摘要：微-纳米受限空间原油-天然气的最小混相压力(MMP)对致密/页岩油储层注天然气提高采收率参数优化、方案设计及产能预测至关重要,但至今尚缺少获取该参数的可靠方法。针对这一关键问题,提出一种微-纳米受限空间原油-天然气界面张力(IFT)计算方法,通过原油-天然气相平衡计算得到Parachor模型参数从而计算出IFT,并基于界面张力消失法(VIT)预测MMP。该方法改进了气液平衡计算及Peng-Robinson状态方程,考虑了毛细管压力并修正了流体的临界压力和临界温度,简化了传统计算方法,并将气/液相压力考虑到平衡常数Ki的迭代公式中。通过设计8组不同组分天然气并以长庆油田原油和拟注入天然气为实例,分别计算了孔隙半径r_(p)为5000 nm、1000 nm、500 nm、100 nm、10 nm时的IFT和MMP。计算结果表明,压力越高,IFT越小;在r_(p)为100~5000 nm时,原油-天然气体系的IFT和MMP基本不受r_(p)的影响;当r_(p)≤100 nm时,IFT和MMP显著降低,MMP最大降幅达38.76%,说明致密/页岩油储层注天然气提高采收率相比常规储层注天然气更容易混相。原油-天然气体系的MMP与C2—C4含量呈现负相关性,且r_(p)越小,MMP递减速度越快,最大降幅达57.33%(r_(p)=10 nm,C2—C4摩尔分数增至40%)。将计算结果与文献报道数据进行对比,进一步验证了模型的可靠性。

摘要：为了探究闭腔型测氧芯片结构参数对氧传感器特征时间t_(d)的影响,指导结构改进,优化氧传感器工作性能,采用控制变量法设计了四种不同结构的泵氧芯片并搭配自制的氧传感器进行测试,测量在不同氧气浓度下的t_(d)值,对曲线进行分析,并与推导出的理论关联式进行比较。结果表明,当泵氧芯片增加多孔氧化锆保护层后,提升了空腔的密封性,t_(d)与氧气浓度呈良好的线性关系;使用交叉型铂电极的泵氧芯片,泵电极与氧气的接触面积更大,泵氧速率更快,其t_(d)值更小。综合来说,优选芯片结构为添加多孔氧化锆保护层同时使用交叉电极的泵氧芯片,相比于对照产品,其t_(d)与氧气浓度具有更好的线性相关性,且制造成本低,并拥有与对照产品相近的t_(d)值,从而自主研发出具有良好工作性能的工业氧传感器。

摘要：随着油气资源勘探开发逐渐走向深层和超深层,大药量、高孔密的射孔器得到广泛应用,这给完井管柱的安全性带来了挑战。目前关于射孔套管剩余强度的研究忽略了射孔过程中套管的初始损伤,为此,基于冲击动力学及管柱力学理论,结合现场射孔完井工况,建立了三维射孔数值计算模型,计算了射孔后套管抗挤剩余强度系数;对比分析了射孔及机加孔套管的剩余强度的差异;研究了套管物性参数及射孔参数等对射孔后套管剩余强度的影响规律。研究结果表明:机加孔及射孔后的套管在恒定加载外挤力作用下,应力集中位置首先出现在机加孔周围,然后沿套管轴向方向扩展;射孔后的套管在外挤力作用下,套管内、外壁的应力分布差异较小,应力分布较为均匀;随着套管径厚比的增加,机加孔及射孔后的套管剩余强度均增大,射孔后套管的剩余强度对套管壁厚较为敏感;径厚比相同情况下,随着套管直径的增加,射孔后的套管剩余强度明显增大;射孔孔密增加、射孔相位角减小都会加重套管在射孔过程中的初始损伤。所得结论可为油气井的后续增产及生产方案设计提供参考。