地面井预抽瓦斯应力-渗流耦合数值模拟研究

基于弹性力学、渗流力学等理论,建立了地面井预抽瓦斯应力-渗流耦合模型,在此基础上结合工程实例,分析了地应力对瓦斯抽采效果的影响。计算结果表明:在地面井抽采作用下,煤层瓦斯压力不断减小,且地应力越大,瓦斯压力下降速度越慢;随着抽采的持续进行,造成煤体的有效应力增加和渗透率降低,同时由于瓦斯解吸,煤层孔裂隙重新变大和渗透率增加,2种效应共同作用下煤层渗透率总体呈现非线性增加趋势;地应力对地面井抽采效率影响显著,两者呈现负相关关系,即随着地应力的增加,煤层中的基质孔隙率下降和裂隙趋于闭合,造成煤层渗透性下降,最终导致了瓦斯抽采量的下降。     

扩孔钻头在水平定向井中的应用

传统扩孔钻头在长距离水平定向井应用过程中出现泥包问题时,由于钻速变慢易造成钻进轨迹偏离原井眼,而且起钻时由于抽吸压力对井壁的作用易造成井壁压差坍塌,影响井下钻具仪器安全,增加辅助时间和钻井成本。为解决该问题,通过总结施工经验,结合数值模拟理论实验优化改进扩孔钻头,并在山西某井田煤层气水平井钻井工程项目中进行工业性试验,与传统扩孔钻头相比平均钻时减少38.9%,大大减少辅助操作时间,钻进效率提高的同时减少钻井成本。     

三维圆弧型井眼轨道设计模型的拟解析解

为了研究三维圆弧型井眼轨道设计方程组是否存在解析解以及如何有效求解，使用消去法从多元非线性方程组中推导出其中的某个未知数满足一个特征多项式方程，并且证明了该方程组的拟解析解可以由特征多项式方程的实数根和已知设计参数构成的解析公式计算得到；如果极点多项式非恒等于0，则当特征多项式次数不超过5时，如果有解则为解析解，否则为数值解。通过使用C++类实现多项式加减法、乘法的计算方法，提出了多项式实数根的分隔算法、并用二分法快速求解出多项式全部实数根的计算方案。该方法在数学上经严格推导，计算方案简洁、稳健，在三维井眼轨道设计、智能钻井定向控制中具有应用价值。     

四川盆地及周缘上奥陶统五峰组岩相特征

上奥陶统五峰组分为页岩段和观音桥段。对比分析四川盆地及周缘五峰组页岩气钻井岩心以及测试数据,根据岩心和全岩矿物组分特征,以硅质矿物(石英)、黏土矿物和碳酸盐矿物为三端元,进行岩相划分。页岩段可识别出4种岩相类型:硅质页岩、含黏土硅质页岩、含灰硅质页岩以及含灰黏土质页岩;观音桥段发育含介壳泥质灰岩。页岩气钻井实测数据表明,页岩段4类页岩岩相品质(有机碳含量、脆性矿物含量以及含气量)差异较大,硅质页岩品质最优,含灰黏土质页岩品质最差。页岩段岩相类型以及观音桥段分布特征受控于沉积环境。川南永川地区等相对浅水的区域页岩厚度较大,但是硅质页岩厚度较小,页岩段整体品质较差,不建议作为水平井靶窗;川南威远地区受古陆和古地形影响,硅质页岩厚度较小,也不建议作为水平井靶窗;川东南焦石坝、武隆、丁山以及南川地区硅质页岩厚度超过4 m,可作为水平井靶窗。     

Analysis of arbitrarily shaped planar cracks in three-dimensional isotropic hygrothermoelastic media

In the present article, a planar crack of arbitrary shape embedded in three-dimensional isotropic hygrothermoelastic media is investigated. Based on the general solutions and Hankel transform technique, the fundamental solutions for unit-point and extended displacement discontinuities (EDD; including the displacement discontinuities, moisture concentration discontinuity, and the temperature discontinuity) are derived. The EDD boundary integral equations for an arbitrarily shaped, planar crack in the hygrothermoelastic medium are established in terms of the EDD. Utilizing the boundary integral equation method, the singularities of near-crack front fields are analyzed, and the stress, moisture flux, and heat flux intensity factors are all derived in terms of the EDD. As a special case, the analytical solution for a penny-shaped crack under uniform combined loadings is presented. The EDD boundary element method is proposed for numerical simulation. The numerical result for a penny-shaped crack subjected to uniform mechanical–moisture–thermal loading is compared with the analytical solution to verify the correctness of the proposed method. Two coplanar elliptical cracks subjected to combined loadings are simulated as an application, and the influences of applied loadings and the ellipticity ratio are discussed.     

