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青海油田弱胶结生物泥岩气压裂裂缝起裂

科学技术与工程 2024年第1期24卷 195-204页

作者：刘永王景鹤赵文凯张少斌冯昕媛雷丰宇刘伟青海油田钻采工艺研究院敦煌736200 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

涩北气田第四系泥岩生物成因气区块储层改造过程中压裂工艺参数优化缺乏理论基础和指导原则的问题日益突出。为探究第四系弱胶结生物泥岩裂缝起裂机理及影响规律,首先通过岩石基础实验,明确了弱胶结生物泥岩的矿物组成与力学特性,开展... 详细信息

涩北气田第四系泥岩生物成因气区块储层改造过程中压裂工艺参数优化缺乏理论基础和指导原则的问题日益突出。为探究第四系弱胶结生物泥岩裂缝起裂机理及影响规律,首先通过岩石基础实验,明确了弱胶结生物泥岩的矿物组成与力学特性,开展了弱胶结生物泥岩裂缝起裂实验研究,并通过数值模拟方法详细探究了固井质量和射孔深度对裂缝起裂的影响规律。研究结果表明,固井质量和射孔深度都是影响裂缝起裂的重要影响因素;在固井质量较差的情况下,压裂液进入第二界面堆积延伸,导致井眼发生严重扩径,无法达到裂缝起裂条件;深穿透射孔可以减小裂缝起裂尖端的塑性形变,降低裂缝的起裂压力。研究结果对弱胶结生物泥岩压裂工艺参数优化有一定的指导意义。

关键词：弱胶结泥岩压裂充填室内实验数值模拟

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耐高低温硅橡胶的研究

航空材料学报 2006年第3期26卷 207-212页

作者：苏正涛王景鹤北京航空材料研究院北京100095

通过热空气老化试验研究了金属氧化物对提高甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ)、三氟丙基甲基乙烯基硅橡胶(FVMQ)耐热性的作用;通过压缩耐寒系数试验和动态机械热分析(DMTA)研究了甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、甲基苯基乙... 详细信息

通过热空气老化试验研究了金属氧化物对提高甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ)、三氟丙基甲基乙烯基硅橡胶(FVMQ)耐热性的作用;通过压缩耐寒系数试验和动态机械热分析(DMTA)研究了甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ)和三氟丙基甲基乙烯基硅橡胶(FVMQ)的低温性能。试验结果表明:Fe2O3,Fe2O3/SnO2,SnO2,CeO2等金属氧化物可以显著提高硅橡胶的耐热性。光电子能谱(XPS)分析结果说明SnO2在热空气老化过程中从Sn+4被还原到Sn0,发生了多个电子转移的氧化还原反应,从而阻止了硅橡胶的热氧化自由基链增长,提高了硅橡胶的耐热空气老化性能;DMTA分析结果表明苯基硅橡胶和共聚氟硅橡胶具有非常优异的低温性能。

关键词：硅橡胶苯基硅橡胶氟硅橡胶金属氧化物 XPS DMTA

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弱胶结泥质粉砂岩储层裂缝起裂扩展机理研究

弱胶结泥质粉砂岩储层裂缝起裂扩展机理研究

作者：王景鹤中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

青海油田涩北气田产量递减快、稳产压力大,急需寻找新的接力储层,近年来成功在第四系弱胶结泥质粉砂岩储层开展了生物成因气的勘探和试采。弱胶结泥质粉砂岩储层岩心物性差,需要压裂改造才能实现有效开发,然而由于埋藏浅、成岩差、胶结... 详细信息

