摘要：现阶段进行的水泥塞封堵界面胶结强度测试研究未考虑高温高压对其测试的影响,且大多数开展的是常温常压下水泥塞的剪切胶结强度测试。为此,设计了盐穴储气库老井封堵水泥塞综合胶结强度原位测试装置,并在80℃、15 MPa的模拟条件下,开展了不同界面、不同水泥塞长度和直径及水泥浆体系条件下的水泥塞胶结强度测试试验,明确了不同因素对胶结强度的影响规律。试验结果表明:水泥塞-岩石/套管界面的胶结强度受水泥浆体系影响较大,盐层水泥浆体系下的界面胶结强度大于盖层水泥浆体系下的界面胶结强度;水泥塞-岩石界面胶结强度略大于水泥塞-套管界面胶结强度;水泥塞-岩石/套管界面的拉伸胶结强度低于剪切胶结强度,且两者之比为0.41~0.45。研究成果可为盐穴储气库老井封堵界面密封失效的预测提供重要的理论支撑。

摘要：针对国内外传统油气井释放水泥工具所存在的弊端,基于井下电动工具的设计原理,创新性地研制出了一套新型井下电控水泥释放工具。详细介绍了该工具的结构组成和工作原理,重点对工具动作部件进行了力学分析,探究了井斜、温度、压力及井液性质对工具开启的影响,所研制的井下电控水泥释放工具外径为73 mm,长度为1 400 mm,可根据不同施工井况,通过变扣灵活配备不同规格的储灰筒。高压地面试验和现场施工试验分别验证了工具耐高温高压性能以及倒灰作业施工的可行性。可为油气井封堵作业的安全施工提供更高效可行的技术支撑。

摘要：激发源启动时间的设计是高效混叠采集的关键技术之一。高效混叠采集是随高密度地震勘探而产生的采集作业新模式,它能显著缩短地震勘探周期、降低采集成本,但激发源启动时间的随机程度直接影响采集资料的品质。为此,文中创新性地提出一种地震勘探随机激发时间产生算法。首先,利用卫星授时技术和压控晶振在较短时间内的电压变化与振荡频率呈近似线性关系的特点,以固定时间间隔方式进行本地时钟的校准和卫星时间同步;然后,根据激发源位置、准备好的炮点激发顺序、时距规则参数等信息,计算出偏差不大于10μs的预计激发时间;最后,基于该预计激发时间,以实时采集的振动传感数据作为种子,随机产生一个指定窗口内小抖动的随机数作为炮点激发的整毫秒时间,确保生成激发时间的随机性。对测试结果的分析表明,所提方法计算得到的随机激发时间的抖动值具有数值大小与范围可控、随机性强的特征,满足工业应用的实际需求。

摘要：针对控压钻井过程中井下信息获取难度大的问题,本文设计了一种可以同时估计井下不确定参数与未知状态的自适应观测器.首先,针对未知状态中含有不确定参数的控压钻井系统,提出了一种可解耦不确定参数的观测器匹配条件.其次,根据此观测器匹配条件设计自适应观测器估计井下参数与状态,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明了估计误差的渐近稳定性.最后,基于线性矩阵不等式方法求解观测器增益,提高观测器的鲁棒性.仿真分析表明:与已有针对控压钻井系统设计的自适应观测器相比,本文所设计的观测器对井下环空摩擦积分和井底流量的估计具有更好的收敛性以及鲁棒性.

摘要：某油田地面集输玻璃钢管线投产后出现蜡堵,严重影响油田正常生产。为了确定玻璃钢管结蜡原因与机理,从具有不同结蜡程度的3条在役玻璃钢管线截取试样,开展宏观检查、理化试验和润湿性分析等对比试验研究。结果表明,该3条玻璃钢管试样的成分结构、树脂含量、硬度和固化程度未见明显差异,符合玻璃钢管的标准要求,它们对柴油均表现为超亲油状态,润湿性未见明显差异。结蜡程度的不同主要是由管道运行温度所致,低流速、低气液比加速蜡沉积。玻璃钢管结蜡机理与钢质管道基本一致,为分子扩散机理,但玻璃钢管的临界表面张力、导热系数和粗糙度更低,使其不易发生蜡晶的沉积与聚集,展现出更佳的防结蜡性能。通过降低管材表面张力和实现疏油状态,将是提升玻璃钢管防结蜡性能的有效途径。

摘要：金坛盐穴储气库属于层状盐岩型储气库,建设过程中经常出现腔体畸形、偏溶现象,严重降低盐腔有效体积。研究腔体畸形对盐腔体积的影响规律,并在造腔过程中加以控制,将有助于加快库容工作气形成。结合金坛盐穴储气库实际盐腔情况,分析了腔体畸形、偏溶和底坑形状对盐腔有效体积的影响,并根据其形成原因给出了相应解决措施。结果表明,金坛盐穴储气库畸形、偏溶腔体约占总数的30%,畸形系数(11.8~90.1)×10^(-3),畸形系数越大盐层利用率越低;畸形导致横截面为椭圆形,且不同深度的腔体直径差别较大,使腔体周围盐层利用率降低;偏溶使井间矿柱宽度过低,矿柱比减小,腔体直径受限,腔体积严重降低;底坑形状可分为“V”形、“一”形、“”形、“A”形4种,其注气排卤效率依次降低,其中,“”形、“A”形最不利盐腔空间利用,严重降低储气体积。对于腔体畸形可采用的控制手段有降低排量、采用正循环、天然气阻溶回溶等技术。对于偏溶可采用预测偏溶方向合理设计井位、降低矿柱比增加腔体直径等措施。底坑畸形尚无有效控制手段和提高注气排卤措施。该研究为后期腔体形状控制和提高盐腔体积奠定了理论基础,将有助于加快金坛盐穴储气库建设速度。

