高能气体压裂瞬态压力耦合分析

高能气体压裂的瞬态压力分析是压裂设计、优化和控制的基础.本文提出了一个高能气体压裂瞬态压力分析模型,包括火药燃烧、压井液体运动、井筒流体通过射孔孔眼的泄流和裂缝中流体流动等分析内容.由于高能气体压裂工作介质的气——液混合流体的可压缩性,以上各项分析严重耦合.采用合适的数值计算模式,可以计算出瞬态压力的每一过程.计算实例结果表明.与实测结果吻合较好.根据这个压力分析模型,综合考虑装药参数、射孔参数、地层参数、压井参数等对施工结果的影响,能预测高能气体压裂的压力变化过程和裂缝范围,实现对高能气体压裂的优化和控制.     

复合压裂技术

复合压裂技术是将高能气体压裂和水力压裂相结合的一种新型增产增注技术。文中通过对复合压裂的技术特点和增产机理的分析，讨论了各自的优点，有效地降低了地层的破裂压力，增加了裂缝的渗流面积。根据复合压裂工艺的设计原则，研究了压裂施工中影响施工质量和压裂效果的几个关键因素(压力上升时间、压力峰值和压力持续时间)。     

筛管完井高能气体压裂模拟实验研究

筛管完井高能气体压裂技术是筛管完井油气储层增产的重要手段,进行筛管完井高能气体压裂模拟实验对于探究其增产机理、压裂前后筛管防砂性能变化规律和优化施工工艺具有重要意义。本文充分考虑筛管完井高能气体冲击破岩过程中的瞬态性和复杂性,利用施加围压的水泥靶来模拟筛管完井固体火药高能气体压裂过程,探究裂缝形态及整个压裂过程对筛管防砂性能的影响。研究结果表明:筛管完井固体火药高能气体压裂技术可在地层中产生2~4条经向裂缝;压裂后筛管防砂性能略有下降,旧筛管与新筛管防砂性能相比显著下降,但对后续生产无影响;裂缝条数和筛管防砂性能下降程度与峰值压力和升压速率有关,峰值压力越大,裂缝条数越多。该研究成果对于筛管完井高能气体压裂现场施工具有一定的指导意义。     

复合射孔压裂效果评价方法研究进展

复合射孔压裂效果评价是复合射孔技术的重要组成部分。为适应不同条件油气层复合射孔压裂的要求,经过10多年发展,先后形成了地面混凝土靶射孔试验、室内砂岩靶模拟压裂试验、室内模拟射孔压裂试验、数值模拟等一系列复合射孔压裂能力效果分析评价方法,提高了优化设计水平和施工效果;通过合理控制高能气体峰值压力,保护了油层套管、水泥环。复合射孔压裂研究和效果评价方法在不断发展和完善,应充分结合油气层特点,开展模拟围压的复合射孔压裂试验、数值模拟以及试验及井下监测结合研究。     

高能气体压裂技术及其应用

高能气体压裂是利用火药或火箭推进剂的有规律燃烧来对近井地带产生液力，热物理和热化学作用，从而改善渗流条件，提高油井产量或注入效果的技术。工艺实施的配套设备包括电缆车，仪器车,p-t测试仪，压裂弹，测压器，电缆止动器，旋流冲击洗井器等主要设备和辅助工具。32口井的施工效果表明，工艺成功率100％，有效率81％。高能气体压裂与水力压裂相结合，增油效果比单独水力压裂提高20％，具有广阔的应用前景。     

高能气体压裂合理装药量的设计与应用

难以定量确定既能压开油层又不破坏套管的合理装药量,是制约高能气体压裂全面推广的关键因素之一.针对高能气体冲击破岩的瞬态性、复杂性,及难以用理论精确描述的问题,利用岩石动态损伤模拟实验装置直接对小井眼进行冲击破岩动态模拟实验,得出油井岩石破裂压力与加载速率的定量关系;通过分析套管井井周应力分布,得出了确保套管安全的极限峰压;同时建立了火药爆燃的压力一时间变化模型.最后综合运用上述理论,建立了既能压开油层又能确保套管安全的合理装药量计算模型.应用实例表明,该设计方法安全可靠,可为高能气体压裂的施工设计提供指导.     