苏里格南区气井井筒堵塞原因分析与防治对策

针对苏里格南区气井井筒特别是油管内形成大量堵塞物现状,通过现场调研和室内研究,明确气井井筒堵塞原因,并提出相应的防治对策。     

漂浮下套管技术在ZJ油田页岩气水平井YH1-6井的应用

YH1-6井属于ZJ油田昭通国家级页岩气示范区太阳大寨区块,曾有3口水平井采用漂浮下套管成功下到预定井深。YH1-3井井深2251 m,常规下套管最深仅下至2225.4 m,针对同平台的YH1-6井相对井深更深、垂深浅、偏移距大,采用漂浮下套管,仍在1278 m发生下套管遇阻,后破裂盘提前失效。结合昭通页岩气地区工程地质特点,分析对比模拟YH1-6井下套管施工方案,创新提出了一种先根据不同磨阻系数,优化制定了“上加压,下增浮”优化方案,第二次下套管前通过软件模拟计算摩阻系数、优选漂浮段长、合理优化配重,保证了再次下套管顺利到底,初步形成了适合ZJ油田太阳大寨区块一套页岩气水平井漂浮下套管技术。     

水平井配汽三维物理模拟实验

水平井注汽物理模拟实验是模拟油田实际注汽过程的有效手段，国内外学者针对水平井配汽效果开展了许多实验研究，但现阶段缺少水平井配汽结构影响配汽效果的相关研究。通过构建三维实验模型，设计注汽井配汽结构，开展了不同配汽结构下的三维注汽实验。实验结果表明，不同配汽结构对配汽效果影响较大，其中割缝管柱实验配汽效果最差，注汽井附近储层发生汽窜的时间较早；均匀开孔管柱和趾端附近射孔加密管柱实验储层发生汽窜的时间较晚，储层动用范围更广；进行趾端附近配汽实验时，随着配汽量增大，会造成蒸汽回流；当配汽孔沿水平井方向均匀分布时，虽然在注汽前期可以较为均匀地分配蒸汽，但随着注汽量增大，蒸汽会优先从水平井跟端分配，跟端配汽量始终最多；当调整注汽井前、后配汽孔分布密度时，可有效改变水平井前、后的配汽量，并优化配汽效果。模拟实验可以为油田注汽井配汽结构优化设计提供理论支撑，以达到有效提高配汽效果和均匀动用储层的目的。     

高强度油井管钢中的Nb偏析及形成机制分析

摘要：研究了含Nb高强度油井管钢连铸坯和管材的Nb偏析行为。利用OM、SEM、EDS、EMPA等手段，揭示了含Nb高强度油井管钢连铸圆坯中存在的富Nb、富C点状缺陷及其与管材内壁出现的条带组织中大尺寸NbC的对应关系。从Nb、C元素含量与其固溶度积间的关系分析了Nb的偏析机制。分析认为，大尺寸NbC是由于Nb的分配系数小，在连铸坯凝固后期枝晶间大量富集所形成。经固溶度积计算，富集的Nb含量可高于基体的5.4倍。     

A review on anion exchange membranes for fuel cells: Anion-exchange polyelectrolytes and synthesis strategies

The energy distribution of the world is in a critical transition from traditional fossil fuel to new clean energy. Actually, the fuel cell is favored by researchers as an efficient and clean energy conversion equipment. The anion exchange membranes (AEMs) with excellent performance and long service life will become the development trend of alkaline fuel cells in the future. Compared with proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs), its advantages of affordable price, work safety, and non-precious metal participation are widely favored by researchers. This paper reviews the performance of characteristics, synthesis methods, modification methods, and alkaline stability protection of anion-exchange polyelectrolytes (AEPs), and the current research and development status of AEPs used in AEMs are summarized. The evaluation and comparison of different types of AEPs and AEMs based on different AEPs are put forward. This review is expected to further deepen the understanding of AEPs in AEMFC.