西南石油大学论文答辩

1、西南石油大学机电工程学院2012届本科毕业答辩答辩人：指导老师：专业：论文提纲2.研究内容1.研究目的及意义4.托筒的三维建模6.结论3.托筒结构设计5.有限元分析1.研究目的及意义 欠平衡钻井是20世纪90年代在国际上成熟并迅速发展的一项钻井的新技术。中国欠平衡钻井技术自进入21世纪以来发展较快。今后欠平衡技术在中国的应用范围将逐渐扩大，设备配套国产化的进程将逐渐加快，实现全过程欠平衡将成为今后中国各油田发展的目标。1.研究目的及意义 目前，欠平衡钻井有两个技术难题：一是井壁不稳，因为欠平衡钻井要求井底压力小于地层压力，所以容易引起井壁不稳，导致井底坍塌，造成严重的生产事故和大量的经济损失。

2、二是钻井液泥浆的水流失，导致钻井液的化合物质在井壁形成泥饼，严重的导致井眼堵塞。欠平衡钻井钻遇异常高压时，不容易实时显示压力数据，如果不及时发现，容易造成溢流乃至井喷。所以欠平衡钻井进行随钻测压是十分必要的。压力测试，是测量泥浆压力随着深度的变化量，通常与其他参数组合测量。而井下测试压力计作为井下压力测试的关键部件，必须要有安全可靠稳定的工作环境，所以设计一个安全可靠的压力计托筒就尤为重要。托筒是较为复杂的井下短节，在有限的井眼空间尺寸内设计压力计托筒，要同时满足井下压力计所需尺寸空间外，还要满足钻井液循环系统的内部流道，同时为了安全钻井，还必须满足足够的强度要求。因此合理的井下压力计托筒结构

3、设计和精确的强度分析非常重要。1.研究目的及意义2.研究现状ClickClick toClick toClick toClick to低渗透油藏的划分标准低渗透油藏的分类低渗透油藏的开发特征提高低渗透油藏采收率的方法低渗透油藏二元复合驱油现状调研3.研究内容表面活性剂筛选结论聚合物筛选二元复合体系驱油效率实验聚合物粘度实验测定聚合物的基本性质聚合物注入压力测定表面活性剂基本性质表活剂界面张力测定二元复合体系基本性质二元体系驱油效率测定根据实验筛选聚合物根据实验筛选表活剂二元体系驱油效率评价4.技术路线结论实验研究划分标准开发特征现状调研X低渗透油藏聚-表二元复合驱油实验研究聚合物的筛选二元复合

4、体系的驱油效率表活剂的筛选表活剂基本性质二元复合体系基本性质聚合物的基本性质聚合物粘度测定聚合物压力测定表活剂界面张力测定二元复合体系驱油效率测定5.实验部分5.1.聚合物的筛选5.1.1聚合物的驱油机理提高油相分离系数降低注水层渗透率降低水/油流度比降低油/水粘度比聚合物驱油机理5.1聚合物筛选5.1.2聚合物种类聚合物种类合成高分子化合物天然高分子化合物加工天然高分子化合物5.2聚合物粘度的实验测定实验目的：利用布氏粘度计测定不同浓度的聚合物溶液的粘度值，根据粘浓关系筛选出增粘效果好的聚合物。实验仪器：BrookfieLd DV+Pro型旋转粘度计、搅拌器、磁力搅拌器、电子天平、水浴锅、烧

5、杯。实验温度：实验步骤：实验温度为模拟X特低渗透油藏温度，即50。将稀溶液倒入粘度计的恒温加热筒内，待温度达到50后，选用0#转子，以6r/min的速度，每隔2min、5min、8min记录一次数据。5.2聚合物粘度实验测定 由图5-1可以看出：三种聚合物粘度多随其浓度的增加而增加。但由于SPS265分子量太大，分子内力会导致高分子的蜷曲，会影响其在溶剂中的溶解度，从而导致溶液不粘稠。所以只能选择FP3330S这种粘稠剂。图5-1 3种聚合物粘浓关系结果评价：5.2聚合物粘度实验测定实验原理： 阻力系数RF定义为水的流度与聚合物溶液流度的比值，反映出聚合物控制多孔介质中水相流度的能力。阻力系数