青海油田涩北气田产量递减快、稳产压力大,急需寻找新的接力储层,近年来成功在第四系弱胶结泥质粉砂岩储层开展了生物成因气的勘探和试采。弱胶结泥质粉砂岩储层岩心物性差,需要压裂改造才能实现有效开发,然而由于埋藏浅、成岩差、胶结弱,裂缝能否顺利起裂及起裂机理和规律不明确,压裂工艺参数优化缺乏理论基础和指导原则。本文针对弱胶结泥质粉砂岩储层岩石综合开展储层物性实验、力学实验、压裂模拟实验、导流能力测试实验和裂缝起裂延伸数值模拟研究,探索弱胶结泥质粉砂岩储层裂缝起裂扩展机理和规律,为压裂施工提供理论依据和指导原则。本文针对弱胶结泥质粉砂岩储层岩心开展了矿物组分实验,发现该储层岩石的主要成分为粘土矿物和石英,并根据储层出砂颗粒粒径分析目标储层岩石属于泥质粉砂岩;同时开展了力学实验发现目标储层岩石强度低,塑性强属于弱胶结岩石。其次,开展了孔渗物性实验,研究发现泥质粉砂岩储层岩石孔渗物性差需要压裂改造才能有效开发。开展了压裂模拟实验,发现固井质量的好坏对裂缝能否起裂至关重要,同时发现在有射孔引导下裂缝可以起裂延伸,压裂过程中井眼附近会产生剪切破坏,其次开展了弱胶结泥质粉砂岩储层导流能力实验,测试了在不同闭合压力,不同支撑剂浓度,不同粒径下裂缝的导流能力的变化规律和支撑剂的嵌入规律,实验发现支撑剂浓度越高,裂缝的导流能力越高,支撑剂的嵌入程度和破碎率越低;支撑剂的粒径越大,导流能力越高,但嵌入和破碎率也随之增加。开展了弱胶结泥质粉砂岩储层裂缝起裂数值模拟研究,发现研究储层裂缝能否起裂受固井质量影响较大,固井质量较差时,裂缝无法起裂,压裂液会沿水泥环第二界面延伸堆积;其次开展了裂缝扩展数值模拟研究,研究发现,裂缝长度受压裂液排量和储层渗透率影响,裂缝的起裂难易程度受射孔深度的影响较大。针对青海油田涩北气田弱胶结泥质粉砂岩储层,利用油藏数值模拟的方法和本文裂缝起裂扩展的研究结果,优化了现场的施工参数,并利用研究结果对现场压裂充填井进行了压后分析。

关键词：泥质粉砂岩压裂充填模拟实验数值模拟

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耐热添加剂对硅橡胶阻燃性能的影响

航空材料学报 2011年第5期31卷 66-70页

作者：赖亮庆苏正涛钱黄海王景鹤北京航空材料研究院北京100095

采用氧指数、TGA-DSC以及SEM等分析方法,研究了耐热添加剂对硅橡胶阻燃性能的影响。研究表明,耐热添加剂Fe2O3,CeO2和TiO2可提高硅橡胶的耐热空气老化性能和阻燃性能,300℃高温老化对硅橡胶的阻燃性能影响不明显。耐热添加剂能抑制硅橡... 详细信息

采用氧指数、TGA-DSC以及SEM等分析方法,研究了耐热添加剂对硅橡胶阻燃性能的影响。研究表明,耐热添加剂Fe2O3,CeO2和TiO2可提高硅橡胶的耐热空气老化性能和阻燃性能,300℃高温老化对硅橡胶的阻燃性能影响不明显。耐热添加剂能抑制硅橡胶侧链基团的氧化断裂,提高起始分解温度30℃以上,降低分解释放热62%以上。燃烧灰烬中SEM分析表明,耐热添加剂是通过消除自由基的机制,阻止了氧对硅橡胶侧基的攻击,从而明显减轻硅橡胶的热分解,提高了阻燃性能。

关键词：硅橡胶耐热添加剂阻燃性能

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环氧泡沫塑料易碎保护盖结构设计及实验验证

材料工程 2012年第8期40卷 5-9页

作者：张晓艳王景鹤成晓阳范召东北京航空材料研究院北京100095

设计了一种以环氧泡沫塑料为基本材料的新型易碎保护盖结构,并采用有限元模拟方法分析易碎保护盖在给定冲盖爆破压力下的应力分布。采用应变方法测试分析了易碎保护盖在安全载荷下的应变分布特点以及盖体结构边缘弹翼滑过区域的破坏方式... 详细信息

设计了一种以环氧泡沫塑料为基本材料的新型易碎保护盖结构,并采用有限元模拟方法分析易碎保护盖在给定冲盖爆破压力下的应力分布。采用应变方法测试分析了易碎保护盖在安全载荷下的应变分布特点以及盖体结构边缘弹翼滑过区域的破坏方式,确定了两种盖体结构,制备出实物样件并进行了静压冲盖和燃气动压冲盖实验。结果表明:内表面沿经纬向和边缘特定分布的弱化槽结构,利于整体环氧泡沫塑料盖体在临界压力下的均匀破碎和齐根断;盖体弱化槽结构设计合理,设计分析方法准确,所建立的方法和研究结果为易碎保护盖的设计应用提供了依据。

