可靠性理论在套管柱强度设计中的应用

在套管柱强度设计中，影响安全系数的因素很多。由于理论研究和技术条件的限制，我们对安全系数的选取还有一定的盲目性，为了解决此问题，介绍了可靠性理论及其在安全系数选取方面的应用。实践证明，采用可靠性理论确定套管柱强度设计的安全系数时，概念清晰、计算简单，结果可靠，具有一定的可操作性。同时可以降低对该地区其它井的安全系数值的依赖性，对于勘探井套管柱强度设计中安全系数值的合理选取具有指导意义。     

井下循环温度模型及其敏感性分析

准确的井下循环温度对钻井与完井工程十分重要。在前人的基础上，根据热力学第一定律及传热学基本原理，建立了井内液体与井筒之间热交换的二维瞬态循环温度的数学模型，用无条件稳定的全隐式有限差分法数值求解数学模型，将所建立模型的预测结果与有关模型进行比较，并对影响井下循环温度的参数进行敏感性分析。该模型可用于计算实际循环条件下和管内液体、管壁、环空液体与地层的温度分布。     

安4井超高压固井技术研究

为了在复杂地质条件下完成超高压固井,针对准噶尔盆地南缘北天山山前构造带高地应力区塑性泥页岩井钻井、固井以及注水泥作业的主要困难,提出了套管强度（包括井眼准备与下套管操作）和超高密度水泥浆体系设计的若干准则。施工参数记录表明：按此设计,并选用单级注水泥体系和有效粘度计算法确定流变学平衡注水泥参数和完全塞流顶替工艺技术,使安４井成功地完成了国内首次超高压固井施工。     

利用PC机并行打印端口实现数据采集

利用ＩＢＭ－ＰＣ机并行打印端口通过软硬件方法实现数据采集，硬件结构以“ＡＤ７５４Ａ”１２位ＡＤＣ和８２５５Ａ－５并行接口芯片为主，软件通过“查询方法”实现数据采集。本系统在不打开主机箱情况下，可与不同品牌的计算机相联，特别适合于便携式计算机。     

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井下循环温度不但直接水泥浆的稠化时间、流变性等性能，而且与井内压力平衡、井壁稳定、井内工作液体系选择、套管和钻柱强度设计等方面有关。文章根据传热学的基本原理，针对井内热传递特点，建立了井下循环温度的二维瞬态数学模型，并用无条件稳定的全隐式有 差臾法数值求解数学模型。最后用塔里木油田的3口井的实测井底钻井液循环温度对模型预测结果进行了验证，并对理论模型和简易法计算的循环温度与实测值进行了对比分析。该模型可用于计算实际循环条件下的管内液体、管壁、环空液体与地层的温度分布，为水泥浆、泥浆与管柱强度设计等提供基础。     

压井最大套压计算

本文推导了用司钻法及工程师法压井时海上及陆上井控最大套压计算式,式中考虑了井内温度及气体压缩系数的影响,给出了BASIC最大套压计算程序,以便于应用。     

水泥浆与泥浆比热的室内研究

井下循环温度是影响注水泥能否成功的关键因素之一,要准确计算循环温度,除了建立与井下实际情况吻合的模型外,还必须准确给出水泥浆、泥浆的热物性数据。首先根据测量液体比热的电流量热量法原则自制了测量装置,然后分别测量了15种水泥浆、5个密度的两类泥浆在7个温度范围下的比热,最后分别分析了水泥浆与泥浆的组份、密度以及温度的变化对水泥浆和泥浆比热的影响。结果表明：在相同密度温度条件下,水泥 浆、泥浆组份不同时,其比热不同;同组份的水泥浆和泥浆,在任何温度下,水泥浆、泥浆比热随密度减小而增大;对任何水泥浆、泥浆,其比热随温度升高而增大;一般在相同密度和温度条件下,泥浆比热比水泥浆的比热大。     

对常规注水泥温度场预测方法的评价

为了对常规注水泥温度场预测方法进行研究评价,分析了ＡＰＩ方法和一些常用的经验方法,并对ＡＰＩ公布的数据和国内首次实测的大量井下循环温度实际数据进行了对比,结果表明：常规预测温度的方法其平均相对误差均高于５％ ;虽然对于不同井深和不同的循环时间条件可以采用不同的经验系数由地层静止温度（ ＢＨＳＴ） 来估计井下循环温度,但该方法受到地区和各种因素的限制,时常与实际差别较大,不可能很好地满足钻井和固井施工的要求。要获取更准确的井下温度分布,应加强对本地区井下循环温度的实测和热交换过程的计算机模拟研究。     

延川南煤气层气固井低密度水泥浆技术研究

首此利用物理分级技术对粉煤灰开展物理改性,研制高性能低密度水泥浆体系,有效解决延川南易漏煤层气井固井难题。结合现场固井先导试验,确定延川南固井过程地层动态承压能力,确定低密度水泥浆密度范围;利用粉体颗粒分级技术,开展粉煤灰物理改性方法,优选合理粒径粉煤灰,开展低密度水泥浆体系研究。通过室内研究形成1.6g/cm~3水泥浆体系早期强度提高60%以上,各项性能满足API固井技术要求。通过现场26口井现场应用,固井质量合格率达到100%,水泥浆返高符合设计率100%,施工过程为发生漏失,有效提高延川南煤层气井固井技术难题。