激光钻井:理解激光和岩石相互作用原理

介绍了激光钻井的研究成果,探讨了许多关键性的问题,最终在不同激光条件下进行了每种岩石样品比能的检测,同时还对样品中分裂/熔化区和熔化/蒸发区的界限进行了更精确的测定.用于激光钻井的激光器主要包括:HF(DF)激光器、化学氧化碘激光器、CO2激光器、CO激光器、游离电子激光器、钕钇铝柘榴石激光器.还介绍了包括切削方案、激光系统、能量传输、钻柱和井底钻具组合、钻井液和固控系统在内的激光钻井系统的发展情况.美国天然气技术研究院将继续开发激光钻孔工具,并尽快使其商业化.     

前景广阔的“激光钻井”

美国亚力山大油气通讯(Alexander’sOil&GasConnection)杂志追述了石油钻井中的激光钻井技术起源。1998 0 2 2 4 ,由美国气体研究院、美国空军、美国海军联合发起了一个研究计划,即“激光钻井”,这是利用美国军方的“星球大战”技术转化到民用工业应用系列项目的一项内容。这项计划预计用5a时间,耗资＄6 0 0万美元,研制目的包括激光钻井与完井,其直接研究产品是1台激光钻机。Brien上校为这一项目的负责人之一,参加项目的除了美国气体研究院之外,还有Colorado矿业学校。激光钻井有2种激光发生器。一是利用化学原理设计的氧化碘激光发生器…     

激光表面改性在石油工业中的应用

石油矿场的工况比较恶劣,许多金属零部件长期承受重荷,并在有腐蚀、摩擦和磨损的工况下使用,导致其过早发生失效破坏.利用激光表面改性技术能提高材料的硬度和耐磨性.在激光加工技术中,激光表面强化具有节省能源和材料的优势,文章介绍了激光表面改性的原理、分类和金属表面各种激光改性工艺的特点,重点阐述了激光相变硬化、激光熔覆、激光熔凝、激光合金化、激光冲击硬化在石油工业中的应用情况,展望了该技术在石油工业中的应用前景.     

前景广阔的“激光钻井”

美国“亚力山大油气通讯”(Alexander′sOil&GasConnection)杂志追述了石油钻井中的激光钻井技术起源。1998年2月2 4日,由美国气体研究院、美国空军、美国海军联合发起了一个研究计划,即“激光钻井”,这是将美国军方的“星球大战”技术转化到民用工业应用系列项目的一个内容。这项计划预计5年时间,耗资60 0万美元,研制目的包括激光钻井与完井,其直接研制产品是一台激光钻机。激光钻井有两种激光发生器。一是利用化学的氧化碘激光发生器(COIL) ,这种发生器最初是美国空军用于跟踪和击毁敌方导弹的激光武器。这种激光器所具有的波长与振幅…     

前景广阔的“激光钻井”

美国“亚力山大油气通讯”(Alexander’sOil&GasConnection)杂志追述了石油钻井中的激光钻井技术起源。1 998年2月2 4日,由美国气体研究院、美国空军和美国海军联合发起了一个研究计划,即“激光钻井”,这是利用美国军方的“星球大战”技术转化到民用工业应用系列项目的一个内容。这项计划预计用5a时间,耗资60 0×1 0 4 美元,研制目的包括激光钻井与完井,其直接研制产品是一台激光钻机。Brien上校为这一项目的负责人之一,参加项目的除美国气体研究院之外,还有Colorado矿业学校。激光钻井有2种激光发生器。一是利用化学的氧化碘激光发生器,…     

前景广阔的“激光钻井”

美国“亚力山大油气通讯” (Alexander’sOil&GasConnection)杂志追述了石油钻井中的激光钻井技术起源。 1998年 2月 2 4日 ,由美国气体研究院、美国空军、美国海军联合发起了一个研究计划“激光钻井” ,这是利用美国军方的“星球大战”技术转化到民用工业应用系列项目的一个内容。这项计划预计用 5年时间 ,耗资 6 0 0万美元 ,研发目标为激光钻井与完井 ,其直接研制产品是 1台激光钻机。Brien上校为这一项目的负责人之一 ,参加项目的除了美国气体研究院之外 ,还有Colorado矿业学校。激光钻井有 2种激光发生器。一是利用化学氧化碘激光发…     

石油行业中激光热处理的应用现状与展望

本文全面回顾了激光热处理这一高新技术在国内外石油机械行业中的应用与研究情况。总的看来,目前的应用还只局限于钻井、采油井下工具的表面强化方面,不是十分普遍,尚有许多地方值得推广应用,以获得更好的经济效益;同时金属激光强化技术本身也要作进一步研究发展,如激光金属陶瓷的研究,以增强这些工具的耐磨、耐蚀等工作性能。     