摘要：为了解决高温高压天然气井管柱泄漏问题,国内油气田使用了多种特殊螺纹油套管,但井筒密封性仍然无法得到保障。现行的接头密封面接触压应力设计法不能有效堵塞密封结构的泄漏通道,亟待研究发展石油专用管密封设计方法和密封技术。为此,在密封面压应力设计基础上,提出增加弹性应变设计,并实验验证技术有效性。研究结果表明:①采用弹性材料实现弹性应变密封设计,通过材料的应力应变循环试验,优选出弹性应变达到6%的超弹性合金Ti-Ni-X;②设计的多种密封结构使密封面产生足够大弹性应变,以堵塞接头在工厂制造或井下服役期间形成的泄漏通道;③研发出一种密封环超弹性应变密封套管,样品成功通过了上卸扣试验和API RP 5C5 CAL IV级B系列密封试验,最大试验载荷达到了95%管体应力包罗线,最大试验温度达到180℃。结论认为,超弹性应变密封新技术可作为新一代石油专用管及井口管件密封的技术储备,该技术有望提高气井管柱和井口管件的密封性。

摘要：深层页岩气资源丰富,开发前景广阔,其合理的水平井井间距能同时兼顾单井产能最大化及井间储量的充分动用。为了解决深层页岩气现场试验和数值模拟方法在井距优化时投资及时间成本高,误差大,产能预测评价结果代表性不足等问题,以四川盆地南部泸州区块阳101井区为例,在结合数值模拟和大数据分析技术的基础上,基于不同天然裂缝三维地质模型,确定地质工程、压裂工艺条件下具有概率统计意义的压裂裂缝参数范围,并开展不同裂缝参数组合、不同井距条件下随机产能预测;最后综合考虑单井产能、平台采收率及经济效益,明确了最具代表性的合理井距范围。研究结果表明:(1)基于数值模拟与大数据分析的井距优化技术,能较好地解决天然裂缝特征差异性、压裂缝网参数不确定性对井距的影响;(2)网状缝发育区,井间干扰程度相对低,可适当减小井距以提高井间储量动用程度,设计技术经济一体化井距介于300~350 m;(3)单一方向缝发育区,可适当增加井距以保障单井产能,设计技术经济一体化井距介于350~400 m。结论认为,通过大数据的方法进行合理井距优化,是今后页岩气大数据赋能的重要趋势,该新技术在阳101井区页岩气开发实践中应用效果较好,为深层页岩规模效益开发提供了有益参考。

摘要：多簇布缝加砂压裂、缩短井间距、钻加密井等技术可有效提高页岩气经济开发效益,但同时也增加了水平井压裂时发生井间干扰的几率,从而影响母井、子井的产量,甚至损害井筒的完整性。为缓解川南地区页岩气开发时频发的井间干扰情况,促进规模效益开发,亟须参考借鉴北美井间干扰研究成果。为此,在系统梳理北美页岩气水平井井间干扰机制及干扰形式、诱发井间干扰的地质因素和工程因素的基础上,总结了井间干扰识别技术和预测技术、井间干扰缓解与治理措施,最后结合北美经验和川南地区页岩气特点,从干扰模式、干扰因素、风险识别与治理等方面开展了对比分析。研究结果表明:①加强天然裂缝预测技术攻关,根据天然裂缝发育情况优化井位部署设计,在天然裂缝井段强化差异化压裂参数设计;②优化开发部署设计,尽量确保同一开发单元内的井同步投产,避免因邻井先期投产压力降低进而导致井间干扰情况出现;③需要根据区内地质、工程等特征,建立不同工况下的井间干扰评价指标;④强化开展不同井间距、平台距、施工参数现场试验;⑤加强母井井间干扰复产工艺试验,探索形成有效的排采工艺,以提高排液效果,确保老井尽快复产。结论认为,借鉴北美的井间干扰研究进展和生产经验,结合川南地区页岩气自身的地质、工程条件制订差异化应对措施,对该区页岩气开发政策的制订和工艺技术的优化提供了有益的借鉴。

摘要：煤炭地下气化是对传统物理采煤技术补充的新一代化学采煤技术。气化过程中井筒受到高温和内压载荷的共同作用。针对煤炭地下气化生产井井身结构特点,基于传热理论建立了环空喷淋注水降温条件下的井筒瞬态温度计算模型,结合井筒压力模型基础上,根据弹性力学及壁圆筒理论建立了套管–水泥环–地层围岩组合体温度应力场计算模型。结果表明:高温时,井筒各部分因热膨胀或热收缩受限制而使井筒应力增加。在自然降温条件下套管、水泥环的理论计算最大应力分别为2640.6、151.3 MPa,均超过本身材料许用压应力,在不考虑温度时,套管、水泥环轴向应力分别只有28.4、15.0 MPa,远小于考虑温度时的结果;在环空注水降温方式下,通过控制喷淋腔温度能够有效降低井筒应力;随着套管内压增大,井筒应力也随之增大,且套管内压变化会造成套管和水泥环应力方向发生改变,在对其进行强度校核时需要分情况讨论;在水泥环两侧交面处的应力落差一般较大,水泥环性能参数也与井筒应力密切相关,随着水泥环弹性模量降低或泊松比增加套管-水泥环的应力随之降低,即胶结性能好,高韧性、高泊松比性能的水泥环材料能够降低套管-水泥环应力。上述研究认识可以为煤炭地下气化生产井结构设计及生产工艺提供借鉴。