摘要：由于连续油管作业特点使其在入井初始阶段与井壁存在显著的摩阻,从而使作业载荷控制与紧急情况井口截断存在一定的安全风险,此外,研究还发现,连续油管的残余变形不仅影响初始悬重载荷,还会对连续油管在井筒内的运行稳定性产生显著影响。通过合理设计导向架半径,不仅可以减小连续油管的入井摩阻,还能够降低其因残余应力引起的变形累积。同时,导向架半径的优化设计有助于减少作业载荷的不确定性。针对连续油管的地面结构开展了其残余变形及其入井载荷特性研究,建立了理论解析模型。研究结果表明,连续油管的残余变形与井口导向架半径存在相关性。连续油管下入过程中含残余变形的连续油管初始悬重载荷随着导向架弯曲半径的增大而减小,通过控制连续油管的地面导向架半径,能够有效降低其入井摩阻,从而实现对作业安全性的有效提升。

摘要：为获取油气井下的关键参数,设计了一套井下智能监测系统。系统以PIC18F67K22作为主控芯片,集成温度、压力、位移、含水率、加速度传感器5种监测模块及电源模块。同时制定通信协议、配置相关参数并采用QT creator开发上位机,搭建了上位机与采集系统之间的完整通信体系,实现了多参数实时采集监测。通过模拟高温高压多参数变化实验、测试环境实时变化曲线,验证了监测系统的实时性、稳定性、准确性,结果表明该系统可满足实际需求,为油气井工具智能化提供了可靠方案。

摘要：铲刀形状对土壤推运过程的工作阻力有显著影响,且这种影响通常采用试验对比的方法获得,为了对不同形状铲刀之间的工作阻力进行比较,引入刃缘位置为量化参数进行对比分析。以砂土为推运介质,以Ⅰ型铲刀和C型铲刀为推运作业工具,针对2种铲刀共确定了4个相同的刃缘位置,在自行设计的试验装置上开展土壤推运试验研究。通过对比分析发现:在刃缘位置相同的条件下,C型铲刀的工作阻力在逐渐增加阶段的增速明显大于Ⅰ型铲刀,并很快达到推运稳定阶段;当2种铲刀的刃缘位置较小或较大时,工作阻力较为接近,最大相差不超过4.2%。当刃缘位置确定的作业倾角与实际铲刀相近时,2种铲刀的工作阻力在不同作业深度下呈现相反的结果,即作业深度较小时,Ⅰ型铲刀的工作阻力相对较小,最大可减小13.8%;作业深度较大时,C型铲刀更有利于推运作业,工作阻力最大可减小16.1%。因此,铲刀的工作阻力与刃缘位置密切相关,但在一定条件下需要考虑作业深度的影响,当铲刀形状不同时,其工作阻力对比可以将刃缘位置视为量化参数开展研究。

摘要：针对小尺寸管道壁面腐蚀快速监测,设计了一种小型低功耗腐蚀电流测试系统。基于电化学动态极化法设计三电极测试传感器,主控芯片采用STM32103单片机,进行监测、采集、变送模块化设计。集成电压扫描电路、恒电位电路、微电流监测、液晶显示等模块。通过监测系统仿真分析和实际硬件电路的在线测试,证明了研发的小型电化学系统的可靠性和适用性。在恒电位测试电路的基础上,对工作电极和参比电极回路施加10 mV/s恒定速率变化的电势差,形成固定频率动电位扫描,获得了P110管材表面的电压-电流关系图,并通过拟合得到极化曲线。由于体积小、功耗低,该系统可以安装于小尺寸管内在线监测仪器中,用于长期的腐蚀监测。

摘要：以多级交替注入酸压技术为代表的深穿透酸压改造工艺是近年来发展起来的一种新型压裂技术。在多级交替酸压过程中,由于酸液在裂缝中的分布与滞留机理不明确,限制了交替注酸压裂的优化设计与实施效果。针对传统的只适用于多孔介质模型油藏数值模拟方法无法精细模拟裂缝中多相流动的问题,提出了一种基于Navier-Stokes方程的CFD数值模拟方法。该方法能够基于实际酸压裂缝尺度,建立碳酸盐岩油藏酸压裂缝数值模型。在分析多级交替酸压机理的基础上,采用Fluent软件研究不同交替注酸参数下酸液的分布与滞留特征,并在此基础上优化交替注酸参数。结果表明:注酸排量为5 m^(3)/min时,“指进”现象较明显,改变黏度比主要影响酸液流动形态,密度差为1 kg/m^(3)时,酸液“指进”程度变得更加明显。结果验证了该方法的适用性,可为碳酸盐岩储层的高效压裂提供理论依据。