红外光谱法研究高能气体压裂弹燃气安全性

用密闭爆发器模拟高能气体压裂弹在油井中的燃烧过程,用红外光谱分析技术检测燃气成份中的毒性气体,测试了7个不同生产厂的高能气体压裂弹产品的燃气成份,并对特殊产品燃气中产生HCN机理进行了分析.实验表明,在高能气体压裂弹的使用和配方设计中,负氧类物质可导致HCN气体含量增加,正氧类物质可抑制毒性气体的含量.提出抑制燃烧过程产生HCN的措施,为高能气体压裂弹配方设计和安全使用提供了有效的评价途径.     

复合压裂技术研究及应用

复合压裂技术是将高能气体压裂与常规水力压裂相结合的一项新型增产、增注技术。探讨了复合压裂的造缝机理,给出了复合压裂的设计准则,分析了该技术对套管和水泥环的影响。对应用效果进行了分析。通过33口井的现场试验说明,该技术具有投资增加少、增产效果明显、技术风险小等优点,是低渗透油气藏改造的有效措施。     

高能气体压裂技术试验研究

高能气体压裂是一项新兴的增产技术,它涉及力学、化学及石油工程等学科领域,具有较强的理论性和应用性。本文仅从应用研究方面,阐述该技术的室内外试验及现场试验。室内外试验表明,在不同的围压及加载速率下,高能气体压裂可产生2～5条径向裂缝,形成的多缝体系具有明显的增产效果;三轴试验结果认为高能气体压裂在井中造成的压力高于水力压裂所产生的压力,并有可能超过了岩石的弹性极限,使得卸载时产生永久变形,在地层中产生一定缝宽的残留缝,虽无支撑裂缝也不闭合;现场对工艺的可行性及成功率进行了验证。     

高能气体压裂最佳装药量与峰压设计计算

在高能气体压裂过程中,设计最佳装药量使之产生合理的峰值压力,实现既能压裂地层又能有效地保护井壁及套管不受损坏和有害变形,是压裂成败的关键。将气体发生器中火药气体作为体系,把压井液、套管与地层等作为外界,根据热力学第一定律,建立了装药量与压力关系的数学计算模型,并编制了相应的计算软件。通过对现场12井次的实测数据进行计算对比,最大误差为4.63MPa,与实测峰压相比,相对误差仅为5.65%,结果令人满意。     

利用输气压差能量开发小型LNG生产装置

文章介绍了俄罗斯和四川油气田利用输气压差能量的小型LNG生产装置进行液化生产LNG的工艺流程，分析了小型LNG生产装置的特点和优缺点，并就利用压差能量建设LNG生产装置及商品LNG的利用提出了建议。     

异常高压定容气藏生产特征及开采措施探讨

东海深层气井易发生停喷现象,井筒压力损耗大与流程压力过高均为停喷的重要原因。落实东海异常高压气藏生产特征以及动储量采收率,可为该类型气藏动态分析及后期措施潜力提供依据,此文以X气井为例,分析了异常高压定容气藏的开采特征,并对停喷后现场措施效果进行了分析与探讨。分析结果表明:东海某异常高压定容气藏岩石孔隙膨胀能为开采前期的主要能量来源,占比约70%,地层能量相对常压气藏较为充足,采收率较常规气藏高。当气井无法自喷时,采取放喷或压降等措施来提高采收率,应用效果良好,可为类似气藏开发提供依据。     

影响长庆气田气井无阻流量的参数敏感性分析

文章利用气藏工程与数值模拟的方法 ,定量分析了地层系数Kh、产水、非达西流系数D、地层压力及表皮系数等因素对不同储层条件下气井绝对无阻流量的影响程度 ,并得出防止储层污染、对储层进行有效改造、合理利用地层能量是获得气井高产稳产的重要保障的结论。     

塔中油田CⅢ1油气藏开发特征及影响因素

塔中油田CⅢ1是上有凝析气顶、下有边底水的块状油气藏,从单井试采及上产,降压高产、全面注水开发等3个不同阶段的开发特征入手,分析影响开发效果的各种因素,研究了该油藏的地层压力变化取决于采油速度;生产气油比受地层压力影响明显;地层能量消耗造成地层流压下降等特征,同时提出保持和恢复地层压力的合理注水量、合理的采油速度和合理开发的地层压力界限值。该项研究对同类型油气藏开发有借鉴意义。     

