海上复杂易垮塌地层高性能油基钻井液研发与应用

南海西部北部湾盆地涠西南油田涠洲组地层受构造应力及地层高含硬脆性泥页岩影响,井壁失稳风险极高,传统油基钻井液在钻进涠二段过程中不断出现起钻困难、井壁失稳和固井质量差等诸多问题。在分析传统油基钻井液应用情况的基础上,通过对乳化剂、封堵剂以及提切剂等处理剂优选,研发了新型高油水比（95∶5）高性能油基钻井液体系,该钻井液具有良好的井壁稳定、封堵能力以及优异的ECD控制能力,抗劣质土污染可达15%,岩心被钻井液损害后渗透率恢复值在90%以上,返排压力为0.4 MPa,具有良好的储层保护能力,并可提高机械钻速和起下钻效率。现场应用结果表明,高性能油基钻井液钻进涠洲组二段地层时,钻井液流变性稳定,封堵性强,井眼清洁效果好,ECD值低,未发生井漏现象,井深2 500 m钻井周期为8.09 d,较前期开发井钻井周期降低48%,储层保护效果良好。为今后北部湾海域类似油田开发提供了良好借鉴。      

深水气井测试中天然气水合物的抑制和调控方法

深水气田完井测试过程中,井筒温度场的变化会使油气热量散失,导致生成天然气水合物、环空出现较大的带压值等严重后果,影响油气井的安全完井、测试及井筒的完整性。文中分析和对比研究了水合物热力学抑制剂注入、井下节流、保温油管和保温测试液等水合物抑制机理和调控方法,对研制成功的保温测试液进行了性能评价。用不同方法计算和模拟了深水测试过程中的井筒温度场,并对南海西部2口深水气井现场测试中水合物抑制剂注入和保温测试液进行了分析。现场应用表明,保温测试液能有效抑制水合物生成,且具有工艺简单、可控性好、危险程度低等优点,不仅填补了国内深水水基保温测试液技术的空白,还保障了深水测试作业安全顺利实施,有力地促进了深水测试关键技术的研发和应用。     

动壁作用下流化气量对粉末供给特性的影响研究

粉末燃料流化输送特性是粉末发动机燃料供给系统设计的一个关键,为深入研究粉末燃料的流化特性,本文基于气固双流体模型,通过UDF实现活塞运动,初步建立了考虑运动壁面作用下的稠密气固两相数值计算模型,并开展了不同流化气量条件下粉末燃料的流化过程以及流化特性研究。结果表明：在启动阶段,不同工况下气体对颗粒的卷吸输出量均大于理论流量,同时粉末储箱内压强和运动壁面受力均大于稳定输送阶段,且颗粒输出量和粉末储箱压强均随流化气量的增大而增大;在稳定输送阶段,运动壁面向前推送的粉末量与流化气卷吸的粉末量达到动态平衡,不同工况下都能形成较为稳定的气固型面,且粉末平均流量均小于理论流量,粉末平均流量随着流化气量的增大而增大,颗粒床层的高度随着流化气量的增大而降低。     

裸眼测试井壁失稳概率及参数敏感性分析

为保证南海高温高压区块裸眼测试期间的井壁稳定性，基于裸眼层段高温和渗流特点，结合温度应力理论和多孔渗流效应，建立了裸眼井壁渗流-温度耦合应力模型。对比分析Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则、Hoek-Brown经验准则和能量破坏准则下的井壁失稳临界测试压差，并利用蒙特卡罗模拟，用正态分布和三角分布模拟岩石力学参数计算井壁失稳概率，采用Sobol方法对临界测试压差参数进行全局敏感性分析。研究结果表明，Drucker-Prager准则更适合作为裸眼测试井壁失稳临界测试压差计算准则，小于临界测试压差3～5 MPa时已经存在井壁失稳的可能，最大水平主应力对临界测试压差起到决定性作用。裸眼测试过程中，临界测试压差与实际测试压差的差值应保持在5 MPa以上，对于最大水平主应力变化较大的地层减小测试压差，以防止发生井壁失稳。