摘要：针对大排量混砂离心泵,采用CFD-DEM耦合计算方法建立固液两相流仿真模型,对离心泵内两相流流场进行了研究。得到了不同叶轮转速、流量、颗粒粒径和混砂浓度等因素对离心泵外特性的影响。使用OKA、Archard磨损模型计算得到蜗壳及叶轮的磨损量,分析不同工况下颗粒运动过程及颗粒对过流部件的定性定量的磨蚀规律,得到平均磨损率随时间变化曲线,并对不同镀层的离心泵进行数值计算。结果表明,叶轮主要磨损区在根部和压力面中部,转速每增加100 r/min,最大磨损量为叶轮冲击磨损,增加28.5%;流量增加20%,最大磨损量为蜗壳的冲击磨损,增加85%。使用碳化钨镀层,叶轮和蜗壳磨损速率分别降低28.1%和39.95%。研究结果可为混砂离心泵参数设计提供指导意义。

摘要：国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。

摘要：为解决国内地下储气库井注采管柱气密封螺纹接头选用混乱且适用性不清的问题,首先对现有标准和气密封试验数据进行统计比对分析,发现各种气密封螺纹接头的拉伸效率相同,但其压缩效率差异大且现有标准已不适用于储气库注采管柱气密封螺纹接头的选择,认为注采管柱气密封螺纹接头的选择必须考虑管柱载荷的交变;然后结合2口储气库井注采工况,基于管柱力学理论计算获得2种规格注采管柱的最大拉伸载荷和最大压缩载荷,对比已选用的气密封螺纹接头,重点研究了接头拉伸效率、压缩效率与管柱载荷之间的关系,提出了注采管柱气密封螺纹接头优选判据;进一步利用全尺寸实物复合加载试验机对2种规格注采管柱进行多周次气密封循环试验,试验结果证实了上述判据的合理性。所提出的优选判据不仅可以作为气密封螺纹接头优选的基本依据,而且还可以作为储气库井注采管柱设计的依据,并纳入了中国石油天然气行业标准。

摘要：连续油管测井机的研制为复杂大斜井、水平井的测井作业提供了有效的技术手段,其中,满足测井作业低速稳定性要求的注入头与滚筒的协同控制是整机的关键技术之一。为了提高测井机的性能,提出了基于二次调节系统辨识的连续油管协同控制设计方案。从二次调节系统的组成与原理出发,通过建立二次调节系统的非线性模型,可以将其简化为一个二阶线性系统,对其动力学特性进行描述。根据这一特点,依据最小二乘理论,采用带有遗忘遗因子的最小二乘算法,对二次调节系统进行了系统辨识,获得了确定参数的系统模型。在辨识模型的基础上,通过采用PID控制器,对二次调节控制系统进行了实验研究,为今后连续油管测井机的理论分析和实时控制打下良好的基础。研究表明,二次调节系统替代传统马达有效地解决了注入头与滚筒协同控制问题。

摘要：孔隙压力下降引起储层压实及地表沉降,潜在威胁着井筒完整性。国内外尚缺乏储层压实预测与定向井筒完整性评价的理论方法。根据孔隙介质弹性理论,推导孔隙压力下降引起储层压实量和地表沉降量的计算公式。基于地层与井筒的力学作用,揭示储层压实诱发定向井筒失效机制,并提出井筒完整性定量评价方法。研究表明,生产井段中套管屈曲失稳和储层中套管挤毁是主要的失效机制;采取在储层中使用高钢级或厚壁套管及提高固井质量等措施能够改善井筒完整性。研究成果为储层压实油田的井筒完整性评价和套管设计提供科学依据。

摘要：以弹塑性力学为基础,借助复变函数与应力场分解,对页岩气压裂过程中水平段套管-水泥环-地层系统的力学行为进行分析研究,通过接触面上位移连续条件得到了系统各接触表面的受力表达式;以Drucker-Prager岩土屈服条件为破坏准则,得到了水泥环达到屈服时的最大套管内压力,并讨论了套管及水泥环参数变化对系统受力行为的影响规律。计算结果表明:水泥环内表面比套管更容易达到屈服极限,水泥环厚度对水泥环内壁受力影响较小;增加套管壁厚,有利于保护井筒的完整性;套管内径和水泥环弹性模量对水泥环内壁受力影响较大,套管内径和水泥弹性模量越小,则水泥环越安全。研究结果对于页岩气压裂过程中井筒完整性设计控制具有一定的参考价值。

