三元复合驱溶液周期性受限流动的数值模拟

用拉格朗日－欧拉模拟方法,采用并联毛细管道模型 ,定性地模拟研究了应用于三次强化采油中二元复合驱（ASP）溶液在多孔介质中的复杂流动行为。得到了低流速下ASP溶液在并联毛细管道中流动的速度场、应力的压力场,同二次采油中驱油剂（水）的结果进行了比较。结果表明,三元复合驱流体在多孔介质中流动时,表现出明显的非牛顿流特性;其应力场的分布具有不对称性,在溶液流经收缩喉道时,受到的阻力来自高剪切应力和法向应力,这些阻力要比具有相同流速的二次驱油液（水）高得多。因此,在相同的流速下ASP溶液的流动会产生更大的压力降。通过将计算结果同有关的实验结果进行定性的比较,验证了拉格朗日－欧拉算法的合理性。     

大型轴向固定床反应器中流体流动的数值模拟

根据固定床反应器内液体的流动特性建立了统一模型控制方程组,提出一种对各相同性或异性多孔介质的平方阻力系数进行估算的方法,对大型固定床反应器中液体通过入口分布器及多孔介质的流动问题进行数值计算。计算结果表明,入口分布器和惰性填料可使反应器内液体流动的均匀性得到明显改善;入口分布器顶部开孔对催化剂床层内液体流速径向分布影响较小;降低分布器高度未对液体流速径向分布产生明显的影响;反应器底部装填瓷球等填料虽有利于改善反应器自由空间区的流体流动的均匀性,但对液体在床层内的流动影响不大。     

沥青在多孔介质中沉积过程数值模拟

结合相关研究成果建立气-液-固三相多孔介质一维沉积模型,同时为了验证该模型的正确性,考虑到流体输运的物理特性,进行仿真计算模拟实际实验,并与实验结果对比.研究表明,该模型计算结果与实验吻合得较好;在同一渗流速度条件下,孔隙度、渗透率越低的岩心中,多孔介质对沥青沉积的影响越大;渗流速度与沥青沉积量呈反比.     

确定钻井液侵入油层伤害的数值模拟计算方法

钻井液会侵入油气层并在近井眼周围形成伤害区，其伤害深度和程度可应用钻井液侵入模型来计算。该方法在建立了预测侵入近井眼地带钻井液的浓度随径向距离变化的数学模型的基础上，通过数值积分确定钻井液侵入深度和伤害油层程度，计算中不需要复杂的钻井液滤失的岩心流动实验，只需钻井液性能参数和地层孔渗资料，应用钻井现场资料就可以较准确地确定钻井液侵入深度和伤害程度，方法简单，应用方便。通过试井方法证明该方法是正确的。     

含空心球钻井液分离流场数值模拟

为分析常规旋流分离器在深水含空心球钻井液双梯度钻井中分离回收空心球的可行性,建立了旋流器中分离场的RNGκ-ε湍流数学模型。利用计算流体动力学模拟给定工况下旋流分离过程,分析了旋流器内部压力场、速度分布特征及分离效率,岩屑的分离效率为78.99%,空心球回收分离效率达95.75%。结果表明在深水空心球双梯度钻井中采用常规旋流分离器回收钻井液中空心球可行,同时为改进结构设计、提高分离性能和降低能量损耗提供了一定依据。     

电缆地层测试器压力响应的数值模拟研究

本文利用有限元素法模拟电缆地层测试器的压力响应，指出地层厚度，地层倾斜等对压力响应的影响关系，并定量地评价地层的纵，横向渗透率。这项模拟为组合式地层动态测试器压力响应解释的国内应用提供了一种新方法。     

页岩气水平井压裂中地层滑移数值模拟研究

为了解页岩气水平井在压裂过程中地层滑移导致套管变形的机理,结合套损井的现场资料,在岩石力学试验的基础上,利用COMSOL数值模拟软件对页岩气水平井在水力压裂过程中地层沿裂缝的滑移变形进行了数值模拟研究。研究结果表明:随着缝内流体压力的增高,裂缝面的滑移量增大,当缝内流体压力达到50 MPa时,裂缝面的滑移量可达到厘米级;当存在多条裂缝时,单一裂缝内流体压力的改变会导致邻近裂缝应力场和滑移量的改变,当缝内流体压力达到80MPa时,对邻近裂缝可产生比较明显的影响;裂缝与裂缝之间的夹角越接近45°,两者之间的影响越明显,且随着裂缝之间距离的增加,相互之间的影响越小,当距离达到80 m时,两者之间基本无影响。研究成果对认识页岩气井剪切型套管变形及对如何预防套管损坏具有一定的理论指导意义。     

