敏感性及其变形机制研究

低渗透气藏岩性致密、渗流阻力大、压力传导能力差，地层压力的下降会对渗透率造成伤害而影响气井产能。目前，一般通过室内物理模拟实验评价储层应力敏感性。以吉林油田龙深气藏为研究对象，从储层岩石硬度、裂缝分布、粘土矿物含量以及含水饱和度等方面进行了实验研究，结果表明该气藏具有较强的应力敏感性，储层岩石存在较强的泥化现象，粘土矿物含量高是产生应力敏感的主要原因，形成了储层岩石变形的规律性认识。为了降低应力敏感带来的危害，应用了降低粘土矿物膨胀程度的压裂液进行体积压裂，优化了合理的生产压差，新井试气结果理想。研究结果为该类气藏的合理开发提供了有力的技术支撑。     

二次加砂压裂裂缝延伸模型研究

二次加砂压裂工艺处于技术探索阶段,缺少相关理论研究。在考虑二次加砂前,一次加砂已经在缝中沉降并形成一定高度的砂堤,砂堤高度随时间不断变化对缝中流体流动及后续支撑剂沉降产生影响,在此基础上建立了适用于二次加砂压裂的裂缝延伸模型。包括：压裂液在缝中流动的连续性方程、压降方程、裂缝宽度方程及高度方程。其中压降方程是在平板流理论、力学平衡原理的基础上建立起来的,与常规压降方程不同的是该方程考虑了砂堤高度变化对流体流动的影响。数值模拟结果表明二次压裂和常规压裂相比压后增产效果理想,具有推广应用的价值。     

预测气液两相分层流界面剪切应力的新方法

针对水平管气液两相分层流界面剪切应力的预测，建立了基于计算流体力学（CFD）方法的剪切滑移壁面模 型，即将气液界面处理为固定的具有均匀剪切应力的水平滑移壁面。利用FLUENT 软件模拟了气相流动，气液界面采 用剪切滑移壁面边界条件，通过对比实验测量的气相流场分布得到气速和界面剪切收敛值，并由收敛值拟合得到界 面摩擦因子与气相雷诺数的关联式。应用这一关联式的预测结果与实验间接测量值吻合较好，并且在气、液相雷诺 数9 4006ReG650 000 和21 0006ReL630 000 范围内优于Taitel 和Dukler 与Sidi-Ali 和Gatignol 模型。表明剪切滑移壁 面模型可以有效地控制关键参数，提高预测效率和精度，为CFD 方法预测气液两相分层流界面剪切应力提供了新的 思路。