基于停泵压降分析的致密砂岩压裂效果评价

致密砂岩储层压裂效果评价方法较多,常规的压力恢复试井和净压力拟合等方法需要较多的测试数据,存在一定的局限性。因此,需找到一种快速准确的方法来评价储层的压裂效果。基于压降试井理论对压裂施工停泵后的压降数据进行分析,建立了致密砂岩压裂气井不稳定渗流数学模型,得到停泵后井底压力和压力导数的双对数曲线,通过双对数曲线可对压裂后的储层参数及裂缝特征进行评价。实例应用通过对比净压力的拟合结果和压裂后压力恢复试井的解释成果,验证了该方法的准确性。该方法充分利用压裂施工压力数据评估压裂效果,认识储层特性,可为优化压裂设计和现场压裂施工方案提供参考依据。     

基于疲劳累积损伤理论的页岩气压裂泵注程序设计

水平井分段压裂技术是以页岩气为代表的非常规能源经济有效开发的关键技术之一。文中采用理论研究和软件数值模拟相结合的方法,将岩石疲劳累积损伤理论应用到水力压裂设计研究中,提出了以最大限度提高页岩气储层改造缝网体积为目标的水力压裂设计思想。基于Corten.Dolan等人的周期载荷疲劳累积损伤研究,建立了岩石疲劳累积损伤方程,定量研究岩石剩余强度与各影响因素间的函数关系。通过页岩气压裂设计Meyer软件和室内岩石力学实验进行了验证,对于通过泵注程序的设计来优化水力裂缝参数有重要的指导作用。     

非常规油气井压裂参数智能优化研究进展与发展展望

非常规油气储层具有非均质性强、低孔低渗的特征，非常规油气井需要进行压裂才能投产，与常规油气储层相比，其工程地质条件更为复杂，对传统压裂参数优化方法提出了挑战。人工智能可以为传统方法难以解决的问题提供解决方法，因此，被引入了非常规油气井压裂参数优化。为推动智能压裂理论和技术的快速发展，系统介绍了非常规油气井压裂参数智能优化研究进展情况，主要包括压裂参数优化目标的确定、压裂参数与压裂效果映射关系的建立、最优压裂参数组合的求解，提出非常规油气井压裂参数智能优化主要向基于光纤的井下压裂数据实时采集和传输、物理–数据协同的裂缝扩展–生产动态模拟、压裂参数智能优化及实时调控集成系统等3个方向发展。     

压裂泵柱塞密封副优化技术的发展与展望

为了打破压裂泵柱塞密封副优化技术的瓶颈、进一步提升压裂设备的工作性能、实现油气增产,从压裂泵柱塞密封系统的实际工况和密封机理出发,概述了压裂泵柱塞密封副失效的研究现状,梳理和总结了现有的压裂泵柱塞密封副优化技术;在此基础上,结合摩擦学和材料学等相关领域的最新研究成果,对我国压裂泵柱塞密封副优化技术未来的发展提出了建议和展望。研究结果表明:(1)表面织构技术已被证实能显著降低柱塞密封副的摩擦磨损,应积极设计和开展压裂泵实际工况下的全尺寸织构化柱塞密封系统试验,以推动表面织构化柱塞的应用进程;(2)针对橡胶密封件的性能短板以及压裂泵柱塞密封系统的工作要求,亟需采用材料改性技术来进一步增强密封橡胶的综合性能;(3)表面织构技术、表面涂层技术、材料改性技术在减摩抗磨等方面的协同效应决定了将其复合成压裂泵柱塞密封副优化新技术的可行性和必要性,未来应着手解决复合技术在压裂泵工况下的实际应用问题。结论认为,我国油气资源的勘探开发现状对压裂设备的工作性能提出了更高的要求,压裂泵柱塞密封副的优化必须结合自身实际,对多学科领域的相关理论和方法进行借鉴、消化、吸收与再创新,进而形成一套符合我国实际的压裂泵柱塞密封副优化技术。     

基于停泵压力数据的压裂效果评价方法

为实现大规模体积压裂效果评价、提供裂缝及改造区域相关参数，在停泵压力数据反演方法的基础上，考虑大规模体积压裂造成的改造区域与非改造区域的明显差距，首次加入复合油藏来描述改造区域内的水力微裂缝，运用高压流体压缩性及渗流理论，分析压裂后停泵阶段的压力数据变化，获取裂缝半长、裂缝高度、改造区域平均渗透率、改造区域面积等参数。该方法应用于四川省筠连县某多段压裂水平井，进行了第十二段和十三段的压裂效果评价，得到了合理的解释结果，为大规模体积压裂效果评价提供了技术支持。     

