灰岩在三轴变围压循环压缩中的变形特征研究

 岩石在周期荷载作用下的力学性能是影响岩体工程长期稳定性的重要因素之一,需研究循环荷载作用下岩石的特性及演化规律。首先采用声波纵、横波波速测量方法,对岩样进行筛选。设计灰岩在施加不同围压和恒定循环上限应力作用下,三轴变围压循环加卸载下岩石变形特征测试方案。三轴变围压循环试验在GCTS–1000型岩石力学测试系统上进行,通过对试验结果的分析表明：(1) 灰岩在变、恒围压加、卸载循环中,形成一封闭的塑性滞回环。在轴向变形上滞回环面积逐次缩小;而变围压循环在径向变形上滞回环面积逐次增大,而恒围压循环在径向变形上滞回环面积几乎相等。(2) 在三轴变围压循环压缩试验中,围压增加和循环上限应力不变,残余变形量随着循环次数的增加而呈现出一个递减的趋势,轴向应变和径向应变的发展趋势是相反的。(3) 在整个循环加卸载过程中,各个加卸载阶段变形模量值不同,卸载阶段变形模量高于加载阶段变形模量。(4) 变围压循环加、卸载阶段变形模量的值大于恒围压循环加、卸载阶段下变形模量的值。通过试验,揭示灰岩在三轴变围压循环下,加载和卸载2种力学状态时变形特性的差异。同时分析变围压循环和恒围压循环状态下岩石弹性参数的差异性。     

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文章用热流场模拟射孔完井渗流场,建立了射孔完井热流和裸眼井热流有限元二维（２Ｄ）模型,根据该模型,文中分析了理想情况裸眼完井模型的渗流速度场分布,得到了其模型出口处的线流量（Ｑｒ）,为射孔完井模型出口处线流量（Ｑｐ）提供了比较基准。同时文中研究了射孔深度、有无钻井污染和压实带情况下,孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度及产能比与孔深、孔密的关系等,从这些研究中,对射孔完井得到了一些新认识,如孔眼内     

邛崃1井氮气钻井事故分析(Ⅱ)——事故过程的还原及教训

上文针对邛崃l井氮气钻井中的井喷失火事故,对构成事故的重要事件进行了分析。在此基础上.基于事故调查资料、实时录井资料和必要的计算与数模分析结果,按照安全工程学中故障树的分析原则,分析了构成邛崃1井氮气钻井恶性井喷失火事故的重要事件的各种可能组合、发生概率和时间顺序,还原了事故的全过程,并完整地解释了综合录井数据所表达的事故内幕。研究结果认为:①该次事故的客观原因是严重"岩爆"的发生及其诱发事件;②主观原因是该井排砂管线不能适应"岩爆"产生的大股碎屑而堵塞,进而由堵塞产生井口高压引发排砂管线爆裂,导致失控井喷和着火。最后,基于对裂缝性致密砂岩气层中实施气体钻井时井下岩爆是一种客观的、必然的现象的认识,提出了需要进一步改善排砂管线、井口组合和钻具附件特性的技术建议,以从根本上防止井下岩爆诱发的地面事故。所得到的认识与建议将有助于扭转该事故对气体钻井技术所造成的不利影响。     

井下燃爆监测技术在气体钻井中的应用

气体钻井具有保护油气储层，机械钻速高，防漏、治漏效果好，防水敏垮塌，成本低等优点，因而应用越来越广泛。但天然气和原油等烃类物质与含氧气体混合后，在其混合浓度达到燃爆范围并有燃爆条件时，井下就可能出现燃爆，会造成井下复杂事故，影响气体钻井的安全性。尤其是近年来，气体钻井技术应用于非储层的长井段钻井提速，在缩短建井周期方面，钻遇小油气层的几率增大，发生井下燃爆的可能性也增加。利用井下燃爆监测技术，扩大气体钻井技术的应用范围、提高气体钻井效率是气体钻井技术的重要研究课题。基于对气体钻井过程中井下燃爆机理和方式的分析，采用西南石油大学欠平衡钻井技术研究室研发的多功能气体检测仪，对返出气体的成分、温度和压力的连续在线监测，可及时发现井下燃爆迹象，避免井下复杂事故的发生，为进一步完善气体钻井技术提供了有力的技术保证。     

