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油基岩屑残渣自悬浮支撑剂的制备及性能评价

石油与天然气化工 2024年第1期53卷 129-136页

作者：杨婷婷李辉雷证寰刘洪武陈坷铭刘汉军孙玉杨元意西南石油大学土木工程与测绘学院中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院

目的为了安全有效地处置和利用页岩气开采过程中产生的油基岩屑残渣,采用其烧结陶粒支撑剂,同时,为提高支撑剂在清水中的悬浮性能、改善支撑剂在裂缝中的分布、简化压裂施工工艺、提高压裂增产效果,进行了自悬浮支撑剂的制备与研究。方... 详细信息

目的为了安全有效地处置和利用页岩气开采过程中产生的油基岩屑残渣,采用其烧结陶粒支撑剂,同时,为提高支撑剂在清水中的悬浮性能、改善支撑剂在裂缝中的分布、简化压裂施工工艺、提高压裂增产效果,进行了自悬浮支撑剂的制备与研究。方法通过聚合反应将聚丙烯胺树脂包覆在支撑剂表面,制得膨胀型自悬浮支撑剂,研究了交联剂用量、单体量、合成温度对自悬浮支撑剂膨胀性能的影响。结果覆膜材料配比(质量比)为:m(陶粒)∶m(丙烯酰胺)∶m(N,N′-亚甲基双丙烯酰胺)∶m(过硫酸铵)∶m(N,N,N′,N′-四甲基乙二胺)=10.000∶2.000∶0.002∶0.020∶0.031时,自悬浮支撑剂性能最佳,其膨胀倍数为4.3,沉降速度为45 mm/s。结论覆膜支撑剂自悬浮功能的实现主要与聚丙烯酰胺树脂的溶胀有关,树脂的体积膨胀和聚丙烯酰胺分子链向外延伸引起溶液黏度的增加,提升了支撑剂在溶液中的沉降阻力。该研究对拓宽油基岩屑烧结支撑剂的应用范围、提高油基岩屑残渣资源化利用产品附加值有十分重要的意义。

关键词：油基岩屑热解残渣陶粒支撑剂聚丙烯酰胺膨胀性能自悬浮

永磁体在磁流体中的磁力学建模及自悬浮位置可控性

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物理学报 2009年第3期58卷 2005-2010页

作者：刘桂雄徐晨张沛强吴庭万华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学理学院广州510640

以球形永磁体和球形容器为对象,推导出永磁体磁浮力模型,分析磁导率、永磁体的剩余磁化强度和永磁体半径、容器半径以及永磁体相对于容器中心位置的位移对磁场力的影响,结论具有一定普遍性.计算结果表明各参数均遵循一定规律对磁场力产... 详细信息

以球形永磁体和球形容器为对象,推导出永磁体磁浮力模型,分析磁导率、永磁体的剩余磁化强度和永磁体半径、容器半径以及永磁体相对于容器中心位置的位移对磁场力的影响,结论具有一定普遍性.计算结果表明各参数均遵循一定规律对磁场力产生影响,始终有满足自悬浮现象的条件存在.通过对悬浮平衡位置特征分析,论述各变化参数与自悬浮位置的关系,并讨论实现自悬浮位置的可控性途径.

关键词：磁流体磁场力模型自悬浮

深层页岩气体积压裂用自悬浮支撑剂评价与应用

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广东化工 2023年第10期50卷 97-99页

作者：杨东梅王文耀陈颖祎刘徐慧中国石化西南油气分公司石油工程技术研究院四川德阳618000 中国石化页岩油气勘探开发重点实验室四川德阳618000

四川盆地威荣页岩气开发中,通常采用较小目数的砂阻止裂缝向下向外过度增长,但石英砂在深层页岩储层较高应力下可能无法提供足够的导流能力,因此会混用较高耐压级别的陶粒支撑剂,页岩压裂缝多为垂直裂缝与水平裂缝的交互复杂缝网,传统... 详细信息

四川盆地威荣页岩气开发中,通常采用较小目数的砂阻止裂缝向下向外过度增长,但石英砂在深层页岩储层较高应力下可能无法提供足够的导流能力,因此会混用较高耐压级别的陶粒支撑剂,页岩压裂缝多为垂直裂缝与水平裂缝的交互复杂缝网,传统石英砂支撑剂及陶粒支撑剂在垂直裂缝的铺至效率低,对一种新型自悬浮覆膜石英砂进行了室内评价与测试,其性能能够满足页岩气压裂需要,并能有效改善支撑剂在垂直裂缝中的铺置效率。

关键词：支撑剂自悬浮覆膜砂页岩气支撑剂沉降清水压裂

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自悬浮支撑剂性能评价及缝内输送规律研究

自悬浮支撑剂性能评价及缝内输送规律研究

作者：邓琪西南石油大学

学位级别：硕士

提高压裂支撑剂的输送效率,使其向储层深部有序推进,对于提高压裂效果具有重要意义。自悬浮支撑剂以石英砂或陶粒为基材,在其周围包裹薄层水凝胶聚合物,使其在输送过程中通过表面水凝胶的膨胀或吸附气体而悬浮在压裂液中,是一种新型的... 详细信息

