石油射孔枪弹间爆轰波干扰的仿真分析

通过有限元显式动力分析软件的显式算法对石油射孔弹顺序起爆后,弹间爆轰冲击波干扰的过程分别进行了二维和三维数值模拟,对其模拟结果进行了讨论。分析认为,影响高孔密射孔枪射孔效果的弹间干扰产生的主要原因是爆轰冲击波的压力场受到不同程度的干扰,破坏了弹体控制的爆轰波形。数值计算结果符合试验所得物理现象和规律。该模型对减小或消除石油射孔弹间干扰有借鉴作用。     

多井干扰反褶积试井方法研究

在单井反褶积方法的基础上,研究了具有井间干扰效应的多井压力—流量反褶积试井方法,并将井间干扰压力响应从井自身的压力响应中分离出来,分离后的井自身在单位流量下的压力响应可以用于油藏模型诊断及常规试井分析。现采用合成数据和数值模拟数据对此算法进行了验证分析,结果准确可靠。     

页岩气水平井段内多簇裂缝同步扩展模型建立与应用

水平井分段多簇压裂技术是开发页岩气藏的核心技术手段,分析段内多裂缝同步扩展规律和进行段内簇间距优化设计对提升水平井压裂效果具有重要意义。基于多层压裂流量动态分配思想,考虑缝间应力干扰、射孔和摩阻压降损耗、滤失等影响建立多簇裂缝同步扩展数学模型,利用改进Picard法进行方程组求解并开展敏感性分析。研究结果表明,簇间距对多簇裂缝扩展的影响最为明显,当簇间距达到缝高高度时,缝间力学干扰则几乎可以忽略;簇间距越近,则整个缝簇系统受到应力干扰影响越为明显,而加大压裂液黏度则可以明显改变缝宽,一定程度上抵消应力干扰影响;地层滤失系数增加则会显著降低改造体积范围,射孔密度对缝簇扩展影响较小。提出的段内多裂缝扩展数值模型简化了数学建模步骤,综合考虑了影响裂缝扩展的岩石力学和工程因素,且计算速度快,精度可靠,可为水平井段内簇间距压裂优化设计工作提供技术支持。     

直井抽油杆柱扶正器安装间距设计计算

为使直井抽油杆扶正器分布更加合理，首先进行了抽油杆柱受力分析，在抽油杆柱受力分析时综合考虑了直井抽油杆柱与液体之间的摩擦力、井液对抽油杆柱的浮力和油管内液柱作用在柱塞上下面的液体压力差，接着在抽油杆柱受力分析的基础上运用能量法推导出了相邻扶正器间距的计算公式，并利用Matlab和VB语言编制了计算软件，最后进行了实例计算分析。计算分析结果表明：抽油杆柱与液体之间的摩擦力和井液对抽油杆柱浮力这两者对扶正器的间距布置影响不大，实际应用中为简化计算可以忽略不计；但油管内液柱作用在柱塞上下面的液体压力差，对扶正器间距影响远远大于前两者，必须加以考虑。     

油气输送站场内外阴极保护系统间干扰数值模拟

为了研究油气输送站场内、外阴极保护系统间的干扰问题,通过分析系统间干扰与单一阴极保护系统在数学模型和数值处理方法上的差异,采用数值模拟技术对站场内、外阴极保护系统间的干扰进行了研究,并利用室内模拟实验对干扰数学模型和计算方法进行了验证,同时根据实际案例计算分析了系统干扰程度的影响因素和影响规律。数值模拟结果表明：站内阴、阳极电场的叠加电场强度决定了站外管线所受的干扰程度及规律;由于站内阴极保护系统阳极地床类型及设置位置不同,叠加电场的强弱也不同,干扰程度的差异较大;随着站内阴极保护系统输出电流和土壤电阻率增大,叠加电场强度增加,干扰程度增大;站外管道干线的电位控制点应设置在距干扰侧一定距离之外,以避免站外阴极保护系统输出电流产生较大波动。     

煤层边界薄层介质干扰反射的模拟研究

美国主要含煤盆地的高分辨率地震记录揭示了与干扰反射有关的潜在复杂问题。由于地质边界条件的差异,这些问题与油气勘探中所遇到的问题有所不同。该模拟研究对一次反射的叠加效应和单个子波叠合和复合反射效应均作了研究。为了提供合适的地球物理模拟参数,运用经过修改的 Lindseth 关于声波阻抗和速度之间线性关系的经验公式,根据密度测井资料提取了速度信息。根据密度和合成声波测井资料生成的合成地震记录与所处理的地震资料完全吻合。用150赫雷克子波与计算模型相褶积,其结果表明,特定的异常复合反射是由一次反射的叠合结果所引起的。由于后继一次反射旅行时的延迟,以及相长或相消干扰的影响,所研究层位的初始反射的特征会被明显地改变。若识别不当,就会导致错误解释。地层模拟技术进一步提高了地震资料解释处理的精度,并显示其与地震资料之间有着密切的关系。这就意味着,有必要运用更精确的分析方法对复杂的高分辨率地震资料进行解释。     

