济阳坳陷泥灰质纹层页岩脆性各向异性数值模拟研究

为了掌握济阳坳陷博兴洼陷北部沙四纯上亚段页岩脆性各向异性的规律,选用该区块樊页X井泥灰质纹层页岩岩心,以通过室内试验获得的岩心应力–应变曲线为基准标定岩石力学参数,采用三维数值模拟方法,计算分析了岩心的泊松比、弹性模量和强度参数;并采用4种典型的脆性指数计算方法,计量了所有岩心的脆性指数。研究发现:随着围压升高,各力学参数的各向异性度都呈下降趋势,且弹性参数较强度参数的各向异性对围压变化更为敏感,因此建议采用弹性参数评价岩心力学特性的各向异性;基于能量守恒原理的脆性指数计算方法计算出的脆性指数较为客观;脆性指数随围压升高而显著降低,且随着层理倾角增大,脆性指数总体上呈先降低、后升高的变化趋势,也即在与内摩擦角角度接近的方向,脆性指数最低,0°和90°取心方向上的脆性指数较高。研究结果可为济阳坳陷页岩油储层可压性评价及选井选层提供理论依据。      

东营凹陷页岩油储层层间干扰及裂缝扩展规律研究

东营凹陷页岩油储量丰富,但储层物性差,纵向含油层系多而薄,多为灰泥岩互层。为了准确描述东营凹陷页岩油储层层间应力干扰机理及水力压裂裂缝的扩展规律,利用非线性有限元法建立了基于渗流–应力–损伤耦合的多薄互层分层压裂模型,模拟分析了不同排量、压裂液黏度及不同上、下隔层厚度下的裂缝扩展形态、规律和诱导应力场,研究了裂缝扩展形态与诱导应力场的关系,并对压裂施工参数进行了优化。模拟结果表明:随着水力裂缝扩展,应力干扰区域越来越大;当排量为9～12 m3/min、黏度为20 mPa?s时,裂缝尖端诱导应力大,易连通天然裂缝,压裂改造效果明显;上部隔层厚度大于2.50 m、下部隔层厚度大于4.50 m时,极少出现穿层现象。研究结果可为东营凹陷页岩油储层后续的水力压裂施工提供理论支撑。      

侧钻井钻柱疲劳损伤评价方法的研究

通过对侧钻井用钻杆材料的疲劳性能试验 ,得到了钻杆材料P S N曲线 ,在此基础上获得修正的钻杆柱P S N曲线 ,提出了一种描述侧钻井钻柱疲劳损伤的新方法 ,即采用理论简化的办法 ,先获得钻杆材料标准试样的P S N曲线 ,再考虑钻杆的形状、尺寸、表面加工方法、应力状况等影响 ,将钻杆材料的P S N曲线转化为钻杆柱的P S N曲线 ,来进行疲劳强度的评估。将此方法运用于胜利油田井下作业公司侧钻井钻杆柱的优化设计 ,对钻具组合做了必要的修正、完善后 ,使钻杆柱所受疲劳损伤降至最低程度 ,从而延长了钻杆柱的使用寿命     

胜利油田水平井防砂管柱打捞技术

根据水平井打捞时上提力和扭矩无法全部传递到井下水平段内 ,因此常规的上提、套铣和倒扣等都无法实施滤砂管打捞的问题 ,研究成功水平井水平段内大长度滤砂管打捞工艺技术。这项打捞工艺技术 ,首先是处理完水平井井筒内“鱼顶”上部的沉砂 ,再采用相应的工艺对滤砂管外的沉砂进行松动 ,然后下入增力打捞管柱 ,利用井下打捞增力器来改变打捞管柱的受力方式 ,并配套专用提放式可退捞矛 ,完成井下大长度滤砂管的打捞。 3口井的应用表明 ,打捞成功率达 10 0 % ,这项打捞工艺技术可应用于各种斜井滤砂管的打捞     