6、越大，表明聚合物溶液改变油水流度比的能力越强，聚合物在油层中的波及体积就越大。残余阻力系数RRF用于评价聚合物降低多孔介质渗透率的能力，残余阻力系数越大，聚合物驱油效果越好。将阻力系数和残余阻力系数实验中测得的水驱和聚驱时的压差、流量与达西公式相结合，得到聚合物溶液在不同浓度时的阻力系数和残余阻力系数值。阻力系数公式：（5-2）残余阻力系数公式：（5-3）式（5-2）中： RF阻力系数，无因次量； KW，KP分别为水相和聚合物相溶液的渗透率，10-3m2；Qw，Qp注水速度和注聚速度，mL/min； w，p分别为水相和聚合物溶液的粘度，mPas。式（5-3）中：RRF残余阻力系数，无因次量；Q

7、w前，Qw后前水驱和后水驱时的注水速度，mL/min； Kw前，Kw后分别为注聚合物溶液前后岩石的水相渗透率，10-3m2。5.3聚合物注入压力的测定实验目的：实验温度：实验仪器：采用实验方法对SPS265、FP3130S、FP3330S 共3种聚合物进行阻力系数和残余阻力系数测定，将3种聚合物的测定结果进行对比后，从中筛选出阻力系数和残余阻力系数较大的聚合物作为驱油用聚合物。HBS-型恒压恒速泵、精密压力传感器、TY系列岩心夹持器、恒温箱、六通阀、围压泵、中间容器、压力表、量筒、管线、信息采集系统、游标卡尺、天平等。模拟X特低渗透油藏温度，即50。 实验流程图：图 5-2图 5-35.3聚合

8、物注入压力的测定聚合物浓度，mg/L600800最小注入压力，MPaFP3130S0.58020.8295FP3330S1.55771.9998SPS2651.83992.9099表 5-1 对FP3330S、SPS265、FP3130S共3种聚合物进行最小注入压力测试，结果见表5-1和图5-4。由表可知：浓度为600mg/L的聚合物最小注入压力较小。由于聚合物浓度的增加使聚合物分子线团相互缠绕的机会增大，对水的流动阻力增加，造成聚合物注入过程中压力升高，但升高的程度小。由此说明，FP3330S、SPS265、FP3130S共3种聚合物没有对实验岩心造成塞。图 5-4结果分析：5.4表面活性剂

9、界面张力测定 实验原理：利用TX500c旋转滴界面张力仪使液滴在旋转时处于离心场中，界面张力仪的旋转速度、原油与表面活性剂溶液间的界面张力决定了液滴的形状，通过调整转速使液滴以一定的角速度自转，液滴在界面张力、重力、离心力共同作用下，液滴将呈圆柱形或椭球形，测量液滴的最短直径，便可利用式（5-1）计算得到原油与表面活性剂间的界面张力值。 式中： 界面张力，mN/m； 角速度，rad/s； D 液滴短轴直径，m； 油水密度差，Kg/m3。（5-1）5.4表面活性剂界面张力测定实验目的：利用TX500c旋转滴界面张力仪（图5-3）在温度为50、转速为7000r/min条件下，每隔一分钟捕捉一次试管

10、内油滴影像，由此测定不同浓度表面活性剂的动态界面张力，从而筛选出能大幅度降低油水界面张力的表面活性剂。实验仪器 ：TX500c旋转滴界面张力仪，电机，加热系统电子天平，数据采集系统，密度计，5mL注射器和微量注射器。实验条件：模拟X特低渗透油藏温度，即50。实验步骤： 启动TX500c旋转滴界面张力仪恒温系统，设定实验温度为50。5.4表面活性剂界面张力测定在玻璃管内先注入石油磺酸盐溶液，在注入过程中使注入液始终没过针头，防止气泡产生，然后用针筒注入一滴原油，此时测量管内不应该有气泡，盖上盖子。当仪器温度达到设定温度并保持不变时，将玻璃管小心装入转轴孔中，盖上转轴盖子，启动电机，设定电机转速为

11、7000r/min，调节转速使液滴的长轴直径L为短轴直径D的4倍，测量显微镜上显示的玻璃管中原油液滴短轴直径D，由式（5-1）计算得到界面张力值。每隔2min记录一次界面张力值，共记录40min。实验步骤：5.4表面活性剂界面张力测定 由图可知，随着表面活性剂浓度的增大界面张力也随之呈下降趋势。但石油磺酸盐下降程度比1#甜菜碱和2#甜菜碱更大，为了最大程的提高原油的采收率，最终选择的表面活性剂是石油磺酸盐。结果分析：图 5-5表面活性剂浓度与界面张力曲线5.5二元复合体系的驱油效率实验原理：利用聚/表二元复合体系既能降低油水流度比，既能扩大波及体积，又能降低油水界面张力，改变岩石润湿性，提高洗