T形管节点处双裂纹干涉分析研究

为探求T形管节点处撑杆和弦杆上双裂纹之间相互干渉影响的规律与机理,利用节点位移法、单元应力法及ABAQUS数值模拟的方法计算撑杆周向上单个穿透裂纹的应力强度因子,将撑杆壁厚和裂纹长度作为影响因子进行分析计算;对撑杆和弦杆上的2条异面周向穿透裂纹的应力强度因子进行了有限元计算;讨论了不同撑杆壁厚、裂纹长度、载荷大小以及2裂纹间距等情况下弦杆裂纹的存在对撑杆裂纹的影响。研究结果表明:单个穿透裂纹的分析中应力强度因子与撑杆壁厚度和裂纹长度成正比关系;异面双裂纹的干涉分析表明弦杆裂纹对撑杆裂纹的扩展起到了抑制作用;由于撑杆裂纹的干涉效应,使弦杆裂纹应力强度因子随撑杆壁厚增加而缓慢增大。研究结果对于保障海洋平台、采油树及其配套设备的安全有重要意义。     

页岩储层压裂应力阴影效应对缝网形成的影响

为深化认识页岩水平井多段压裂过程中的缝间应力阴影效应,提高缝网形成效率,基于离散元法建立复杂裂缝扩展模型,开展了多裂缝延伸数值模拟研究。重点分析了缝间干扰的影响因素,包括水平应力差、杨氏模量、缝间距、净压力和裂缝形成顺序,以及单条水平井交替压裂过程中水力裂缝与天然裂缝的相互作用行为。数值模拟结果表明：①水平井多段顺序压裂不易形成近间距裂缝,由于应力阴影效应,后继裂缝将偏离水平最大主应力方向,无法改造远井筒区域;②储层杨氏模量决定应力阴影作用距离,而净压力决定着裂缝周围产生的“应力阴影”效应的强度,高杨氏模量,低水平应力差地层,施工净压力越大,发生干扰的缝间距越大;③通过优化水力裂缝形成顺序,利用多裂缝应力干扰,可使得当前改造区域内水平地应力差显著地降低,有利于后继水力裂缝开启天然裂缝系统,从而提高缝网复杂性。研究结果可为页岩储层缝网压裂设计优化提供理论依据。     

海洋双桩基础周围流场特征数值模拟

开展双桩基础周围三维流场的数值模拟,计算分析不同桩间距、入流角度对桩周流场结构的影响。研究发现:在稳定单向流作用下,双桩周围出现壅水、向下冲击水流、立轴状小漩涡等流场结构;并联双桩间距0.5 D时,涡流在双桩内部剪切层发展,增大到3 D后双桩交互干扰显著减弱;串联双桩之间的干扰以尾流效应为主,漩涡脱落呈现反对称,且底部干扰较上部更为明显;45°布置两桩,其存在前后和上下两剪切层,涡量分布非常复杂。     

射孔弹间干扰消除方法初探

射孔枪中装配射孔弹的密度达到某一界限时会出现穿深减小并显著波动的现象,其原因是弹间干扰.改变射孔器结构和导爆索性能,按行业标准SY/T 6297-1997<油气井射孔器材评价的推荐作法>进行了地面混凝土靶射孔试验,测量它们对穿深的影响,研究弹间干扰产生的原因.试验结果分析显示,弹间距、导爆索长度和爆速是引起弹间干扰的主要原因;视起爆速度与弹间距及导爆索爆速之积成正比,与弹间导爆索长度成反比,其值过小时则出现明显的弹间干扰;降低弹间起爆时间是消除弹间干扰的有效方法.该定量分析方法可为射孔器的优化设计提供参考.     