钻井液对裂缝性地层气侵的影响模拟研究

裂缝性地层钻进过程中,容易发生重力置换气侵,裂缝内气体进入井筒后,控制不当易引发井涌、井漏、井喷等复杂情况,气侵发生时裂缝附近的压力波动容易导致井壁失稳。在塔中北坡顺南区块裂缝特征参数分析基础上,使用Gambit建模软件进行前期建模和网格划分,建立了井筒与裂缝的三维模型;运用ANSYS Fluent流体力学软件,建立多相流模型,分析置换过程中裂缝开口处动压对裂缝开口处井壁稳定性的影响;以现场某井的数据为参考,模拟分析钻井液的密度、黏度、排量对重力置换气侵的影响。结果表明,置换气侵发生时,由于压差较大,瞬间流速较大,在0.1 s内降低至较低水平;动压的最大值在裂缝的上下两端,最小值在裂缝中上部,这3个位置的裂缝口缝宽容易增加,引起井壁失稳;钻井液的密度、黏度变化对气侵时裂缝口的动压影响较小,变化量小于6%,对气侵速度的稳定值影响也较小;而排量对于气侵时裂缝口的动压影响较大,变化量达到66.9%,降低钻井液排量有利于井壁稳定。      

水包油近平衡钻井液在中生界地层的应用

在中生界地层,采用水包油钻井液体系实施近平衡钻井技术。室内实验结果表明,该钻井液体系具有较好的热稳定性和流变性,油水比为3：7时,具有较强的抗天然气和原油污染能力。在文23-40井的现场应用中,水包油近平衡钻井液性能稳定,能够满足中原油田中生界井段近平衡钻井要求。     

环保型白油基钻井液研究和应用进展

白油为基液的环保型油基钻井液有助于解决井壁坍塌问题。本文介绍了环保型白油基钻井液在水平井、高温深井、大位移定向井、深水井及复杂地层钻探中应用现状,并提出了环保型白油基钻井液面临的问题及今后的研究方向,以期为国内钻井液技术的发展提供参考。     

国内外海洋钻井液研究现状

目前海洋钻井液的研究多集中在海洋钻井液的环保、降低成本以及回收再利用问题上,笔者介绍了几种海洋钻井液体系,如硅酸盐钻井液体系、甲酸盐钻井液体系、甲基葡萄糖甙钻井液体系、合成基钻井液体系、低油基钻井液体系、聚合醇钻井液体系的研究现状,并提出了几点针对海洋钻井液研究方向的建议。     

钻井液润滑剂的现状及发展方向

钻井液润滑剂在国外有１５类１００多种，在国内有１０类４０余种，主要由矿物油、植物油及其油脚的改性产物、表面活性剂与有机物的混合物、合成脂类等精细化工产品及固体润滑剂组成。选用或研制润滑剂既要考虑直接成本问题，更要考虑环境保护和油气层保护问题。利用油脂工业下脚料进行精细化工合成是钻井液润滑剂的发展方向。在润滑剂性能评价方面，非润滑性项目测试日益受到重视，润滑性项目测试尚无规范可依。     

硅酸盐钻井液技术现状和发展趋势

介绍了硅酸盐钻井液６０余年的发展历程，对８０年代中期以来出现的硅酸盐聚合物钻井液、植物胶—硅酸盐钻井液、硅酸盐—硼凝胶钻井液及混合金属硅酸盐钻井液四种体系的配方及性能特点进行了分析。国内外的现场应用表明，该钻井液具有良好的井眼稳定性，且无毒、无荧光，能显著降低钻井液成本，具有广阔的发展应用前景。     

金县1-1油田储层段钻井液体系研究

针对金县1—1油田储层段地质特点,介绍了钻井液体系应具备的性能。根据钻井液体系应具备的性能,选择聚合醇钻井液体系（PEM）为基液,对其进行改性处理,考察了降滤失剂PAC—LV、生物聚合物XC及降失水剂SMP用量对钻井液体系性能的影响,确定了最佳钻井液体系配方,即改性PEM钻井液体系。对改性PEM钻井液体系进行抗温、抗盐污染及抑制性评价,结果表明,该钻井液体系具有良好的抗温、抗污染能力以及优良的润滑性及抑制性,满足了金县1—1油田储层段的钻井要求。     

沙11井下部地层井壁稳定钻井液技术

针对沙11井区块下部地层岩性复杂,确定使用聚胺润滑防塌钻井液,室内试验结果表明,其抑制性强,8 h岩心膨胀高度仅1.37 mm,岩屑回收率达92.6%,并具有良好的封堵性和润滑性。施工中采用合理密度支撑-强抑制-强封堵-辅助润滑措施,解决了吐谷鲁群组地层水敏性泥页岩垮塌、侏罗系煤层和硬脆性泥质岩垮塌的难题,顺利钻至目的层。     

塔河油田钻井液技术现状及对策

详细介绍了塔河油田现场钻井液应用情况，分析归纳出了二开及三开井液存在的主要问题，即二开井段的严重阻卡及三开井段的井径扩大，并系统地提出了应注意的技术问题和解决方案。     

国内钻井液处理剂研发现状与发展趋势

为指导钻井液处理剂的开发,在介绍各种不同作用的合成聚合物、合成树脂磺酸盐等合成材料处理剂,淀粉、纤维素、木质素、腐殖酸和油脂等天然材料改性处理剂,以及废塑料、油脂下脚料改性处理剂等钻井液处理剂研究与应用现状的基础上,分析了不同类型钻井液处理剂在应用、研发和生产中存在的问题,指出了钻井液处理剂的发展趋势和开发方向,对今后研发新单体、寻找新原料、开发新结构的合成材料和对天然材料进行改性、利用工业废料及农林加工副产品研发新型、低成本、绿色环保的钻井液处理剂具有较好的指导作用。