南海深水海域避台风期间井控安全作业周期研究

我国南海深水海域夏季台风活动频繁,在撤离平台避台风期间,井筒中流体长时间处于静止状态,如果气体侵入井筒并上升至风暴阀处,给解封、开井作业带来较高的井控风险。为此,针对南海避台期间井控作业的特点,根据钻井液黏度、密度、表面张力、气泡直径以及壁面效应等因素对气体上升速度的影响,对拖曳力系数模型进行了修正,建立了避台风期间井筒内气体上升速度的计算模型,并对所建模型进行了验证,验证结果表明,模型计算结果与现场实测数据吻合较好。利用所建气体上升速度模型对避台风期间影响气体上升速度的因素进行了分析,结果表明,气体上升速度随井深的减小而增大,随钻井液密度增大而增大,随钻井液黏度增大而减小,随地层孔隙度增大而增大。结合我国南海实际情况,绘制了不同井眼条件下的安全作业周期图版,现场工作人员可通过该图版判断风暴阀下是否圈闭有高压气体,从而有针对性地采取井控措施。      

关于内外压力对油井管柱轴向力和稳定性影响问题的讨论

文献[1]对A.Lubinski和H.B.Woods等人建立的判别油井管柱稳定性的传统理论提出了不同看法,并认为传统理论的判别方法和公式是错误的。笔者认真学习和研究了文献[1],发现有些说法与历史事实不符,有些说法是对传统理论的误解,还发现文献[1]给出的“真实模型”不够真实,而且理论推导过程中存在着一个明显的漏洞——在计算轴向力时没有计算下端面上的液压力。详细论述了传统理论的历史发展过程,从原理和应用两方面讲述了传统理论的正确性,并对文献[1]推导过程中的明显漏洞进行了分析。分析认为:文献[1]对“虚力”和乌兹模型的否定都是站不住脚的;对传统的油井管柱稳定性判别方法和判别公式的否定也是不正确的。文献[1]不承认“虚力”的存在,因而无法正确处理下端面上的液压力,这是其推导过程中出现偏差的根本原因。      

深水控制泥浆帽钻井水力参数设计与计算

深水控制泥浆帽钻井技术可以应对严重漏失地层和高压、高含硫地层的钻井问题,但钻井水力参数的设计与计算较为困难。为此,结合深水钻井工艺流程,建立了深水控制泥浆帽钻井井底压力计算模型,给出了深水钻井不同工况下的钻井液密度确定准则和钻井液当量循环密度计算方法,并基于井筒内循环压耗分析得到了水面泵和水下泵的泵压计算方法;针对严重漏失地层和高压、高含硫地层的井筒压力分布特点,给出了该工况下的泥浆帽高度计算方法;结合井眼清洁准则和漏失量与漏失压差的关系,给出了牺牲流体排量计算方法,并以此为基础提出了深水控制泥浆帽钻井水力参数设计流程。以一口深水井为例,对控制泥浆帽钻井水力参数进行了算例分析,结果表明:泥浆帽高度主要由井底压力的大小决定,钻井液密度与排量的大小可对其产生一定影响,所以通过调节泥浆帽高度可以控制井筒压力。      

高频振动钻具冲击下岩石响应机理及破岩试验分析

为了研究深井、超深井硬地层中高频振动冲击钻井的破岩机理及破岩效果,基于机械振动原理,建立了高频振动激励下有限深度范围内岩石稳态振动响应的幅频特性模型,分析了井底岩石的响应特点。通过PDC钻头的旋转、高频振动冲击的联合破岩试验,分析了转速、频率等参数对振动冲击钻井机械钻速的影响。结果表明:随着振动冲击激励频率增大,机械钻速逐渐增大;振动冲击激励频率为1 400~1 500 Hz时,机械钻速达到最大,与无振动冲击激励相比增幅为93.5%~106.3%。理论研究和试验结果都证明,高频振动冲击能够降低岩石抗钻能力,提高破岩效率。      

邻井套管对井斜方位角的影响

为了明确邻近油井套管对井眼轨迹描述的影响,测试研究了套管在不同倾斜角状态、距离和方位对在钻井井斜方位角的影响。试验中用测斜仪记录井斜方位角数据,通过井斜方位角失真值来表征受干扰后的井斜方位偏转状态和趋势,总结了数据失真规律。试验表明,竖直套管引起的井斜方位角严重失真区域在0.9 m范围内,相对方位角0°~180°对应的方位失真值是正值,相对方位角180°~360°对应的方位失真值是负值;倾斜和水平套管引起井斜方位角失真区域分布类似,严重失真区域在1.5 m范围内,相对方位角0°~120°和300°~360°对应的方位失真值是正值,相对方位角120°~300°对应的方位失真值是负值。研究结果表明,可以用方位失真值表征邻井对井斜方位角的干扰,为有邻井存在时的井眼轨迹描述和矫正提供了技术支持。      