12、油效率原理，采用实验方法研究聚/表二元复合体系驱油效果。实验目的：利用天然小岩心进行聚/表二元复合体系驱油实验，通过实验研究 含水率，采出程度与注入孔隙体积倍数关系及不同驱替速度对聚/表二元复合体系采出程度的影响。实验设备及仪器：TY系列岩心夹持器、HBS-型恒压恒速泵、精密压力传感器、恒温箱、信息采集系统、六通阀、围压泵、中间容器、量筒、管线等。5.5二元复合体系的驱油效率方案编号方案一方案二方案三前水驱至含水98%驱替剂SPSPSPSPSPSPSPSP注入倍数PV0.10.10.10.30.30.30.30.30.3注入总倍数PV0.30.90.9注入泵流量，mL/min0.050.050

13、.050.050.0750.10.10.1250.15后水驱至含水100%表 5.5（a）驱油实验方案实验温度：模拟X特低渗透油藏温度，即50 实验方案：注：S表面活性剂（surfactant）；P聚合物（Polymer）；SP聚/表二元复合体系。5.5二元复合体系的驱油效率实验流程图：图 5-5（a）聚-表二元复合驱油实验流程图5.5二元复合体系的驱油效率将岩心放入岩心夹持器中，用模拟水将管线内的空气排空，使胶皮筒密封岩心，加围压至5MPa，以0.05 mL/min的线速度饱和水，待压力达到稳定后，记录稳定时刻压力，根据流量和压力得到水测渗透率；饱和油：以0.1 mL/min的线流速饱和原油

14、，待排出水的体积不变后，记录排出的水量，计算含油饱和度和束缚水饱和度；水驱：关闭进油阀，打开进水阀，以0.05 mL/min的线流速进行水驱，至采出液含水达98%，并记录累计采油量、累计采水量、累计采液量、压力、注入孔隙体积倍数，计算采收率、含水率；化学驱：按照预先制定的实验方案（见表4-2）进行聚/表二元复合驱油实验，记录整个过程中的累计采油量、累计采水量、累计采液量、压力，计算采收率及含水率；实验步骤：5.5二元复合体系的驱油效率后水驱：聚/表二元复合驱后，以0.05 mL/min的线速度进行后水驱至压力达到平稳，停止实验；完成实验、关闭仪器、清洗实验设备及管线、整理实验数据。4.2.8天

15、然小岩心聚/表二元体系驱油效果评价。 根据表4-2中的实验方案，参见图4-2中得实验流程和实验步骤进行聚/表二元复合体系驱油实验。实验步骤：5.5二元复合体系的驱油效率表 5.5（b）方案一实验驱油效果数据表驱替剂表面活剂聚合物聚/表二元复合体系不同驱替剂采收率累计增加值，%00.511.54注入线速度，cm/min0.01注入泵流量，mL/min0.05水驱采收率，%38.46总采收率，%56.41化学驱替剂采收率增加值，%1.54后续水驱采收率，%16.41实验结果分析：5.5二元复合体系的驱油效率实验参数方案二方案三注入线速度，cm/min0.0130.0190.0250.0220.03

16、10.037注入泵流量，mL/min0.050.0750.10.10.1250.15聚/表二元驱采收率累计增加值，%2.57.513.7549.3315.56聚驱前水驱采收率，%40.6342.22总采收率，%78.1380聚/表二元驱采收率提高值，%13.7515.56后续水驱采收率提高值，%23.7522.22表 4.5（c）方案二、三驱油效果数据表实验结果分析：5.5二元复合体系的驱油效率图 5-5（b）方案三聚合物-表活剂驱油的采出程度、含水率与注入孔隙体积倍数关系 实验结果分析：5.5二元复合体系的驱油效率 由表5-5（a）、表5-5(b)和表5-5(c)及图5-5（a）和5-5（b

17、）可知：在方案二和方案三中，聚/表二元复合体系使采出程度随注入速度的增加而增大。对比方案二和方案三的6个不同注入速度提高采出程度幅度可知，注入泵流量为0.15mL/min时，采出程度增幅最大。实验结果分析：6. 结论（1） 通过实验，对3种表面活性剂（1#甜菜碱，2#甜菜碱，石油磺酸盐）的界面张力进行测定。测定结果表明3种表面活性剂浓度为1200mg/L时的界面张力比其它4个浓度的界面张力都小，其中石磺酸盐的界面张力最小。因此，推荐表面活性剂的浓度为1200mg/L。表面活性剂选择石磺酸盐。（2） 通过对FP3330S、SPS265、FP3130S三种聚合物做岩心实验，在对三种聚合物粘度和最小注入压力进行测试的基础上，并对聚合物的残余阻力和残余阻力系数进行计算测试，结果