非平面PDC切削齿破岩有限元仿真及试验

为了指导PDC钻头设计,对三棱形和斧形PDC切削齿、常规平面PDC切削齿的破岩性能进行了研究。利用有限元软件建立了PDC切削齿直线切削岩石和垂直压入岩石的三维有限元模型,模拟了相同布齿角度下、不同形状PDC切削齿垂直压入岩石和不同切削深度直线切削均质岩石及非均质岩石的过程,发现不同形状PDC切削齿的破岩过程存在明显差异。与常规平面PDC切削齿相比,三棱形PDC切削齿更易压入地层形成破碎坑;三棱形和斧形PDC切削齿破碎均质砂岩时所需的切削力较小,岩石产生的预破碎区域更大,破碎非均质岩石时的切向力波动幅度小,更易破碎岩石。根据模拟结果,设计研制了三棱形切削齿PDC钻头,并在钻进混合花岗岩地层时获得较好的效果。研究结果表明,有限元模拟可为PDC钻头设计提供参考。      

重力梯度欧拉反褶积及其在文顿盐丘的应用

在矿产勘察与区域地质调查中，梯度数据由于精度高而得到广泛应用。基于三种张量分量的重力梯度数据，本文提出一种新的梯度欧拉反褶积算法，避免了常规计算中由于构造指数选取不当和张量分量转换产生的误差。建立单长方体和不同深度双长方体的理论模型，验证了该方法能够较准确地反演地质体的埋深和水平位置。将此方法应用于文顿盐丘的实测重力梯度数据，获得了盖岩顶部的形态与分布等信息，并探测到新的小规模地质体。该结果与已知资料相符，进一步丰富了该地区的地下构造信息。     

叠前去噪方法及其应用

规则干扰和不规则干扰影响地震数据处理的最终成果,也影响叠前处理方法的应用效果。针对干扰波的特点,介绍了不同的压制噪声的方法,用速度滤波、小波变换对线性干扰进行压制,τ-ρ变换衰减多次波,多道统计方法和中值滤波消除野值脉冲干扰．此外,如零相位谱均衡反褶积SPEQ、DMO处理等对随机噪声具有一定的压制作用。根据这些方法的优缺点,在实际的地震资料处理中,对不同噪声采用合适的压制方法,实际资料处理成果表明达到了预期效果．     

Ф14.0 mm钻齿与钻头本体齿孔的过盈分析

掉齿是影响空气钻井潜孔钻头寿命的主要原因之一,而钻齿与本体齿孔的安装过盈量直接影响固齿强度。通过建立Ф215.9 mm潜孔钻头Ф14.0 mm钻齿与钻头本体齿孔过盈装配的力学模型,对过盈量为0.040、0.060、0.065、0.070、0.075、0.080和0.100 mm时的装配应力及本体材料的径向位移进行了模拟计算,并对钻齿施加工作载荷,检验了其固齿效果。通过分析可知:过盈量小于0.065 mm时本体材料处于弹性变形状态;过盈量不小于0.080 mm时,本体齿孔的应力值较大,局部接触位置超出材料的抗压强度;过盈量为0.065～0.075 mm时,既有弹性变形又存在轻微的塑性变形,此时的固齿强度能够满足实际工况的需要。考虑到塑性硬化的作用,推荐该钻头下钻齿与本体齿孔的安装过盈量为0.065～0.075 mm。      

Effect of shape factor, characteristic length, and boundary conditions on spontaneous imbibition

Spontaneous imbibition is vital for oil recovery in porous media, especially when considering fluid flow behavior in fractured reservoirs. Small-scale laboratory tests on reservoir rock samples show that spontaneous imbibition becomes crucial in estimating field behavior according to oil recovery by imbibition performance. This paper presents experimental work on oil recovery by spontaneous water imbibition on kerosene/brine/Berea systems. The main objectives of this study were to investigate the effect of shape factor (SF), characteristic length (CL), and boundary conditions (BC) on the rate of spontaneous imbibition, and improve oil production simulation by spontaneous imbibition from naturally fractured reservoirs using derived shape factors. General mathematical definitions for shape factor and characteristic length are typically derived using irregular geometric shapes, but this investigation utilized regular geometric shapes of core samples (i.e., cylindrical, square prism, and triangular prism) for simplicity. Experiments were conducted on different sizes of core samples with cylindrical shapes yielding the highest imbibition rates and triangular prisms the lowest imbibition rates. Characteristic length had an inverse effect on the rate of spontaneous imbibition within the same shape family of core samples. Boundary condition (BC) experiments were performed to investigate the effect of the boundary on the rate of spontaneous imbibition. The four different boundary conditions applied to the samples were (1) all faces open (AFO), (2) two ends closed (TEC), (3) two ends open (TEO), and (4) one end open (OEO) systems. BC experiments showed that an increase in total surface area open to imbibition promoted the rate of spontaneous imbibition. In this study, kerosene/brine/Berea systems showed that imbibition recovery rates increase with an increase in shape factor while decreasing in characteristic length specific to the same shape of core samples.     

