充气钻井井底压力影响因素分析

阐述了充气欠平衡环空流型的判断方法,给出了不同流型摩阻压降计算的数学模型,并考虑了环空岩屑对井底压力的影响,采用微分迭代的方法求解井底压力。利用编写好的程序模拟井口回压、注气流量和机械钻速对井底压力的影响关系和规律,得出一些指导充气欠平衡钻井的有益的结论,对进一步深化和完善充气欠平衡钻井和井控理论研究以及现场应运具有重要的现实意义。     

气体直井钻井中气体体积流量计算程序开发

充足的气体体积流量是进行欠平衡钻井施工的关键,首先阐述了根据最小动能标准进行气体体积流量计算的方法与步骤,然而尽管该方法的计算原理简单,计算流程清晰,但是由于计算工作量大,且在计算过程中需要采用迭代法进行方程的求解。因此基于上述计算原理开发了相应的计算程序,使得计算更加方便。同时还利用该程序讨论了相关钻井参数对气体体积流量的影响规律,可供实际工程参考使用。     

岩溶地层水文水井泡沫钻井压力和排量计算

分析了岩溶地层水文水井施工中,泡沫实现平衡压力或欠平衡压力钻井的原理及影响泡沫钻井有效井眼压力的因素.采用迭代法逆循环计算方法,计算井口压力和井口气液排量.     

欠平衡压力钻井的井控观念及应用

简要介绍了欠平衡压力钻井技术在国内外的发展，着重叙述了欠平衡压力钻井和常规钻井条件下的井控实施规则的区别，阐述了欠平衡压力钻井的优势和局限。     

欠平衡钻井压差的确定技术及在石南4井区的应用

欠平衡钻井过程中井壁稳定与否是保证欠平衡钻井成功的关键，本文利用多孔弹性介质力学及岩石力学理论，建立了欠平衡钻井过程中保持井壁稳定及控制井喷的极限钻井压差的计算模式，提出了欠平衡钻井合理压差的确定原则，最后，论文结合石南4井区的地应力参数及地层强度参数，对石南4井区欠平衡钻井极限压差进行了计算，分析了在该区进行欠平衡钻井的可行性，并据此研究成果在石南4井区实施了2口欠平衡钻井。     

气体全过程欠平衡钻井压力控制技术探讨

简述了国内外全过程欠平衡钻井技术及其控压设备的应用现状,分析了不压井起下钻装置和套管阀装置的优缺点。针对大庆气体钻井过程中所遇到的诸多问题和大庆地层的物理特性,对大庆油田深层实施全过程气体欠平衡钻井的技术难点进行了深入分析,认为现有控压设备不能满足大庆油田高压气层气体全过程欠平衡钻井的需求。为此提出了旋转控制头总成密封控制法和气流引导法两种深层气体钻井的控压设备及方案,在达深9、徐深41等五口气体钻井中进行了现场应用,在有烃值显示的情况下起下钻时使用该方案有效地控制了地层气从井口返出,从而达到推进气体全过程欠平衡钻井作业的进程,提高气体钻井效率的目的。     

双壁钻具导正块处压力模型

气体反循环钻井技术是欠平衡钻井技术的重要分支,以压缩气体为主的钻井循环流体沿双壁钻具环状间隙到达井底。在双壁钻具的内外管之间有同轴定位装置导正块,导正块的存在使该处流场更加复杂。针对双壁钻具内外管间导正块处压力参数开展研究,基于流体力学通过数学推导,建立导正块处压力模型。结合实际工程算例,编程计算,对模型进行求解,得出由于导正块存在而导致的总压力损失值,为进一步探索整个循环系统压力模型提供了有力依据。     

基于流固耦合理论的充气欠平衡钻井井壁稳定性分析

充气欠平衡钻井钻井过程中常出现井壁失稳、钻井失败情况。基于流固耦合理论,应用ANSYS软件平台模拟充气欠平衡钻井钻进中的井壁应力,在考虑流固耦合数学模型和应力破坏准则基础上,对井壁应力情况分析,得出以下结论:(1)确定了井壁失稳的破坏准则及破坏方向;(2)计算分析了井壁的3种应力随距井眼轴心距离变化规律,得出欠平衡钻井和过平衡钻井中井壁应力区别;(3)考虑不同渗透率条件下,欠平衡钻井井壁稳定随时间变化情况,以及孔隙压力变化情况。确定了不同地层条件下欠平衡钻井需要注意的问题。分析准确地指出了欠平衡钻井过程中井壁应力变化规律,保证了现场施工的顺利进行。     

控压钻井及其在高温地热勘探开发中的应用

控压钻井包括管理压力钻井、欠平衡钻井和空气钻井。控压钻井可以减少非钻进时间和事故、提高机械钻速、预防漏失、消除压差卡钻、保护低压产层以提高产能。地热井具有温度高、地层硬度高、裂隙发育、地层压力低伴随浅部地层压力变化大等特点。在地热勘探开发中应用控压钻井技术有利于提高钻进速度、预防漏失、提高产能。介绍了控压钻井及其关键技术,同时阐述控压钻井在地热勘探开发中的应用。     

UBD/MPD技术标准现状分析

近年来,欠平衡钻井(UBD)和控制压力钻井(MPD)因能大幅度提高机械钻速、有效降低井下复杂情况的发生、减少非生产时间而得到了飞速发展,国内外也对两项技术制定了相关标准。从石油行业标准I、ADC标准、API标准入手,着重讨论欠平衡钻井和控制压力钻井的标准现状,探讨建立控制压力标准应包含的主要内容。     