压降监测数据分析在煤层气压裂效果评价中的应用——以山西保德井区为例

煤层气工业产量的获得,主要依赖于压裂改造技术。压裂停泵后的压力变化反映了裂缝本身及其周围地层的情况。利用压裂停泵后的压力测试数据,与试井分析理论及油气渗流理论相结合,针对其压力递减规律,对关井压降监测数据进行试井分析,确定裂缝导流能力、裂缝半长、地应力等有关特征参数,从而有效分析评价压裂施工造缝效果和压裂施工质量,为优化煤层气井压裂设计、指导和制定煤层气开发方案提供科学的参数依据。     

水平缝压裂参数优化计算

油田进入高含水开发后期,油水分布复杂,压裂井选井选层难度加大。为进一步提高压裂效果,必须提高压裂方案设计的针对性。建立了水平缝压裂后油藏和裂缝的渗流数学模型及裂缝参数的优化模型,用数值模拟方法,对压裂层的生产动态进行了计算,并分别以压裂后的最大初期增油量和最大累积增油量为优化目标,对裂缝参数(缝长比)进行了优化。计算结果表明,对于不同的地层,选择不同的优化目标,得到的裂缝参数优化结果是不一样的,即使是对同样的地层,所选择的优化目标不同,得到的最佳裂缝参数也不一样。     

有杆抽油系统效率分析及抽汲参数优化设计

针对有杆泵往复抽汲采油方式使用广泛,但系统效率较低的实际情况,对有杆泵抽油系统进行了能量消耗分析,以机械采油系统效率最高为目标,确立了机械采油系统优化设计的目标函数和约束条件,给出了有杆泵抽油时机、杆、泵及抽汲参数的优化设计方法。该方法可应用于机抽油井的参数优化和新投产井的优化设计。胜利采油厂的应用实例表明,参数优化后油井的系统效率提高了11.6%,降低了综合成本,提高了经济效益。     

基于遗传算法的机抽系统优化设计新方法

机抽系统优化设计问题属于多参数系统优化问题,参数包括冲程、冲次、泵径、平均杆径、下泵深度等。将遗传算法引入到机抽系统优化设计中,形成了一种新方法,该法采用二进制编码形式来表示抽汲参数和下泵深度,按优胜劣汰的原则来寻求问题的最优解,既能提高优化设计的速度,又能克服模糊数学以及专家系统等方法易漏掉最优方案的缺点。通过实例进行敏感性分析表明,遗传代数越多、交叉系数越高时,算法优化效果越好,而适中的变异系数有利于优化设计。     

压裂车重载隔振器性能分析与系统仿真

为解决压裂泵车重载设备的隔振问题,提高现有橡胶隔振器的隔振性能,提出了一种新型隔振装置设计方案。基于隔振理论并结合压裂泵车发动机等上装设备的实际参数与要求,利用有限元软件ANSYS Workbench对该隔振装置的静、动态特性及模态进行了有限元分析。分析结果表明,该隔振器满足台上设备载荷下的强度要求,能够有效避免与上装设备和自身关键部件产生共振,确定了隔振器的危险频率为50和160 Hz。最后利用仿真软件Matlab对该隔振器的隔振性能进行了验证与分析,证明了该重载隔振器的设计具有良好的隔振性及稳定性。     

一种新型压裂车的电控系统设计构想

针对一种新型压裂车电气控制系统的设计要求,提出了其中电控系统的设计构想。控制箱设计分为台上控制箱(用于发动机、传动箱、大泵的状态参数显示及发动机起停等简单控制)和单车手动远控箱(用于压裂作业时远距离控制单台压裂泵车);电控部分设计分为电源(采用底盘车电瓶提供主控箱、加热器、照明和发动机共4路直流电源)和监控(能监测到发动机、传动箱和大泵的报警信号)。     

柴油机多参数监测与诊断系统

柴油机结构复杂,振源众多,常规的振动分析及单项指标测试对于故障的定位与诊断 精确度不高。针对这种状况,开发了柴油机多参数监测与诊断系统。该系统由传感器、诊断仪主 机和便携式电脑组成。通过采集振动、压力、温度、转速和功率等信号,建立故障模式库,对各 类故障综合值的评定,能够诊断出柴油机的常规故障。喷油器堵塞故障诊断的实例表明,新开发 的柴油机多参数监测与诊断系统具有较高的有效性和实用性。     

小波变换在柴油发动机故障诊断中的应用

传统的振动分析常采用傅立叶分析法,对于柴油发动机某些非平稳振动信号,傅立叶分析可能给出虚假的结果,从而导致错误诊断。为此,探讨了小波变换在柴油发动机故障诊断中的应用。分析了小波变换的基本概念及其特性,通过对柴油发动机多种工况下振动信号的小波分解和小波重构,阐述了小波分析时频域局部特性在柴油机故障信号的降噪处理及特征提取方面的优势。实例研究表明,小波变换对柴油机发生故障时所产生的非平稳振动信号具有较好的分析效果和使用价值,为柴油发动机故障诊断提供了一条有效的途径。     