摘要：针对南美前陆盆地斜坡带圈闭规模小、热带雨林地貌勘探投资大、丛式平台优选难的问题,以厄瓜多尔奥连特盆地TW区块为例,在圈闭地质风险评价后,进行平台控圈闭群经济性评价,最终实现丛式平台优选评价。评价方法流程包括:1)圈闭地质风险评估和圈闭资源量评价(传统六要素评价);2)丛式平台经济评价,设计N个平台(每个平台控制圈闭不同),对单一平台控制范围内的圈闭进行经济性评价,包括投资(钻井、平台建设、道路及管线建设、射孔费用、地表植被复原费等)和收益(原油出售),剔除没有经济价值的圈闭后重新对单一圈闭的经济性进行评价,直至单一平台内所有圈闭均具有经济价值;3)丛式平台和圈闭优选:根据单一平台控制圈闭总经济价值大小,优选出最优的丛式平台,按照经济价值大小对最优平台控制圈闭进行优选获得圈闭排序;4)新一轮平台和圈闭优选,删除已选出的圈闭后重新进行步骤2)—3),最终获得研究区的平台及圈闭优选排序。运用该方法提出TW区块平台建设和圈闭钻探建议,实施效果良好。

摘要：我国南海深水海域蕴藏着丰富的油气资源,但环境条件恶劣、地质风险高,钻井作业面临着严峻挑战。为此,提出了一种组成简单、建造成本低、安装效率高、可根据工程需要重复利用的新型吸力桩基盘结构型式,以适应我国南海深水浅软地层安全钻井作业的需求。采用规范法和有限元法全面分析了此类大直径桶形结构的承载性能;基于二次开发土体本构模型,研究了循环荷载作用对吸力桩基盘承载力的弱化效应;结合工程实例分析揭示了多桩吸力基盘的承载性能特点。分析结果表明,与常规井口基盘相比,吸力桩基盘结构型式可明显改善整体井口系统的承载能力,为深水浅软地层钻井作业提供了安全、高效、经济、可靠的解决方案。所得结论和计算方法可为实际工程提供参考。

摘要：针对低渗透气藏钻完井过程中因水相侵入引发的水锁损害问题,以双端含氢硅油(DHSO)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)、三甲胺盐酸盐(TMHC)等为原料,通过硅氢加成反应和环氧基开环反应合成了一种阳离子有机硅表面活性剂DAT,并复配消泡剂等助剂,构建了有机硅防水锁剂DAH。使用傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对合成产物进行表征,其分子结构符合预期设计;通过表面张力测定、岩心接触角实验、岩心自吸实验、岩心驱替实验等对防水锁剂DAH的性能进行评价。结果表明:1%DAH溶液的表面张力大幅下降至21.28 mN/m;经1%DAH溶液处理后,水相接触角由20°提高至110°,岩心自吸水量下降83.1%,渗透恢复率提高至82.68%。该防水锁剂DAH可大幅降低水相表面张力,能够通过静电作用在岩心表面形成致密吸附膜,将岩心表面润湿性由亲水性反转为疏水性,减少了钻完井过程中的水相侵入,并有助于水相返排,具有优异的降低水锁损害功效,对保护低渗储层产能具有重要意义。

摘要：页岩等非常规油气储层水平井分段压裂改造用液规模大,返排效率低,其诱发的孔弹性效应不可忽视,然而孔弹性效应对缝间应力干扰、多裂缝竞争扩展的影响机理尚未明晰。为了揭示压裂液滤失诱发的孔弹性效应对地应力场及多裂缝扩展的影响规律,基于平面三维多裂缝模型,在考虑液体滤失诱发的孔弹性效应的基础上,建立了水平井压裂裂缝扩展数学模型,并开展了水平井多簇压裂裂缝扩展数值模拟研究,针对孔弹性诱导应力导致多裂缝扩展不均匀提出了解决的工艺手段。研究结果表明:①孔弹性应力与裂缝诱导应力具有相似的效果,其大小约为裂缝诱导应力的30%,影响范围约为裂缝诱导应力的40%;②孔弹性效应会增大缝内压力、强化缝间应力干扰、加剧裂缝不均衡扩展,与不考虑孔弹性效应的模拟案例相比,考虑孔弹性效应后裂缝宽度降低约8%,缝内压力升高约0.5 MPa,井底压力升高0.62 MPa,各簇瞬时进液差异系数升高6.5%、整体进液差异系数升高5%;③保持限流射孔摩阻为3~6 MPa可在一定程度上克服孔弹性效应对各簇均衡进液的负面影响。结论认为,孔弹性效应研究可为水平井多簇压裂诱导应力及裂缝扩展分析提供重要的理论支撑和依据,该成果可为非常规油气储层现场压裂设计提供更加全面的参考依据。