气体钻井中井眼温度变化及其对注气量的影响

目前关于气体钻井时所需注气量的计算方法均是将环空流体的温度取同一深度的自然地层温度来进行计算，没有考虑井眼内流体与地层进行换热的影响，这必然会带来误差。而且随着井深的增加，这种误差还会相应增大。为此，根据能量守恒原理，建立了考虑井筒流体与地层换热对井筒流体温度影响在内的数学模型，并进行了求解。然后利用求解获得的环空流体温度计算了所需注气量，并将其与按照地层未受干扰温度所得的注气量进行了对比。结果表明，按照自然地层温度所得的注气量偏小，并随着井深的加大该差值会逐渐增大。因此，在进行深井气体钻井作业时需要考虑地层与井眼流体换热的影响来计算井眼流体温度，进而确定出合理的注气量。     

欠平衡钻井技术在煤层气勘探开发中的应用

分析了当前国内外开发利用煤层气的现状;指出中国煤层气藏具有低压低渗、难脱附、驱动力不足和构造煤发育等重要特殊性,这种特殊性使常规煤层气开发技术有很大的局限性;提出了适合低压低渗煤层气藏特点的开发技术系列,包括欠平衡钻井与洞穴完井技术和欠平衡钻多分支水平井与洞穴技术.     

气体钻井过程中的瞬态流动分析

气体钻井过程中,调整钻井参数或者钻遇储层都会引起井内流体的瞬态流动。基于可压缩流体不稳定流动理论及地层流体渗流理论,建立了气体钻井过程中井简瞬态流动的数学模型。针对井内水动力体系的复杂特点,讨论了模型的定解条件,并对模型进行了数值求解。最后,文章对气体钻井中改变钻井参数以及钻遇储层两种情况井内气体的流动进行了计算,结果表明,增加注气量时井内压力波动不大,但钻遇储层会引起井内压力和流速的大幅度波动。     

射孔完井有限元模型的建立及网格划分

介绍了射孔完井中二维和三维有限元热流模型的建立及网格划分的基本方法 ,用热流场模拟射孔完井渗流场 ,用同一种导热率材料来模拟井筒和孔眼 ,该材料导热率相对于地层模型导热率为无限大时 ,能模拟整个射孔完井渗流场。该二维和三维模型 ,能研究射孔深度、有无钻井污染和压实带情况下 ,孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度、渗流压力场、全井产量及产能比。并用APDL程序语言编写了二维和三维模型及网格划分的通用程序 ,为射孔完井优化设计及产能预测提供了实用的有限元网格模型 ,同时也为这方面的研究提供了简捷的方法     

用热流场模拟渗流场在射孔完井中的应用

用热流场模拟射孔完井渗流场,建立了射孔完井热流和裸眼完井热流有限元三维模型。用同一种导热率材料来模拟井筒和孔眼,该材料导热率相对于地层模型导热率为无限大时,能模拟整个射孔完井渗流场。根据该模型,研究了射孔深度、有无钻井污染和压实带情况下,孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度、渗流压力场、全井产量及产能比等,为研究射孔完井优化设计、产能预测等提供了新方法,对射孔完井评价也具有实际的指导意义。     

深层致密气藏钻井液技术难点及对策

深层致密气藏具有埋藏深、温度高、低孔低渗、微裂缝发育、非均质性强等特点,钻井作业过程中极易遭受储层损害;此外深井水平井作业过程中,摩阻、扭矩较大,易发生托压、钻具阻卡等复杂情况。为解决这一系列技术难题,选择了低密度抗高温水包油钻井液。现场应用表明,该钻井液体系流变性稳定,环空压耗低,润滑性好,且具有良好的储层保护效果。加之其低毒性、对环境友好的特点,具有一定的推广和应用前景。