提高压裂支撑剂的输送效率,使其向储层深部有序推进,对于提高压裂效果具有重要意义。自悬浮支撑剂以石英砂或陶粒为基材,在其周围包裹薄层水凝胶聚合物,使其在输送过程中通过表面水凝胶的膨胀或吸附气体而悬浮在压裂液中,是一种新型的高效输送支撑剂体系。目前的支撑剂评价行业标准不适用于自悬浮支撑剂,对于自悬浮支撑剂的性能评价未形成完整体系,对于自悬浮支撑剂的悬浮及输送机理只存在定性研究。因此,需要完善自悬浮支撑剂的性能评价体系研究及其在复杂裂缝内的输送规律研究。本文建立了针对膨胀型自悬浮支撑剂各项性能评价的系统实验方法,并对国内三种常用自悬浮支撑剂的悬浮和导流能力等相关性能进行了实验评价。考虑固液两相之间各种作用力,通过计算流体动力学方法建立了复杂裂缝中自悬浮支撑剂输送模型,并采用求解压力耦合方程组的半隐式方法进行求解。通过对比研究自悬浮支撑剂和常规支撑剂缝内输送的实验结果验证了模型的正确性,并基于前期的实验参数,采用本文模型对自悬浮支撑剂在缝内的输送机理和各种影响因素进行了分析,取得了以下认识成果:(1)提出了自悬浮临界浓度的概念以及用以定量描述自悬浮支撑剂体系性能优劣的最终砂堆体积和沉降时间的评价指标。(2)优选评价出的自悬浮支撑剂耐热性好,在100℃以下能保持稳定,耐剪切性好,自悬浮支撑剂体系破胶以后几乎无残留物,对地层及支撑剂充填层的伤害小于瓜胶压裂液。(3)采用欧拉-欧拉方法,建立了适用于自悬浮支撑剂在复杂裂缝中运移的数值模型,并采用自悬浮支撑剂和常规支撑剂的实验结果验证了本模型的正确性和可行性。(4)在裂缝内的运移过程中大部分自悬浮支撑剂保持悬浮在压裂液中,仅有少量支撑剂沉降在裂缝底部形成薄层砂丘,但砂丘仍具有流动性。(5)影响自悬浮支撑剂在裂缝中运移的因素包括支撑剂密度、支撑剂粒径、注入速度、支撑剂浓度以及压裂液粘度。其中支撑剂浓度和压裂液粘度的影响较大,支撑剂浓度越高,压裂液粘度越大,支撑剂悬浮及运移性能越好。(6)自悬浮支撑剂在复杂裂缝的分支缝中输送效果好,有利于提高支撑剂在复杂裂缝中的铺置效率。

关键词：自悬浮支撑剂支撑剂运移计算流体动力学

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自悬浮线性空气轴承的理论分析和轴承设计

军民两用技术与产品 2012年第1期 53-55页

作者：冯美君魏彬佟勇中航工业哈尔滨东安发动机(集团)有限公司哈尔滨150006 北京航空航天大学北京100191 总参陆航部驻哈尔滨地区代表室哈尔滨150066

挤压膜的承载能力已经在理论与实验方面得到了验证,设计了一种新型的挤压膜空气轴承,可应用在直线型导轨系统中;轴承材料为航空铝型材,压电激励和弹性铰链用来引起轴承振动和产生轴承挤压膜的压力,激振频率的选择由轴承的模态主振型确... 详细信息

挤压膜的承载能力已经在理论与实验方面得到了验证,设计了一种新型的挤压膜空气轴承,可应用在直线型导轨系统中;轴承材料为航空铝型材,压电激励和弹性铰链用来引起轴承振动和产生轴承挤压膜的压力,激振频率的选择由轴承的模态主振型确定。通过ANSYS对电-固耦合结构进行的模态分析和谐响应分析,确定了所设计轴承的模态振型和压电激振时的谐响应振型。通过对理论计算和实验结果的比较,证实了此轴承应用于线型导轨的可行性。

关键词：挤压膜线性空气轴承自悬浮 ANSYS 压电陶瓷

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功能型覆膜支撑剂的制备与研究

功能型覆膜支撑剂的制备与研究

作者：刘浩中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

压裂支撑剂作为油气开采过程中的重要材料,可以有效增加石油和天然气的采出效率。我国非常规油气资源储量丰富,非常规油气储量分别为223×10～8-263×10～8 t和84×10-125×10 m,然而非常规油气储层错综复杂,开采难度大,因此非常规油气... 详细信息