火烧驱油物理模型的研究及应用

为配合火烧驱油的矿场试验 ,胜利油田有限公司采油工艺研究院研制了火烧驱油物理模型。模型主要由模型本体、注气系统、注水系统、油气分离系统、测量与控制系统 5部分组成。大量的室内和矿场模拟试验表明 ,这种物理模型具有立式和卧式模型两种功能 ,可模拟不同地层条件下湿式和干式火烧驱油试验。分析研究模拟试验数据不仅可加深对火烧驱油机理的认识 ,而且对现场火烧驱油试验具有指导意义     

生物质硅炭增强改性氢化丁腈橡胶的性能及老化规律

以生物质硅炭(Si/CB)取代部分N550炭黑为补强剂、HNBR为基体制备了生物质硅炭改性的HNBR复合材料。研究了硅炭对HNBR的补强行为,高温真空介质中橡胶的热老化行为及主链老化结构的演变。与传统炭黑的增强效果相比,生物质硅炭增强的HNBR表现出更好的韧性、撕裂强度、较低的永久变形及高温力学性能。160℃下老化20 d,材料的拉伸强度保持率大于100%,生物质硅炭表现出较好的耐老化能力。链接-CN官能团的α-碳原子高温下易均裂氢原子生成自由基,连续加氢还原使-C■N转化为-C■NH,直至形成化学交联结构,导致橡胶的玻璃化转变温度升高。氢化丁腈的CN含量越低,耐老化能力越突出。依据分子主链老化的结构演变信息,提出了HNBR的可能老化机理。     

海上油田长效精细分注技术研究与应用

针对目前海上单管测调注水存在封隔器分层可靠性较低、测调遇卡遇阻以及反洗通道较小造成反洗井困难等问题,开发了适合海上油田的长效精细分注技术。该技术采用小直径双活塞液控压缩封隔器,实现了室内动态补压和直观控制;研制了电控智能配水器,通过外置电缆实现供电以及水量的准确控制,借助井口流量计实现各层流量调节;配套的清砂解堵反洗装置能够及时彻底清除油管底部油泥和沉砂。该技术不受井斜影响,分注层数不受限制,单层流量测试精度1. 5%以内,现场15井次的应用中,施工一次性成功率100%,层段合格率95%。现场应用结果表明,长效精细分注技术可较好地满足海上油田大斜度井和大压差分注井的精细分注需求,具有较高的推广应用价值。     

液控式同心双管分层注水技术

为了解决大斜度定向井分层注水投捞困难、分层注水分不开、测不准以及可洗井封隔器可靠性差、分层合格率低等问题,研制了液控式同心双管分层注水管柱。管柱由外油管、内油管、水力锚、液控封隔器、带孔管、密封插入、丝堵和液控管线组成。该注水技术具有免测调、可进行分质分压注水、停注时层间不窜流以及无需验封、分层可靠等特点。4口井的现场应用表明,在139.7mm套管井内,最大井斜63.7°,封隔器控制压力12MPa,单井最大注入压差8.8MPa,配注合格率与分层合格率均为100%。     

压裂工具动态模拟试验信息处理方法研究

为保障压裂施工作业时压裂工具的可靠性,设计了压裂工具动态模拟试验信息监测系统。该系统可实时监测压力、流量和砂比等参数,同时提出了判断压裂工具冲蚀破坏的数据融合方法。系统采用分布式设计方案,上位机监测软件采用多传感器数据融合技术进行数据处理,消除了传感器不确定性误差对系统的影响;下位机采用PROFIBUS总线实现与现场设备之间的数据通信。现场应用结果表明,通过监测数据可判断压裂工具是否发生冲蚀破坏,有效预防压裂事故发生。     

油田注水井智能双流调节阀装置的研制

针对油田注水工艺存在高压闸阀易卡易漏、人工调节不安全和易产生“倒灌出砂”等问题 ,研究开发了油田注水井无线智能监控网络系统。其中 ,单井智能双流调节阀装置是整个系统的基础单元 ,由智能控制器、电动执行机构、双流调节阀及干压表、油压表等组成。装置具有注水井工况显示、控制参数设定、远程阀门开度调控、数据处理和存储等多种功能。 9口井的现场试验证明 ,这种单井智能双流调节阀实现了精确注水 ,平稳注水 ,可防止倒灌出砂并降低工人劳动强度。