双层连续油管冲砂作业水力摩阻计算

在常规技术难以进行有效清砂的井筒作业中,双层连续油管具有明显的技术优势,但该类管柱的受力状态有别于普通连续油管。以冲砂作业为研究对象,结合流体力学推导出了双层连续油管作业的水力摩阻计算公式。计算表明,对长度为4 000m的60.3mm+31.8mm组合双层连续油管,排量相同时,螺旋段单位长度上的摩阻要略高于直管段的压降;排量对摩阻影响显著,例如排量由50L/min增加到150L/min,对应的摩阻压力降则增大6倍以上。通过与现场施工参数相比较,该公式计算结果与实际参数变化趋势吻合较好。为双层连续油管冲砂作业制定合理的参数提供了一定的理论借鉴。     

水力压裂摩阻类型及降阻措施

水力压裂摩阻引起施工压力增加,施工风险增大。水力压裂摩阻包括沿程摩阻和近井摩阻。近井摩阻产生机理最为复杂,其中射孔数不足、孔眼清洁度差以及孔眼堵塞产生孔眼摩阻;射孔相位不当、固井质量差以及多裂缝竞争延伸产生裂缝弯曲摩阻。降低压裂摩阻的工艺措施主要包括定向射孔、支撑剂段塞磨蚀、增大压裂液黏度、压裂液延迟交联等。     

水平管气液两相分离流相间水力摩阻系数计算

在大型多相流实验装置上研究了水平管气液分层流和环状流流动特性,采用气相动量方程求解了气液相间摩阻系数,与已有的经验公式进行了对比分析,建立了适于水平管气液两相分离流相间水力摩阻系数的计算方法。在分层流水力计算中可以采用Shoham&Taitel公式计算气液相间水力摩阻系数,在环状流水力计算中推荐采用Laurinat公式计算相间摩阻系数。     

非牛顿管流摩阻计算方法的比较

介绍非牛顿层流的假塑性幂律体、宾厄姆塑性体和屈服假塑性体的管流可用同一表达形式的范宁摩阻系数公式计算摩阻损失。对常用的非牛顿湍流摩阻系数公式及用管流特性系数反算的表观粘度为参数按牛顿湍流公式的计算结果进行分析。对非牛顿管流摩阻计算提出建议。     

连续油管水力压裂管内摩阻研究进展

连续油管水力压裂摩阻是压裂设计中的重要内容,同时也是压裂能否成功的指标之一。连续油管水力压裂过程中,由于对流体性质、支撑剂、曲率效应等造成的复杂流动理解不足,使得准确预测管内摩阻非常困难,尤其在卷筒上的螺旋段,因而实验成为当前研究连续油管管内摩阻的重要手段。研究认为:在其他条件不变的情况下,摩阻随连续油管管径的增大急剧变小;随压裂液排量增大而增大;随连续油管下入深度的增加总摩阻变小;随黏度和流行指数的增大而增大;随支撑剂积分数增大摩阻先增大而后减少。     

水平井摩阻计算新方法探讨

本文讨论了水平井套管摩阻的计算方法，批针套管视为柔性计算其摩阻是不合适的，应将其视为刚性的，并以此为条件，介绍了计算下入套管最大长度的方法。     

基于摩阻和振荡力的水力振荡器安放位置计算方法

水力振荡器是目前缓解定向托压最有效的方法之一。在大斜度井、大位移井、水平井等复杂结构井中应用越来越广泛,并取得了较好的应用效果。但目前没有形成一套水力振荡器合理安放位置计算方法,导致应用效果参差不齐。基于摩阻和振荡力,建立了安放位置计算模型,并制作了优选图版。现场应用效果表明,该安放位置计算方法有效可行。可为水力振荡器现场应用提供理论支持和技术指导。     