应用数值模拟方法分析观测系统压噪效果

本文采用数值模拟方法分别从观测系统属性、反射波能量和地震资料品质等方面分析了不同观测系统压制干扰波的效果,得出以下结论:①不同观测系统对线性干扰波具有不同压制效果,横纵比大的观测系统具有较好压制效果;②改善面元属性(方位角和炮检距分布均匀)、增大排列片横纵比,不仅能降低采集脚印,同时能更好地压制线性干扰,削弱噪声。因此数值模拟方法是一种较为经济实用的分析研究观测系统的方法,且具有较高的灵活性和适应性。     

Mathematical Formulation of Interference Tests Analyses Procedure for Horizontal and Vertical Wells Both in a Laterally Infinite Layered Reservoir

Analytical procedures, based on dimensionless pressures and derivative distribution of different combinations of vertical and horizontal wells in the layers of a crossflow layered reservoir, are derived. Results show that analytical expressions for calculating fluid and reservoir properties depends on the type of well used as active well during interference test. If the wells are completed within the same layer, only regional permeability between the wells will determine the rate of interference apart from the rate of withdrawal from the active well. In this case, horizontal wells produce stronger interference than a vertical well given the same anisotropy and rate history. If the wells are located in different layers, then the degree of crossflow between the layers becomes the most important factor affecting interference.     

蜂窝夹套结构热力性能数值模拟研究

现有文献对蜂窝夹套传热性能的研究大多是采用试验或解析方法,给出的传热关系式只能得到估算值,在准确性和应用普遍性上存在欠缺。为此,采用正交设计和因素分析的方法,对具有不同结构参数的蜂窝夹套内部流场进行了数值模拟。模拟结果表明:(1)正方形排列的蜂窝夹套比三角形排列的蜂窝夹套综合传热系数高,因此采取正方形排列方式更可取;(2)蜂窝高度h是蜂窝夹套传热性能和压力降的主要影响因素,参数L/D是第2显著的影响因素,蜂窝锥角α不是重要影响因素。各因素的最佳水平组合为h1,L/D1和α3,此时蜂窝夹套的综合传热性能最好,从模拟的结果看第1号模型的传热性能最好,说明所选出的最优结构基本符合实际情况。     

井中悬挂式分布式光纤传感系统干扰波分析及压制

井中分布式光纤声波传感(DAS)系统作为新一代井中地震观测装备,与传统的井中三分量数字采集系统相比,具有施工安全、高效,一次激发即可实现全井段观测的优点。DAS系统具有传、感一体的特点,因此在井中光缆悬挂观测时无法实现光缆的完全推靠以及井口段光缆张力的有效减少,这导致地震资料采集时会产生较强的缆波和耦合干扰,从而影响地震资料的信噪比。从地震波的传播规律出发,分析了DAS井中观测干扰波的产生过程和特征,明确了DAS系统缆波干扰和“弹簧波”干扰是由波到达光缆时沿着光缆传播而形成。采用随机中值滤波技术压制缆波干扰以及模拟正反演法压制“弹簧波”干扰,提高了地震采集资料的信噪比。该方法在实际地震资料应用的结果表明：DAS干扰波的分析合理,噪声压制效果明显,去噪后的DAS数据能够获得较好的井中地震成像结果。     

驱油用磺酸盐多元体系分析

研究并建立了磺酸盐多元复配表面活性剂中烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐的含量检测方法。分别采用相滴定法和紫外分光光度法测定磺酸盐总含量和烷基苯磺酸盐的含量,考察了烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐之间的相互影响,及烷醇酰胺、OP-10、聚合物NP-3等干扰作用对磺酸盐总量及组分含量检测的影响,对磺酸盐体系的定量条件、指示剂的用量、无机盐(Na2SO4、KCl)的影响等因素进行了研究。结果表明,不存在干扰作用时,该方法检测磺酸盐总量及烷基苯磺酸盐含量的误差分别在2.0%和0.4%以内。OP-10、烷醇酰胺、聚合物NP-3、无机盐等因素单一干扰时,磺酸盐总量和烷基苯磺酸盐含量检测的最大误差分别为3.0%和0.8%;在这些因素共同干扰作用下,磺酸盐总量和烷基苯磺酸盐含量检测的最大误差分别为3.0%和1.2%。该方法操作简便、准确、可靠性强,可用于三次采油用表面活性剂中磺酸盐总量及组分含量的测定。