关键词：环氧泡沫塑料易碎保护盖弱化槽冲盖实验

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苯基硅橡胶的动态力学性能研究

材料工程 2012年第10期40卷 35-38,53页

作者：郝敏黄艳华苏正涛王景鹤北京航空材料研究院北京100095

用橡胶加工分析仪(RPA2000)表征了SE系列苯基硅橡胶在不同应变、温度、频率下的动态力学性能。结果表明:在不同应变下,SE系列硫化胶随应变的增大弹性模量G′减小,损耗因子tanδ略有上升,混炼胶的黏性扭矩S″增大;在不同温度下,损耗因子... 详细信息

用橡胶加工分析仪(RPA2000)表征了SE系列苯基硅橡胶在不同应变、温度、频率下的动态力学性能。结果表明:在不同应变下,SE系列硫化胶随应变的增大弹性模量G′减小,损耗因子tanδ略有上升,混炼胶的黏性扭矩S″增大;在不同温度下,损耗因子tanδ随温度的升高而降低;在不同频率下,混炼胶的损耗因子tanδ随频率的升高而降低,硫化胶的损耗因子tanδ随频率的升高而升高,混炼胶的损耗因子比硫化胶的损耗因子大得多。

关键词：苯基硅橡胶弹性模量弹性扭矩损耗因子动态力学性能

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氟醚橡胶与氟硅橡胶相容性研究

航空材料学报 2006年第3期26卷 213-216页

作者：王力栗付平蒋洪罡王景鹤北京航空材料研究院北京100095

通过硫化仪、动态机械热分析仪和示差扫描量热仪,考察了氟醚橡胶与氟硅橡胶的共混相容性。试验结果表明:较之对氟醚橡胶,助硫化剂TAIC的存在对氟硅橡胶的硫化有更明显的影响,导致在共硫化过程中发生由氟醚橡胶相向氟硅橡胶相的迁移;无... 详细信息

通过硫化仪、动态机械热分析仪和示差扫描量热仪,考察了氟醚橡胶与氟硅橡胶的共混相容性。试验结果表明:较之对氟醚橡胶,助硫化剂TAIC的存在对氟硅橡胶的硫化有更明显的影响,导致在共硫化过程中发生由氟醚橡胶相向氟硅橡胶相的迁移;无论采用生胶共混还是采用混炼胶共混,氟醚橡胶与氟硅橡胶均不能实现很好的硫化和物理相容性。

关键词：氟醚橡胶氟硅橡胶共混相容性

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电器灌封用环氧泡沫塑料制备工艺研究

航空材料学报 2003年第Z1期23卷 186-189页

作者：张晓艳王景鹤范召东北京航空材料研究院北京100095

采用DSC技术和旋转粘度法对环氧发泡体系的反应过程进行深入的研究,探讨了不同预聚温度(60℃,70℃,80℃)下树脂发泡体系的粘度、固化度和时间的关系,分析了发泡速率和固化速率的匹配性,初步确定了两步法制备工艺。结果表明,制备的环氧... 详细信息

采用DSC技术和旋转粘度法对环氧发泡体系的反应过程进行深入的研究,探讨了不同预聚温度(60℃,70℃,80℃)下树脂发泡体系的粘度、固化度和时间的关系,分析了发泡速率和固化速率的匹配性,初步确定了两步法制备工艺。结果表明,制备的环氧泡沫塑料具有良好的综合性能。

关键词：环氧泡沫塑料预聚固化度粘度两步法

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聚硫密封剂在航空煤油中的老化机理

航空材料学报 2007年第6期27卷 79-82页

作者：吴松华益小苏秦蓬波王景鹤过梅丽北京航空材料研究院北京100095 北京航空航天大学北京100083

针对聚硫密封剂在航空煤油中的严重老化,通过性能检测、化学分析和仪器分析等手段,研究聚硫密封剂在航空煤油中的老化行为特点,航空煤油在高温空气中的化学变化以及该变化对聚硫密封剂的影响。分析导致聚硫密封剂在航空煤油中严重老化... 详细信息

针对聚硫密封剂在航空煤油中的严重老化,通过性能检测、化学分析和仪器分析等手段,研究聚硫密封剂在航空煤油中的老化行为特点,航空煤油在高温空气中的化学变化以及该变化对聚硫密封剂的影响。分析导致聚硫密封剂在航空煤油中严重老化的因素和机理。研究结果表明,聚硫密封剂在航空煤油中老化后强度与弹性都大幅下降,失重明显,这是热与氧共同作用的结果。具体过程是航空煤油首先在高温下被空气中的氧氧化,产生大量的过氧化物,且高温下航空煤油可以溶胀聚硫密封剂,使其吸氧速率大大提高,从而使降解与交联交织进行的热氧老化程度加剧。

关键词：聚硫密封剂老化机理