浅析柴油机电控轴向分配泵工作原理及常见故障

柴油机燃油供给系统的喷油泵是柴油机的心脏,随着电子技术的发展,电控喷油泵被广泛应用在现代柴油发动机上,它可以有效提高发动机的升功率,降低油耗,减少排放。文章介绍了柴油机电控轴向压缩式分配泵的结构、工作原理、控制方式及常见故障,目的在于电控轴向压缩式分配泵在发动机的运行过程中能够被正确使用和维护,确保电控轴向压缩式分配泵有较好的性能和较长的使用寿命。     

石油钻机用调速型液力偶合器

石油钻机用调速型液力偶合器用于与交流电动机配套而取代柴油机和液力传动装置配套的动力机组。该偶合器由冷却系统、旋转系统、供油系统、排油系统和辅助系统等组成。偶合器具有无级调速且变化范围宽、可空载启动、隔离振动、有过载保护、适应恶劣工况和气候、可手动或自动控制等特点。现场实际运行表明,与电动机配套的2台调速型液力偶合器机组与2台190型柴油机及液力传动装置机组相比,偶合器机组每年可节约电费78.6万元。     

非道路中小功率增压柴油机排放控制试验研究

为了改善非道路用中小功率直喷增压柴油机3100E的排放性能,使之达到2008年开始实施的美国环境保护局（EPA）第4阶段非道路用柴油机排放标准的要求,通过试验优化了高压油管内径、减压阀容积、供油提前角等喷油系统参数及燃烧室几何形状,系统研究了这些参数对发动机NOx和颗粒物（PM）排放的影响。试验结果表明,在保持发动机动力性及经济性的情况下,合理优化匹配喷油系统参数和燃烧室设计,可以改善该机的燃烧过程,有效降低发动机的有害物排放量,使之达到美国环境保护局第4阶段排放标准。     

基于岩心分析的页岩气压裂工艺参数优选

页岩气藏的特异性显著。新的页岩气井压裂改造前要进行室内实验,根据实验结果了解气藏特征,提高开发策略的针对性。采用室内实验和理论分析相结合的方法,对中国和北美主要页岩气储层进行了矿物组成、力学参数、微观成像研究,推导出了适用于页岩压裂的闭合压力和缝宽计算方法,计算了埋藏条件下的页岩脆性指数、闭合压力和缝宽,提出了压裂液体系、黏度、排量和支撑剂类型的优选原则,利用黑色页岩进行了室内模拟压裂。结果表明,岩心分析技术能够为压裂工艺参数优选提供必要支撑,龙马溪组页岩的力学特性与Haynesville页岩较为相似,低黏度、大排量压裂时产生的裂缝网络更加复杂。实例计算表明,根据室内分析方法计算的压裂工艺参数具有较强的实用性,能够提高压裂的效果。      

水力压力波动注入压裂增产工艺的力学原理

为了提高水力压裂的改造增产效果, 解决连续油管环空水力压裂作业中高泵压的难题, 提出了一种新的水力压力波动注入压裂增产工艺。基于水力压裂原理, 解释了水力压力波动注入条件下井筒压力系统变化规律; 根据流体力学、弹性力学及波动力学理论, 建立了水力压力波动注入压裂增产工艺的基础力学原理。分析结果表明, 水力压力波动注入条件下, 井筒内流动流体发生了能量转换, 在井底附近产生了不稳定的压力波动, 这种由于不稳定注入排量产生的不稳定的压力波动在储层裂缝内以压力波的形式传播; 水力压力振动波沿缝长方向传播时并不是以恒定压力振幅传播, 而是呈现压力振幅衰减的规律; 水力裂缝的长度和宽度随着压裂泵工作转速的增大而增加。研究结果表明, 水力压力波动注入压裂增产工艺可以提高水力压裂的改造效果和油气井的产量, 建议将该工艺方法应用到现场水力压裂作业中。     

井筒听诊器技术在川南页岩气田的应用研究

为了丰富页岩气压裂的评价手段,为现场提供辅助决策,实现压裂资源的有效配置,井筒听诊器技术应运而生。该技术是一种非干扰的实时监测技术,通过采集压裂施工过程中水击震荡变化而产生的压力波信号,可以在压裂过程中实时定量地诊断压裂改造进液点深度,并对段内单簇是否进液进行有效评价,从而确定射孔簇的改造情况,判断改造井段是否需要进行二次封隔措施或者调整改造规模。采用该技术在川南页岩气田开展了多次现场试验评价,通过在压裂阶段停泵实时监测进液位置,针对常规页岩气水平井和套变页岩气水平井,评价了暂堵转向压裂工艺效果以及机械桥塞封隔的有效性。该技术能有效指导暂堵转向压裂工艺参数优化,进一步实现压裂改造范围的最大化,也为压后效果评估提供技术支持,从而加强各工艺间的交叉验证,助推非常规油气储层增产改造工艺技术进步。