激光钻井技术现状与关键技术

随着钻井深度的增加和钻井成本的提高,传统钻井工艺越来越不能满足勘探开发的需要,在此契机之下,激光钻井技术以具有高速度、低成本、高效率、高安全和低伤害等的钻井优势迅速发展起来。介绍了激光特性、激光钻井的原理和技术研究进展,阐述了激光钻井的优势,分析了激光钻井的关键技术,最后提出了激光钻井技术的未来主要发展方向。认为激光钻井技术在破岩机理、清岩机理、激光传输、激光钻机等方面已经取得许多研究成果,但实现商业化应用还存在一系列难题,如钻井用激光钻机、完善的井控系统、激光参数优选、激光钻井经济性评价、复杂地层激光钻井技术等。随着这几年激光钻井技术的迅速发展,专家预计2020年可能投入商业化应用。如果激光钻井得以应用,将给钻完井带来一场深刻的革命。     

利用高能激光改进气井的钻井和完井

1994年,美国开始把已研究多年的激光技术应用从军事转移到工业。美国天然气技术研究院开展了一个2年的研究项目＂将适合于星球战争的高能激光用于钻天然气井＂,目的是检验高能军用激光应用于油气钻井的可行性。经过研究得出以下结论：①激光能切割所有岩性的岩石;②绝对能量和波长、排气压力、井眼尺寸等参数对于切割岩石都是十分重要的;③激光破碎岩石所需能量的理论估算一直以来都被广泛接受,但是对熔化和蒸发岩石需要能量的估算值比试验值要高很多。2000年后,开始研究在现场条件下脉冲激光与岩石之间的相互作用。并得出剥落岩石能量需要量,连续波激光与脉冲激光影响对比,钻井液对激光剥落岩石效率的影响关系。     

激光裂解色谱及其进展

<正> 激光作为一种新兴的科学技术,正在飞速发展,已达到较高的水平。由于激光具有极好的特性而被广泛用于许多科学技术领域。同样,激光在化学中亦显示出诱人的应用可能性,为建立高效的分离和合成方法开辟了崭新的途径,特别是它使人们以从前无法达到的高时间分辨率(10~(-9)—10~(-13)秒)来研究物质变化的微观过程,为深入细致地研究物质分子的结构和状态展示了广阔的前景。利用激光研究物质分子的微观结构和微观化学反应动力学,尚处于建立方法、发展技术的初始阶段。目前人们多利用激光作为一种光源或热源以改进现有的一些理化分析仪器,扩大其应用,激光裂解色谱便是其中之一。     

激光表面处理技术在钻井泵缸套上的应用研究

从缸套磨损机理出发,指出提高缸套的使用寿命主要是提高缸套的表面硬度。讨论了激光表面处理技术在提高钻井泵缸套表面硬度方面的应用,展示了激光这一高新技术在钻井泵缸套表面强化方面的应用前景。     

含油包裹体在线激光剥蚀色谱-质谱分析

全新开发的流体包裹体激光剥蚀成分分析系统,利用波长为193nm的准分子激光对单个含油包裹体宿主矿物(如石英)进行剥蚀,释放其中包含的油气组分;通过在线冷阱富集后导入气相色谱-质谱仪(GC-MS)进行分析.结果证实该方法能够得到单个流体包裹体中捕获的原油组成地球化学信息,类似于原油、烃源岩等传统的地球化学分析,包括轻烃、正构烷烃、异构烷烃、环烷烃以及单环、双环、多环芳烃化合物等均能够从含油包裹体在线激光剥蚀GC-MS分析中获得.      

前景广阔的“激光钻井”

“激光钻井”是美国军方的“星球大战”技术转化到民用工业应用系列项目的一个内容。PHILLIPSE公司使用化学氧化碘激光发生器(COIL) ,利用光纤输送能量,在岩石上钻出2 5 .4mm的孔(或许是真正的小井眼钻井)。与常规钻井过程相比,激光钻井不需要钻井液、钻头、油管和套管,也不产生钻屑。可以大幅度降低成本。据称,将这一军事技术转为民用,最大的受益是从根本上减少石油钻井成本,并且降低石油开采的风险。此方法近来由美国PHILLIPSE公司进行现场试验,其穿透“像三明治一样的岩层几乎就在数秒之间”。与常规钻井相比,激光钻井1 0h的钻…     

激光破岩方法研究及在石油钻井中的应用展望

激光钻井破岩研究是钻探工程领域一项具有前瞻性的应用基础理论课题,它包括5大基础科学问题,即激光/岩石/流体相互作用原理、岩石相变的热力学与传热学理论、强激光的传输变换与微型化原理、激光破岩岩屑运移的多相流动理论、激光钻井的安全与环境保护科学等。阐述了激光直接破岩的机理,即击碎、熔化和蒸发的作用,并综述了国内外激光破岩试验研究成果,解释了比能、二次作用等专业概念;主要对激光破岩试验中出现的岩石热裂、液体汽化效应进行了分析,得出了影响激光热裂岩石、激光汽化钻井液的因素,从理论上探讨了激光-气体机械联合钻井与激光激励汽化射流辅助钻井方法的可行性,同时指出了发展激光钻井技术的优势及难点,为激光技术在钻井中的应用指出了研究方向。      

