随机裂隙网络储层与井筒热流耦合数值模拟

增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)的渗流传热通道主要由注采井井筒与随机裂隙网络储层两大部分组成,过去对裂隙网络储层进行热流耦合模拟研究大多数都忽视了井筒壁的换热,导致模拟结果的准确性欠佳。为了更准确地评价EGS出力、寿命等性能指标,开展了井筒—随机裂隙网络储层热流耦合数值模拟研究,基于商业有限元软件COMSOL Multiphysics对井筒与储层的渗流场、温度场进行耦合求解,分析了影响EGS采出温度与热开采速率的各项要素。研究结果表明:(1)注、采井的开孔长度(L_0)对EGS的产能与寿命具有重要影响,400 m为最佳开孔长度,其EGS具有最佳出力与寿命;(2)在井筒壁上加保温材料可以有效提高开采初、前期的采出温度,减少热损失,提高开采速率;(3)随着开采的进行,注入井周围出现明显的低温区,并沿裂隙通道向采出井方向推移,这将导致系统达到开采寿命而衰竭,应停止开采一段时间后再进行热能开采;(4)裂隙渗透率、裂隙宽度等参数对开采速率的影响都呈现正相关性,参数值增大会提高开采速率、缩短开采年限。结论认为,井筒壁的换热对于EGS出力与寿命的综合评价具有重要的意义,考虑井筒壁热损失的井筒—热储耦合模拟能够实现对EGS的完整性评价。     

钻井作业废弃物处理技术研究与应用进展

对国内外钻井作业废弃物处理技术的研究现状进行了调研,从废弃钻井液、废弃钻屑以及钻井作业生活污水处理三个方面进行了介绍和分析,指出了相关研究中存在的问题和不足,并对相关技术进行了展望。     

基于DPCM算法的测井数据压缩

由于现实中测井数据数据量大,数据传输实时性强,这就要求传输效率要尽可能地高。但是目前大多数油田仍采用直接传输采样数据的方式。因此提出了一种基于DPCM算法的测井数据传输方式。针对编码方式的特点,设计了编码流程图。对测井数据进行了相关的预处理,再进行编码实现。经仿真实验后发现,差值编码能够有效地去除数据之间的冗余,在保证编码压缩后的测井数据与原始测井数据误差不超过5%的情况下,经压缩后的测井数据量为原始测井数据量的1/2,因此测井数据的传输效率提高到了2倍。     

徐家围子地区地层岩石可钻性级值的确定

针对徐家围子地区下部地层的复杂情况，岩石可钻性级值较高，钻井机械钻速低、进尺慢和钻井周期长的问题，迫切需要准确预测徐家围子地区下部地层的岩石可钻性级值，为科学制定钻井计划提供有力依据。为此，通过对徐家围子地区大量实际钻井资料进行统计、分析、计算，利用通用钻速方程，得出徐家围子地区下部地层岩石可钻性级值规律，并对所求岩石可钻性级值进行分析，得出地层岩石可钻性与地层深度的剖面图，进而拟合出岩石可钻性级值与地层深度的表达式。     

深水隔水管与钻柱耦合作用力学模型

建立了深水隔水管与内部钻柱耦合作用下的横向振动力学分析模型,该模型耦合了钻柱与隔水管间相互作用的侧向接触力及摩擦力,可以更加准确地描述海洋隔水管的受力与变形状态,为海洋隔水管安全使用,以及隔水管设计制造提供了理论分析方法。     

钻具旋转对泡沫钻井岩屑运移规律影响的研究

考虑了气体溶解度对泡沫状态方程的影响,建立了钻具旋转作用下的水平环空岩屑床厚度预测模型,用于预测不同钻具旋转速度、偏心度、泡沫质量和流速下的岩屑床厚度、岩屑浓度和摩擦压降;并利用数值模拟的方法,研究了钻具旋转作用下的岩屑运移规律。研究结果表明,钻具旋转使泡沫流体速度重新分布,有利于岩屑床的破坏,显著降低环空中岩屑浓度,大大改善井眼清洁状况。     

三维绕障定向井设计方法

随着油气田加密井的不断增加，加密定向井的设计变得越来越困难。为此，针对密井网的特点，通过对密井网障碍井空间位置和空间形态的描述，经过坐标转换，建立了适合于密井网三维绕障定向井设计的双图设计法设计模型。该方法的特点是将垂直剖面图和障碍水平投影图联合使用，分别研究出障碍物的区间和可行域范围。同时充分考虑了障碍物的数量、形状及位置，可绕多障、复杂形状的井，具有一定的通用性。根据以上方法，应用Delphi语言和OpenGL编写了软件，对绕障定向井进行了实际计算，设计效果良好。     

牙轮钻头的岩屑破碎机理及可钻性的分形法

为满足优质高速钻井的要求,需要对岩石可钻性做出快捷、精确的判断。利用分形几何理论,研究了钻井过程中牙轮钻头的破岩机理以及岩屑的等破碎概率问题;依据Bond裂纹学说,提出了一种以井底返出的岩屑为对象的岩石可钻性测试方法,并建立了岩石可钻性极值和岩屑分形维数的关系模型。室内实验表明:微钻头岩石可钻性级值与破碎岩屑分形维数存在明显的相关性,由此制定了一个基于岩屑粒度分布分形维数表示的岩石可钻性预测指标。经现场检验,分形法确定岩石可钻性级值具有较高的精度。这表明钻井过程中上返岩屑的分形维数能反映岩石可钻性程度,可以用分形维数衡量岩石可钻性大小。     

地层岩石可钻性的分形表示方法

石油钻井中测量岩石可钻性的主要方法是以井下取心为对象来测量岩石的力学性能和进行微钻法可钻性试验,但这种方法采样费用高,试验周期长,不能在现场直接应用.对石油钻井过程中岩石破碎的分形机理及形成过程进行了研究,提出了一种以井底返出的岩屑为对象测试岩石可钻性的新方法.在室内实验基础上,确定了不同井深岩石破碎后的块度分布函数,计算了岩石破碎的分形维数,分形维数的相关性系数在0.95以上.结合岩石硬度、强度和可钻性级值的实验结果,确定了岩石强度、硬度及可钻性与岩石分形维数的统计模型.     

庆深油田神经网络法优选钻头研究

利用人工神经网络法中的自适应共振理论进行石油工业中优选钻头类型的研究.为了改善钻头工作性能,在提高钻速的同时,还要注意钻头在井下的可靠性,认真进行钻头优选研究非常必要,这将会大幅度降低石油钻井成本.人工神经网络理论为钻头优选提供了一种有效的方法.文章应用自适应共振人工神经理论来提高石油钻井中钻头类型选择的可靠性,分析了自适应共振神经网络的结构并给出了计算步骤,建立了钻头优选模型.该理论在庆深油田徐深10井进行了实验,结果表明实验井的平均机械钻速比以前提高20%,单只钻头进尺提高37.4%.提高深井钻井速度的效果明显,该优选钻头方法切实可行.