万州天然气净化厂能源计量器具配置及节能措施

通过对万州天然气净化厂的能源消耗和能源计量器具配置情况进行介绍,再对重点耗能单元的能耗进行深入分析,最后提出了低低压蒸汽回收系统改造、合理增设变频设备、投用蒸汽引射器、加强计量器具管理和数据台账管理等有针对性的节能措施。     

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川东北飞仙关组高含硫气藏气井在完井测试过程中，压力测点位置与产层中部的距离较大，需将压力数据用气柱压力计算公式折算后再进行试井分析解释。文章以质量、动量和能量三大守恒方程和状态方程为基础，考虑了流动气柱的动能损失以及井筒和地层中复杂的传热机理，推导出计算单相气流在井筒不同部位压力和温度的方法。以坡2井为例，应用目前最新的模块化动态地层测试器MDT地层测试技术，对折算的压力进行了验证和对比分析。结果表明，应用文中的压力计算方法，完全可以满足解释的压力数据精度。另外，在没有进行完井测试前利用MDT测压资料确定地层压力等储层参数是较为直接和可靠的方法。同时此法对川东北飞仙关组高含硫气藏的开发动态监测以控制元素硫在井底和井筒的沉积具有十分重要的指导意义。     

利用管网压力能制备天然气水合物的调峰新技术

高压天然气管网节流调压过程中会产生大量的压力能,绝大部分压力能不仅被浪费了,而且还会对下游管道设备造成一定的冷破坏。为此,开发了一种利用管网压力能制备天然气水合物调峰新技术,充分利用天然气膨胀产生的冷量制备天然气水合物,以供城市燃气储气调峰。计算结果表明,管网天然气流量为1000kg/h,进口温度为25℃,进口压力为8.0MPa,出口温度为-112℃,出口压力为0.4MPa时,最高制冷量可达71kW,有效利用冷量达60kW,生成的天然气水合物可储存100m3天然气。该工艺既有效回收了管网压力能,又实现了天然气的安全储存和调峰,具有广阔的发展前景。     

Laser ignition of explosives: Effects of gas pressure on the threshold ignition energy

Abstract

This paper describes a method for measuring the effect of initial gas pressure and the type of gas on the threshold ignition energy of several high explosives. The method is based on a 300 W CW CO₂-laser. An extensive study of these parameters for PETN and RDX is also presented. These high explosives all show a strong decrease in ignition energy/power with increasing initial gas pressure. The gases tested are air and nitrogen. The studied pressures are in the interval 0.1 to 10 MPa. The ignitability of PETN and RDX was tested at a laser pulse width of 1.2 ms. All tested high explosives had a lower ignition energy/power in air than in nitrogen at low pressures (< 2 MPa), whereas RDX and PETN had a lower ignition energy in nitrogen than in air at high pressures (>4 MPa). For TNT the time to ignition, measured as a function of air pressure, decreased with increasing pressure. These results are interpreted as a multiple phase ignition process. The method was also used for obtaining ignition data for TNT, Comp B-3 and Torpex.     

深水钻井司钻法压井过程中立管压力和地层受力变化规律

深水钻井地层破裂压力低、钻井液密度窗口窄,溢流时采用司钻法压井,往往未控制溢流却又诱发井漏事故。因此采用深水司钻法压井时地层受力显得尤为重要。考虑节流管汇影响,利用流体动力学,建立了深水钻井司钻法压井立管压力和地层受力计算模型,分析了深水司钻法压井中立管压力和地层压力变化规律,给出了司钻法压井过程中累计泵入长度对应的立管压力、套压、地层受力变化曲线,结合地层破裂压力极限值,确定压井过程中最优压井排量。对于压井排量和钻具组合相同的情况,司钻法压井时,套管鞋越深,套管鞋处地层受力越大;深度大的套管鞋位置出现最大压力时间要早于深度小的套管鞋位置;当天然气柱顶部达到井深某处时,某处地层受力最大;当天然气柱顶部达到井口时,套管压力最大,并且地层受力最大值总是早于套管压力最大值。