摘要：油田压裂液喷射过程中,流体中的颗粒撞击套管射孔孔眼造成严重的冲蚀扩孔,导致孔眼直径增大,套管强度降低。利用高速液固两相流冲蚀试验台架,在单孔眼流道改变流速、砂比和粒径条件进行冲蚀试验,并对冲蚀孔眼边缘进行三维轮廓扫描,探究高速射流孔眼冲刷腐蚀扩孔规律。研究表明,孔眼冲蚀速率随流速、砂比、粒径增加而增大,流速和砂比的改变对于孔眼冲蚀影响最为显著。通过研究孔眼冲刷腐蚀扩孔规律,有助于改进各簇均衡起裂与进液施工工艺设计。

摘要：油田压裂泵入液固两相流过程中,颗粒撞击套管射孔孔眼造成严重的冲蚀扩孔。加之腐蚀交互影响,导致孔眼直径增大,套管强度降低。基于高速液固两相流冲蚀实验,进行单孔眼流道改变流速、砂比、粒径条件下的冲蚀实验,并对冲蚀孔眼边缘进行三维轮廓扫描,探究高速射流孔眼冲刷腐蚀扩孔规律。研究表明,孔眼冲蚀速率随流速、砂比、粒径增加而增大,流速和砂比的改变对于孔眼冲蚀影响最为显著。通过建模预测携砂液注入单孔扩孔规律,得出8簇24孔施工90 min后,孔径扩张至13~19 mm,而3簇48孔施工90 min后,孔径扩张至11.7~12.8 mm。同一施工时间后,3簇48孔的孔径较小,优于8簇24孔密布孔。通过研究孔眼冲刷腐蚀扩孔规律,有助于改进各簇均衡起裂与进液施工工艺设计。

摘要：套管用于支撑油气井井壁,形成完整井筒,部分套管存在椭圆度、内外壁偏心及微裂纹等制造缺陷,这些缺陷会降低套管强度。因此,有必要分析含制造缺陷套管的剩余强度。依据美国石油协会(American Petroleum Institute,API)套管抗外挤强度分析公式,考虑椭圆度和偏心引起的径厚比差异,据此修正径厚比,得到缺陷套管剩余强度分析公式。以P110套管为例,尺寸为127 mm×7.52 mm(外径×壁厚),对套管剩余强度进行理论分析和数值分析,对比分析椭圆度变形量和圆心偏离程度在1.0%~3.0%范围变化时套管的剩余强度。分析表明,椭圆度和偏心度为3.0%时套管剩余强度分别降低了6.81%和7.02%,与数值分析结果误差分别为1.91%和2.04%,剩余强度计算公式的精度满足工程要求。尺寸相同的微裂纹位于管壁内部、内壁和外壁时,强度分别降低了8.51%、3.55%、4.69%,微裂纹位于管壁内部时强度降低最多,套管强度随微裂纹增加呈近似线性降低趋势。依据研究,建立了不同椭圆度和偏心度套管剩余强度速查图表,方便设计和作业人员使用。研究结果可为含制造缺陷的127 mm×7.52 mm P110套管的剩余强度分析提供理论依据,可为弹性力学中含缺陷的筒体问题提供新的解决方案。

摘要：基于Ramey经典井筒温度计算模型,结合井筒与地层间的热量传递过程分别建立了开井与关井两种生产状态的瞬态井筒温度压力数学模型,分析了不同工况下的井筒传热过程。利用建立模型对现场实际井例进行计算并与商用软件模拟结果进行对比,分析了开井和关井时对应井筒温度压力的分布情况,同时验证了井筒温度与压力预测模型的准确性,为气井实际生产过程中温度压力的预测提供了理论依据。