强吸水暂堵完井液在呼图壁储气库完井中的应用

为了防止储气井完井过程中的储层损害,利用高吸水材料能够吸附自身重量几十至几百倍水的特点,研制了新型完井液体系,来控制完井液体系中的自由水。对高吸水材料的吸水能力、保水能力和热稳定性进行了评价和筛选,并对构建好的强吸水暂堵完井液进行了性能评价。结果表明,强吸水暂堵完井液具有良好的暂堵性能,暂堵压力可达20 MPa以上,气相反向突破压力小于1 MPa。现场应用表明,射孔后约8 m3射孔液进入地层,然后进入2 m3左右的完井液,未见严重漏失,有效防止了工作液的漏失。强吸水暂堵技术为类似低压中渗透性储层的完井作业提供了技术支持。      

南海东方气田高密度抗高温钻井液完井液室内研究

南海东方气田地层温度高,储层渗透率低,钻完井过程中钻井液、完井液的高温稳定性及储层保护性能至关重要。针对该问题,通过滚动老化与配伍性试验优选了各类抗高温处理剂,研制出了高密度(2.2 kg/L)抗高温(170 ℃)的水基钻井液体系和甲酸铯无固相完井液体系。采用堵漏试验、岩心流动试验及流变性、滤失性测试等,评价了其综合性能。研究得出,高密度抗高温水基钻井液体系在高温高压条件下流变性、滤失性良好,高温高压滤失量小于15 mL,岩心渗透率恢复率达85%以上,极压润滑系数为0.131,抗盐、抗钙、抗劣土能力分别为5.0%,0.5%和8.0%;甲酸铯无固相完井液体系腐蚀速率仅为0.066 9 mm/a,页岩回收率为87.28%,岩心渗透率恢复率达88%以上。性能评价认为,研制的钻井液完井液体系能够满足海上高温高压气井的钻井要求,为南海东方气田安全高效开发提供了技术支持。      

TRIP效应在基于应变设计的大变形管线钢中的应用

提出了TRIP（transformation induced plasticity）效应来解决大变形管线钢在基于应变设计的问题,通过氩弧焊对TRIP钢进行焊接,得出其焊接接头的力学性能。在3种不同的拉应变下对试样进行了应变拉伸试验,观察其微观组织的变化。可以看出,随着拉应变的增大,焊缝组织中珠光体和贝氏体组织发生沿拉伸方向的滑移,铁素体发生与滑移过程相匹配的塑性变形,从而获得较高的均匀延伸率,增加了焊缝的塑性和强度,能适应大变形管线钢基于应变设计的运行环境。     

The effect of pH,solid content,water chemistry and ore mineralogy on the galvanic interactions between chalcopyrite and pyrite and steel balls

The role of pH, solid content, water chemistry and ore mineralogy on the galvanic interactions between chalcopyrite and pyrite and low alloy steel balls were investigated in the grinding of Sarcheshmeh porphyry copper sulfide ore. All these factors strongly affect the galvanic current between the minerals and the steel during the grinding process. The galvanic current density decreased as the solution pH and percent solids increased. In addition, changing the water in the ball mill from tap to distilled water reduced the galvanic current between the minerals and the balls. Potentiodynamic polarization curves showed that pyrite and chalcopyrite demonstrated typical active-passive-transpassive anodic behavior in the grinding of copper ore. However, the nature of their transitions from the active to the passive state differed. This behavior was not seen in the grinding of pure minerals. In addition, an EDTA extraction technique was employed to quantify the amount of oxidized iron in the mill discharge. The amount of extractable iron was influenced by the same experimental factors and in the same way as the galvanic current.     

煤制天然气的能源网络分析图

能源网络图作为能源统计数据分析的有效工具和方法,是评价企业用能效率、发掘能耗薄弱环节、科学制定能源管理政策的重要手段。本文以国内某煤制合成天然气企业为研究对象,并以美国大平原项目为参照,基于能量平衡建立能源网络图对两者能量转化的4个重要环节——购入储存、加工转换、输入分配和最终使用的能量转换效率进行详细地对比分析。结果表明,大平原项目能量转换效率为53.16%,而国内该企业能量转换效率为48.20%,主要体现在终端环节中4个系统的用能效率偏低,需进一步挖掘节能瓶颈和改善用能水平。