压裂支撑剂作为油气开采过程中的重要材料,可以有效增加石油和天然气的采出效率。我国非常规油气资源储量丰富,非常规油气储量分别为223×10～8-263×10～8 t和84×10-125×10 m,然而非常规油气储层错综复杂,开采难度大,因此非常规油气的开发对支撑剂的抗压强度以及导流能力提出了更高的要求,普通的压裂支撑剂在抗压强度以及导流能力等很难满足非常规油气田的开采需要,其功能单一,仅用于井下岩石裂缝的支撑作用已经不能够应对井下复杂环境的开采需要,因此多开发功能型支撑剂成为突破这一短板的关键所在。本课题组通过对普通陶粒支撑表面进行覆膜设计,研究储层表面与支撑剂表面的黏附关系,对覆膜材料进行优化设计,制备了三种功能型覆膜支撑剂。（1）制备了具有高表面黏附性的高导流能力的树脂覆膜支撑剂。相对于普通陶粒支撑剂,导流能力最高可提升100%,达到55 D·cm,并在平板实验中取得了高于市面上商业覆膜支撑剂的效果。（2）制备了具有靶向吸附功能的可控磁性支撑剂。通过将磁性纳米粒子包覆到支撑剂的表面,实现了支撑剂的磁性可控吸附能力,并且通过实验证明制备的磁性支撑剂可被磁性物质吸引并发生定向运移。（3）制备了具有缓释功能的高悬浮性能支撑剂。通过把对储层无害的二维迈科烯（MXene）量子点掺杂到聚乙烯醇高分子中并成功包覆到支撑剂表面,制备出了具有缓释功能的新型覆膜支撑剂,有望通过缓释示踪支撑剂实现非常规油气井开发的井下监测。

关键词：覆膜支撑剂导流能力自悬浮多功能型

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影响纳米Cu固体材料性能的工艺参数研究

强激光与粒子束 2005年第11期17卷 1701-1704页

作者：楚广刘伟罗江山唐永建黎军师红丽杨天足中南大学冶金科学与工程学院湖南长沙410083 中国工程物理研究院激光聚变研究中心

采用正交试验方法,通过XRD,MHV2000型显微硬度计(数显)和基于浮力原理等测试手段研究了压制压力、保压时间、退火温度和退火时间对自悬浮定向流-冷压法制备纳米Cu固体材料性能(晶粒大小、密度及显微硬度)的影响。结果表明:对晶粒度而言... 详细信息

采用正交试验方法,通过XRD,MHV2000型显微硬度计(数显)和基于浮力原理等测试手段研究了压制压力、保压时间、退火温度和退火时间对自悬浮定向流-冷压法制备纳米Cu固体材料性能(晶粒大小、密度及显微硬度)的影响。结果表明:对晶粒度而言,退火温度是显著性影响因素,同时表明纳米Cu固体具有较好的热稳定性;对密度而言,压制压力是显著性影响因素;对显微硬度而言,退火时间是显著性影响因素。

关键词：纳米Cu固体自悬浮冷压正交试验硬度热稳定性

压裂覆膜石英砂沉降机理研究及压裂施工排量优化

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石油石化节能 2022年第1期12卷 47-50,I0007页

作者：刘又铭熊廷松代安安丁富寿刘光杰青海油田公司钻采工艺研究院甘肃敦煌736202 青海油田公司采油三厂青海油田公司采油一厂

采用压裂覆膜石英砂压裂施工具有环保压力小、储层二次伤害低,节能、成本低等特性。压裂覆膜石英砂具有低密度、自悬浮及降摩阻等技术特性,能够采用地层水、清水、返排液等液体进行携砂压裂的一种覆膜砂。通过对压裂覆膜石英砂开展室内... 详细信息

采用压裂覆膜石英砂压裂施工具有环保压力小、储层二次伤害低,节能、成本低等特性。压裂覆膜石英砂具有低密度、自悬浮及降摩阻等技术特性,能够采用地层水、清水、返排液等液体进行携砂压裂的一种覆膜砂。通过对压裂覆膜石英砂开展室内性能检测及实验评估,同时结合不同油藏地质特征及现场实际需求,优化出压裂施工排量与"储层埋藏深度、管柱内径大小、支撑剂浓度以及支撑剂粒径"四者的相关性,优化出"埋深、管柱、砂浓度、粒径"四位一体的压裂施工排量优化方案,指导青海油田清水压裂在不同区块措施改造方案的优化及改进。

关键词：悬砂性能自悬浮压裂覆膜石英砂

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新型覆膜支撑剂研究进展

热固性树脂 2020年第6期35卷 66-70页

作者：程倩倩李娜张琳羚李崇瑛成都理工大学四川成都610051 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院四川成都610213

覆膜支撑剂在油气储层改造中用于支撑人工压裂裂缝,大多通过在支撑剂骨料上包覆热固性树脂合成。通过对支撑剂骨料表面的树脂材料进行改性或是添加功能型物质可改变支撑剂性能。文中对低密度覆膜支撑剂、憎水憎油型支撑剂、疏水覆膜支... 详细信息

覆膜支撑剂在油气储层改造中用于支撑人工压裂裂缝,大多通过在支撑剂骨料上包覆热固性树脂合成。通过对支撑剂骨料表面的树脂材料进行改性或是添加功能型物质可改变支撑剂性能。文中对低密度覆膜支撑剂、憎水憎油型支撑剂、疏水覆膜支撑剂、自悬浮支撑剂及部分多功能支撑剂的研究进展进行了综述。

关键词：水力压裂支撑剂涂层低密度憎水憎油疏水自悬浮多功能