激光技术在录井工程中的应用进展及展望

为实现在录井现场对岩性和油气快速、自动识别以及对孔隙快速分析成像,引入了激光技术。从激光技术在实现岩性、油气检测和孔隙成像中的关键因素着手,对激光器选择、发射波长选取、拉曼效应放大和重组分拉曼光谱分离等方面进行了适应性技术研究,形成了激光诱导击穿光谱岩性识别技术、激光扫描共聚焦储集性能评价技术和拉曼激光油气实时评价技术。应用表明,利用激光技术检测岩性平均符合率达88.0%,孔隙度分析最大误差7.9%,气体组分检测分辨率达百万分之一,与同类录井技术相比具有分析快速、数据准确和操作简便等优点。研究认为,通过激光技术在录井现场的适应性研究,增强了录井工程在岩性和油气快速识别、孔隙结构分析等方面的能力,为智能录井提供了一种新的技术手段。      

激光破岩试验及激光技术在石油工程中的应用

针对激光技术在石油工程技术领域的应用,国内学者开展了大量理论研究,为了验证理论分析和激光破岩实际效果,搭建了激光试验系统,开展了硅质砂岩岩样激光直线扫描及定点打孔试验,分析得出激光破岩效果与激光光束参数、扫描速度、光斑尺寸及岩屑清理等因素相关。根据激光扫描和打孔试验结果,有针对性地提出了气体钻井激光辅助破岩和激光射孔2方面应用,并重点从激光光源优选、高能激光远距离传输及井下适应性3个方面分析了激光应用需要解决的关键技术。所得结论对激光技术在石油工程领域应用具有重要的指导意义。     

激光热处理的有限元非稳定传热计算

提出用有限元对金属激光热处理的非稳定热传导过程进行计算。建立有限元模型，对热传导方程进行简化，得到了泛函式；将结构离散并进行单元计算，得到了整体合成方程；经入初始条件，变换合成方程形式，为应用计算机计算提供了可能。通过编程，对45号钢激光热处理的传热过程进行了计算，其结果与实验结果吻合良好。应用计算机程序进行传热计算，可以近似确定任意工艺条件下的硬化层深度和硬化带宽度，从而不仅省略许多工艺实验，而且有利于选择工艺参数。     

激光技术或许使天然气钻井彻底变革

美国天然气研究院、美国空军以及美国陆军正进行联合研究,以便确定激光技术是否可以用于天然气钻井。一个两年期的基础研究项目将检验应用激光技术进行钻井与完井的可行性、成本、利益及环境影响。对激光应用的进一步了解可能带来几种产品的开发,包括井下激光钻机、常规及挠性油管钻井应用的激光辅助钻头、激光射孔工具以及侧钻与定向激光钻井装置。天然气研究院基础研究部的技术经理ＲｉｃｈａｒｄＰａｒｋｅｒ说,激光技术具有使二十一世纪的天然气钻井发生彻底变革的潜在可能性,用激光钻井实现技术突破,可能产生类似于世纪之交旋转钻…     

马尔文激光粒度仪及其地质应用

利用砂岩粒度分析数据识别沉积环境向来被地质工作者视为有效适用的方法，因此数据的精确可靠就显得更加重要了，激光粒度仪以精确、快速的特点逐渐成为粒度分析领域的主要粒度分析方法，本文在介绍了激光粒度分析原理以及激光粒度仪MasterSizer2000的性能指标的基础上，详细的介绍了粒度参数的意义及其地质应用。     

激光拉曼天然气分析应用研究

目前,天然气组分分析通常采用气相色谱分析方法,但气相色谱仪运行时需要有多个色谱柱和分离分析步骤,较为复杂费时。激光拉曼光谱分析技术为一项通过测定物质的光散射信号来实现目标分析物的分析方法,具有实时、简便、快捷的技术优势,目前已广泛应用于固体及液体样品的分析。通过分析比对现有的天然气分析方法的技术特点,结合激光拉曼技术在气体分析方面的技术发展,提出了将激光拉曼光谱发展成为天然气组成快速分析的方案,并探讨了激光拉曼天然气分析应用情况,为激光拉曼天然气分析技术发展探路。在定性分析方面,不同于传统的通过拉曼位移识别谱峰,而是通过特定的天然气标准气体物质系列的激光拉曼光谱分析,可快速准确获取天然气中烃类组分的特征谱峰,从而进行天然气中各个组分的定性分析,然后用外标法定量,即采用天然气气体标准物质进行单点校准,可进行定量分析。采用激光拉曼光谱法测定了2个典型的天然气样品,分析结果表明激光拉曼光谱法和气相色谱法水平相当。