金属管道噪音控制及防噪音厚度计算

介绍了噪音控制原理,提出了控制金属管道噪音的方法。引入了计算金属管道防噪音厚度的经验公式,并举例说明对该公式的使用以及应当注意的问题。分析了噪音频率、管道直径以及噪音控制施工等因素对噪音控制的影响。目的是为金属管道防噪音厚度的获取寻找一种可行的方法,并达到满意的噪音控制效果。     

水力压裂过程中近井摩阻分析

在压裂施工中尤其是在斜井、水平井及长井段射孔井的压裂过程中,往往存在近井筒高摩阻损失。很多压裂施工的过早脱砂是由于邻近井筒区域的高摩阻而发生的,近井筒效应已成为影响压裂措施成败的重要因素。介绍了用排量阶梯降方法测试近井摩阻的和过程,实例分析表明该方法是现场分析近井摩阻的有效手段。     

水力压裂过程中近井摩阻分析

在压裂施工中尤其是在斜井、水平井及长井段射孔井的压裂过程中，往往存在近井筒高摩阻损失。很多压裂施工的过早脱砂是由于邻近井筒区域的高摩阻而发生的，近井筒效应已成为影响压裂措施成败的重要因素。介绍了用排量阶梯降方法测试近井摩阻的和过程，实例分析表明该方法是现场分析近井摩阻的有效手段。     

金属管道交流腐蚀研究新进展

交流腐蚀对金属管道的危害不容忽视,交流电不仅可以通过杂散电流的形式对金属管道造成腐蚀危害,还可以通过感应使金属管道中产生交流电流,形成交流干扰破坏。分别从交流腐蚀的实验研究、理论分析及腐蚀机理角度,对近年来国内外开展的交流腐蚀研究进行系统综述。实验证明交流电不仅能加速金属的腐蚀,破坏金属表面的钝化膜,诱发点蚀,还能造成阴极保护系统的阴极保护电流激增,保护电位严重波动,甚至引起牺牲阳极极性逆转等危害。交流腐蚀的机理十分复杂,人们试图通过理论分析和实验归纳对这一复杂行为进行解释,形成了几类较为典型的腐蚀机理假说。虽然交流腐蚀的研究已有百年的历史,但仍存在许多难点问题亟待解决,通过对目前研究中存在的重点问题进行探讨,展望这一领域的研究前景及发展趋势,为相关领域的研究人员提供新思路。     

渝佛输气干线水力摩阻系数的探讨

本文介绍了输气干线混合摩擦区的水力摩阻系数经验公式,并选择渝佛线井口—佛荫段的基本参数及实测数据验证,说明用该公式的计算值与实测值相当吻合。     

基于SPS软件的原油管道水力摩阻分析

Stoner Pipeline Simulator软件是世界公认的用于长距离输油（气）管道设计、计算以及全线自动化控制模拟的高精度软件。应用SPS软件对某原油管道工艺模拟计算时,发现在某一输油温度范围内存在反常规律,即随着管道输油温度的上升,站间摩阻反而呈增大的趋势,针对反常现象进行研究分析。介绍了摩阻系数常用计算方法和SPS软件内置摩阻系数的计算方法;通过研究分析发现,流体从层流到紊流的过渡区,SPS软件对摩阻系数计算公式的选取发生了变化,为层流和紊流计算结果的加权平均数,由于紊流的摩阻系数曲线斜率大干层流摩阻系数曲线斜率,加权后摩阻系数出现随着温度上升反而增大的现象。     

低摩阻泵漏失量及摩阻分析研究

为了提高低摩阻泵的工作效率,减小摩阻损失,对泵漏失量、柱塞与泵筒的摩擦力进行理论分析计算,并将由缝隙流动理论计算的摩擦力与液压卡紧力引起的摩擦力进行对比,发现缝隙流动理论计算的摩擦力可以忽略不计,要减小摩阻,关键在于增大柱塞与泵筒之间的间隙和减小漏失量。对低摩阻泵和常规柱塞泵的漏失量和摩阻进行试验验证,验证结果表明,在相同条件下,常规柱塞泵的漏失量大于低摩阻泵,且漏失量的差别随泵径的增加而增大;在泵间隙相同时,常规柱塞泵的摩阻大于低摩阻泵。     