煤层钻孔风力排渣模拟实验研究

基于两相流的有关原理对煤层钻孔风力排渣进行了研究，结合现场情况，建立了煤层钻孔风力排渣实验装置，对风力排渣进行模拟实验．测定了排渣系统中各段的压力损失，分析了各段压力损失的比重，研究了风量、风速、钻屑运动速度、固气比和压力损失等之间的内在规律．结合理论分析得出了最小排渣风速公式，该公式反应了煤层瓦斯突出钻屑量指标、钻孔直径、钻杆直径、钻进速度等参数对排渣过程的影响．实验得出的结论为现场选择设备型号提供了理论依据．     

地下矿通风系统风流稳定性分析新方法

利用通风系统节点风流平衡关系和回路阻力平衡关系,分析了风网中各分支间基于空气动力学特征的制约关系,提出了某分支风阻、阻力发生变化时,其它分支的风量对此变化作出反应的分析模型,并随之提出了抑制分支风量变化的控制模型,给出了度量反应敏感性强弱的方法。研究发现,对于一个确定的通风网络,当分支风阻或阻力改变时,各分支风量变化对其它巷道风阻或阻力变化的敏感指数曲线是确定的曲线;当通过改变一些分支风阻值来抵消另一些分支风量变化时,各分支风阻变化对其它分支风阻变化的敏感指数曲线是确定的直线。预先计算出这些敏感指数曲线,并绘制成曲线图谱,对于监测和预测风流稳定性具有重要价值。     

液体黄原胶水包油钻井液研究

水包油钻井液作为一种深井低密度欠平衡钻井液流体,适用于低压低渗透地层的施工。通过调研国内外低密度水包油钻井液的发展状况,进行液体黄原胶水包油钻井液的室内试验。根据钻井液体系的不同,将试验分为5组,试验研究了液体黄原胶不同添加量对各组钻井液体系乳化性和流变性的影响。试验结果表明,随着液体黄原胶量的增加,各钻井液体系乳化性逐渐变好,流变性能得到了改善。通过对试验结果的分析,优选出聚磺水包油钻井液体系配方,该体系润滑性比较好,现场施工工艺较为简单;优选出低密度充气钻井液体系配方,该体系适用于欠平衡压力钻井,能够有效地保护储层。     

常村煤矿避难硐室供氧系统研究与应用

为完成常村煤矿避难硐室供氧系统的构建,通过理论分析,确定常村煤矿避难硐室“多级供氧系统”的研究内容及地面钻孔、井下压风和生氧净化器3种供氧系统的工作原理;根据温度平衡原理,计算压风系统的供风量为300 L/min;根据人均需氧量及空间影响函数,计算生氧净化器系统96 h,100人的总供氧量为484 m 3;根据人均排放二氧化碳情况,计算生氧净化器系统去除二氧化碳所需进风量为468 m 3 /h;通过净化器药剂压损试验,测得药剂压损随着风速的增加而增大,且当风速大于5 m/s时,压损增加较快;通过打压试验,测定常村煤矿避难硐室进、回风系统可保证硐室内160 Pa正压;研究结论可为避难硐室供氧系统的构建提供科学依据和试验数据。     

综采工作面配风量对其风阻的影响规律分析

为了揭示综采工作面配风量对其风阻的影响规律,以河南新郑煤电有限责任公司11208综采工作面为研究对象,现场实测不同配风量下工作面风阻,利用CFD方法构建11208工作面风流场计算模型,通过模拟分析工作面内气压场与风速场结构特征论证了工作面通风阻力属于局部阻力,并模拟计算不同配风量下工作面风阻值,拟合得到二次抛物线型的工作面风量-风阻特性曲线,风量-风阻拟合函数计算结果与实测结果之间相对误差小于6%,研究所得的工作面风量-风阻特性曲线可用于矿井通风网络解算。     

气体钻井注气模型优选及设备优化配置分析

计算气体钻井注气排量的方法主要有最小动能法和最小速度法。通过对这两种方法的分析,优选出最小动能法并对812 in井眼不同井深所需注气量进行计算,同时对影响气体钻井设备配置因素进行分析,最终得出不同条件下气体钻井设备优化配置,为气体钻井经济化施工提供科学依据。     

河南省桐柏县银洞坡金矿通风系统优化

银洞坡金矿由于受到采空区漏风影响,通风系统可靠性较差,导致东风井地表主扇无法发挥系统总回风的作用,作业采区风流反向,生产中段空压机硐室散热造成局部区域高温,井下热风及采区污风无法沿设定路线排出地表。通过采用多机站风压平衡、机站优化设计、风机优选等综合技术对该矿通风系统进行优化改造,解决了采空区大量漏风、小高尖竖井出风、井下空压机硐室热源污染生产中段等问题,形成了安全稳定运行的矿井通风系统。     

注气驱替煤层甲烷的有效影响半径研究

为了确定井下煤层注气有效影响半径,以煤层瓦斯渗流理论、瓦斯扩散理论、多元气体竞争吸附、能量守恒以及理想气体状态方程为基础,以钻孔周围煤体瓦斯流动场为研究对象,建立了井下注气驱替煤层甲烷的数学模型,并以石港煤矿的实测参数为计算依据,利用Comsol软件对抽采钻孔在不同注气时间、不同注气压力下瓦斯流动进行了数值模拟,发现注气有效影响半径随注气时间和注气压力的增大而增大,为现场注气提供依据。     

通风系统风流稳定性分析的新方法

利用通风系统节点风流平衡关系和回路阻力平衡关系, 分析了风网中各分支间基于空气动力学特征的制约关系, 提出了某分支风阻、阻力发生变化时, 其它分支的风量对此变化作出反应的分析模型, 提出了抑制分支风量变化的控制模型, 给出了度量反应敏感性强弱的方法。由于该模型可预先进行解算, 解算结果对于风量调节具有很好的指导作用。