旋流井眼净化工具携岩性能影响因素研究

针对水平井段岩屑易沉积、安全隐患大的问题,提出了一种内外螺旋组合的复合旋流式井眼净化方案,旨在以螺旋流来抵抗岩屑颗粒的沉积,使岩屑保持悬浮态,进而提高岩屑的运移效率,保证钻井安全.利用Fluent-EDEM耦合模拟的方法探究螺旋叶片数量、钻井液排量以及岩屑粒径对旋流井眼净化效果的影响规律.研究发现:螺旋叶片数量对井眼净化效果存在较大的影响,叶片数量为3和4时井眼净化效果较好,螺旋叶片数量为4时携岩效率最大,可达96.14％,与单叶片工具体相比效率提升了近30％;旋流井眼净化工具体的临界启动排量在15～20 L∕s,临界轴向运移速度在0.8 m∕s左右,岩屑不沉积的临界角速度在250 rad∕s左右;从携岩效率来看,岩屑粒径并非越小越好,粒径与携岩效率之间呈现波峰变化,最佳携岩粒径在3～4 mm.     

气体钻井地层出水环空携液规律研究

气体钻井在钻井提速、缩短建井周期和保护储层方面具有明显的优势,但钻井过程中也容易发生一些复杂情况,如若气体钻井导致地层出水,会引起携岩规律复杂化、井壁失稳等状况,影响钻井速度、质量及成本。通过对气体在环空中携水机理的研究,建立环空液滴大小模型,并对影响因素进行分析。同时提出环空气体携水量计算模型,利用MATHCAD编程计算出的理论数据与环空气体携水模拟实验数据基本吻合。     

气体钻井岩屑颗粒动力学分析

根据气固两相流流动理论,研究井筒环空岩屑颗粒动力学,分析岩屑颗粒几何尺寸的划分、受力与摩阻等因素对钻井过程的气体携岩影响。     

旋挖机钻进过程的力学响应特征及地层强度确定

旋挖机的现场钻进参数表明随钻参数如钻进率、钻杆钻速、动力头压力及扭矩等实时改变可定性入岩判别，由此建立切削力与压力的关系，为地层辨识及终孔设计提供依据.以某输电变站场址为研究对象，建立旋挖钻机全钻头的三维数值模型，模拟钻进过程中的给进力、扭矩实时变化及地层响应特征.结合地层物性特征与钻机随钻参数的关联性，建立多因素协同控制的地层强度模型，基于三维数值模型获得各工况的给进力及地层强度，与地勘及监测计算的地层强度值吻合，说明三维数值模拟表征地层强度的合理性.最后，基于该三维模型计算不同钻进深度的地层强度并进行持力层辨识，实际与设计的入岩深度一致，表明数值模拟地层强度确定持力层的可行性.其成果可为不同物性地层的旋挖机终孔设计提供理论支持.     

页岩气井压力梯度分析及应用

气井压力梯度是用于判断气井井筒内压力和流态分布等的重要参数。理论分析认为,当气井井筒平均压力、平均温度不变时,压力梯度随着气体密度的增加呈现递增趋势,当气井井筒平均温度不变时,压力梯度随着井筒内压力的增加呈现递增的趋势。实际应用表明:随着气井的不断开采,同一口井压力不断减小,压力梯度逐渐变小;页岩气井在生产过程中井筒流动状态均为气液两相流,气井受地层返出水的影响,井筒压力梯度变化较大,随着返出水的减少,井筒压力梯度逐渐趋于稳定并减小;当实测压力梯度与理论计算压力梯度差值较大时,通过提高气井产气量,增强气井携液能力,可排除井底积液,保证气井正常生产。     

基于细菌觅食算法的砂砾岩岩性识别方法

砂砾岩储层岩性复杂多变,母岩成分变化大,孔隙结构复杂,难以精确划分岩性并建立准确的解释模型,导致储层参数计算精度不高。针对松辽盆地梨树断陷砂砾岩储层特点,选择多组分体积模型作为该地区的测井解释模型,将该地层看成由局部均匀的孔隙、泥质、石英、长石、岩屑等5部分组成?根据多组分体积模型建立相应的测井响应方程,引入细菌觅食算法作多组分矿物模型的优化算法,将优化结果与岩芯分析孔隙度及全岩矿物分析的体积分数进行对比,结果验证了细菌觅食算法反演砂砾岩储层多组分矿物模型的可靠性。采用该方法对松辽盆地砂砾岩储层测井资料进行处理,取得了较好的结果。     

气藏水平井连续携液理论与实验

在气藏水平井中随着生产管柱倾斜角度的变化,井筒内液体的重力作用会发生改变,从而引起气液两相流型的变化.以产气为主的气井井筒内液体主要以液膜、液滴的形式出现,由此出现了液滴模型与液膜模型两种解释积液的理论.从这两种携液理论出发,考虑生产管柱倾斜角度的影响,对倾斜管内液滴、液膜进行受力分析,推导出了随管柱倾斜角度变化的连续携液临界流速的计算式,使之适用于水平井连续携液临界流量的计算.设计制作了水平气井连续携液实验装置并进行了实验研究,观测气藏水平井中气水两相运动与流型变化情况并测试其临界携液气量,结果表明,气藏水平井中水平井段的液体以液膜携带为主,但直井段中越接近井口,越以液滴携带为主,液滴模型也能适用于计算气藏水平井的连续携液临界流速.     

陆良盆地彩色沙林沉积-成岩特征及其景观成因分析

通过分析露头剖面、岩石微观组构及主量元素等特征,探讨了陆良彩色沙林成景地层沉积环境、成岩作用及景观形态、颜色成因.研究结果表明:(1)彩色沙林成景地层为茨营组,该组沉积环境为扇三角洲相、辫状河相及滨浅湖亚相,其中砾石成分主要为碎屑岩及变质岩,磨圆度及分选性较差,砂岩类型主要为中细岩屑砂岩,颗粒以点接触为主;(2)研究区茨营组砂岩在同生成岩阶段至早成岩阶段A期形成的铁、锰氧化物是影响砂岩固结的关键因素.铁、锰氧化物及有机质含量及分布使砂岩颜色改变;(3)茨营组的沉积环境、成岩作用及构造作用是导致岩石形态及颜色变化的主要因素.     

土岩组合地层暗挖隧道侧穿砌体结构影响研究

位于上土下岩二元地层的地下交通隧道,随土岩组合条件变化土拱效应发挥程度不同,导致土体变形和邻近建筑物地基产生不均匀沉降,地基不均匀沉降易导致砌体房屋开裂.文章以济南地区典型土岩组合地层为研究对象,基于土岩弹塑性本构理论,采用MIDAS/GTS有限元软件,建立隧道—岩土体—砌体结构二维有限元整体模型,分析研究了浅埋暗挖隧...     

空气钻井地层出水判断技术研究现状

空气钻井是欠平衡钻井的一种,是目前钻速最快的钻井作业方式之一,但空气钻井技术的主要障碍之一是地层出水。介绍确定出水地层的2类方法:一是利用已有的测井资料预测出水地层;二是在钻井过程中,通过钻井监测判断出水地层;并分析各种方法的不足之处。建议应该针对空气钻井中的地层出水问题,利用测井资料确定出水地层并结合地层参数,判断出水地层,并建立空气钻井中出水地层出水量的计算模型,指导空气钻井作业。