高温高压下CO2泡沫压裂液摩阻计算研究

进行了CO2泡沫压裂液的室内配制、流变性测定以及摩阻计算方法研究。通过室内试验,观测了CO2泡沫压裂液的形成、动态变化和泡沫结构,测定了CO2泡沫压裂液在高温高压（35-110℃、20-50 MPa）条件下的视粘度变化。结果表明,CO2泡沫压裂液属于屈服假塑性非牛顿流体,其流变参数（n、K）随温度、压力、泡沫质量、配方等变化,为多元复合函数。为了便于求解,假设配方、温度、压力等主要影响泡沫质量,而流变参数（n、K）仅是泡沫质量的一元函数。在井筒中,泡沫压裂液物性随温度和压力（均为井深的函数）而变化,反过来泡沫压裂液的物性又影响井筒内流体温度和压力分布,是一个耦合的非线性问题。提出了一种计算摩阻压降的简化方法,将整个井筒分为若干计算段,每一段内将复杂的耦合关系简化为3个计算过程：1）由温度、压力和排量计算泡沫质量;2）由泡沫质量计算流变参数;3）由流变参数计算摩阻。计算结果与井筒内CO2泡沫压裂液摩阻压降实测结果符合较好,误差在合理范围内,可以在工程中应用。     

连续管井下作业摩阻计算分析

在综合分析现场3种摩阻计算模型优缺点的基础上,提出软模型是计算连续管作业摩阻的最优模型。根据连续管作业的特点,考虑到井眼轨迹中曲率和方位的变化,建立了连续管单元几何力学模型。分析了连续管单元的受力情况,给出了连续管摩阻的计算模型。进一步探讨了发生屈曲时连续管的受力情况,最终建立了三维井眼中连续管井下作业摩阻计算模型。结合中海油湛江DF1-1气田A1h井数据,对连续管井下作业轴向载荷和注入头载荷进行了预测,为连续管技术的应用提供理论基础。     

三维水平井钻具摩阻分析与计算

根据油气田开发的需要,三维水平井成为油气田开发的主要模式,也是油气田开发技术的发展方向。然而,在三维水平井施工中,钻具与井壁之间产生的摩擦阻力(以下称摩阻)增加了轨迹控制的难度,制约着水平段的延伸。由于钻井工程的特殊性,摩阻及扭矩理论较为复杂,模型不易建立。为此本文将利用物理受力分析、数学积分的计算方法对摩阻进行定性分析和定量计算。     

大位移井摩阻扭矩计算模型

石油钻井是一项投入高、风险高、技术密集及资金密集的系统工程。大位移井钻井的摩阻和扭矩严重影响钻井时效。对摩阻和扭矩的分析有利于控制井眼轨迹,减少井下事故。对钻大位移井过程中所受的力进行了分析,综合分析3种摩阻扭矩计算模型优缺点的基础上,提出软模型是现场计算大位移井摩阻扭矩的最合适模型,介绍了软模型的几何模型及各种工作状况下的计算方法。     

计算气井油管摩阻系数的新方法

油管摩阻系数是气体稳定流动能量摩阻项的重要参数，精确赋值极为困难，这是几十年来尚未解决的问题，也是油管流压梯度计算精度远远不及油管静压梯度计算精度的主要原因。在井下复杂的条件下，数千米油管的摩阻系数会发生变化，故对井下油管提出“动态摩阻系数”的新概念，将工业气井当做二十世纪30年代Nikuradse在室内的摩阻系数测定装置，在气井上重现了当年Nikuradse工作状况，根据无因次气体稳定流动能量方程，推导出计算井下油管（垂管）摩阻系数的公式，并提出了数据拟合的步骤，最后以１口干气井为例进行了具体运算，取得了满意的结果。