天然裂缝对干热岩水力压裂裂缝扩展的影响规律

地热能是一种清洁、环保的可再生能源,具有低碳环保、稳定高效等特点,水力压裂技术是有效开发干热岩地热资源的重要技术手段。目前高温花岗岩水力压裂时天然裂缝对水力裂缝扩展的影响未进行广泛地研究,对其水力裂缝扩展规律的认识尚不清楚。为此,以常见的干热岩类型（花岗岩）为研究对象,开展了实时高温下真三轴水力压裂实验,探究两种类型花岗岩在不同温度下的裂缝扩展特征及导流能力,揭示了干热岩水力裂缝在天然裂缝影响下的扩展规律,评价了压后裂缝的导流能力。研究结果表明：(1)随着花岗岩温度的上升,其起裂压力降低,裂缝面迂曲度提高,水力裂缝扩展路径更加随机;(2)不同温度下花岗岩压裂后裂缝的导流能力不同,随着花岗岩温度的上升,水力裂缝的导流能力也随之提高;(3)相同条件下,裂缝型花岗岩起裂压力低于致密型花岗岩的起裂压力,且压裂后裂缝型花岗岩的裂缝导流能力显著高于致密型花岗岩的裂缝导流能力。结论认为,寻找天然裂缝发育的干热岩储层是高效开发利用地热能的关键地质因素,实验结果对指导干热岩储层水力压裂提供了理论支撑,有助于我国地热资源的有效开发。     

基于多目标的干热岩注采取热性能均衡优化方法

地热能是一种清洁、环保的可再生能源,是未来自然资源开发利用的重要对象,其中干热岩是重要的深部地热资源之一。目前取热性能多目标优化较少考虑储层开采模型,也未综合比较不同优化思路下的效果。为了提高热储取热效率、延长地热开采寿命,基于青海共和地区干热岩开采热—流—固耦合模型与三种取热优化方法,得到合适的地热系统运行参数（注入温度、注入排量、生产压力、注采间距）,并对比评价了不同方案下的取热效果。研究结果表明：(1)注采参数敏感性分析指出,发电功率、采收率与注采压差之间呈逆向关系,这是采用多目标优化的直接原因;(2)基于参数化研究得到的优化方案热储寿命最短为10年、注采压差达67 MPa,存在显著的热突破现象,储层安全受到挑战;(3)采用多目标优化决策一体化方法,得到了最佳的干热岩系统运行参数组合,热储寿命可超20年,实现了均衡优化的结果。结论认为,多目标优化思路在地热开采中具有可行性与适用性,该方法为地热高效开发利用提供了参考和借鉴,并可助力我国“双碳”目标实现。     

钻井岩屑适时测试技术及其可行性研究

随着声波测井技术在岩石力学研究中的深入应用和发展,钻井岩屑适时测试技术越来越受到国内外广大学者的关注,它克服了岩心测试时岩样难以获得的缺点,且测试结果与大岩样基本一致.在钻井岩屑适时分析测试仪器、方法、测试数据处理以及与大尺寸岩心测试数据对比等方面进行了探索性的研究,认为钻井岩屑适时测试技术具有广阔的推广应用前景,应该进一步完善和深入研究,使其能更好地为石油钻井工程服务.     

自激波动注水机理实验研究

介绍了自激振动源喷嘴的工作原理,对围压条件下振动源喷嘴射流压力脉动特性和频率特性进行了实验讨论,实验研究了自激振动源喷嘴射流压力波动沿径向和轴向的传播规律,论述了自激波动注水的基本原理、注水器设计和现场实验结果。自振空化射流可用于自激波动注水的波动源,射流压力振动波沿径向传播距离达100cm以上,沿轴向传播距离达600cm以上。自激波动注水对因后期堵塞造成的地层吸水性变差具有明显的改善效果:平均注水压力下降2.1MPa,平均单层日注水量增加29m³。对一般注水井可延长注水周期.     

电镀金刚石工具中新型镀层的研究

提出了一种能很好地适应电镀金刚石工具要求的新型镀层即镍钴锰三元合金镀层，给出了新镀层的镀液配方，对比测量了镍钴锰镀层与目前广为采用的镍钴和镍锰镀层的硬度与韧性。结果表明，镍钴锰三元合金镀层具有比镍钴或镍锰镀层更高的综合机械性能和低得多的钴含量，更适合于制造电镀金刚石工具，是一种有发展前途的更新换代镀层。     

引黄济津冬季输水冰情观测与分析

南水北调工程作为大型跨流域调水工程,在冬季输水期间出现的一系列冰情现象对输水河道及水工建筑物都将产生一定的影响。了解和掌握冰情变化规律,采取工程措施防患于未然对于工程建设十分必要。利用2002—2003年度引黄济津的大好时机,对引水期间出现的各种冰情现象进行系统的观测及分析研究,取得了一定成果,为南水北调中线总干渠河北段的规划设计和管理提供原型观测资料及可借鉴的参考建议。     

新型防脱空心抽油杆的研制与应用

针对地面驱动螺杆泵空心抽油杆采油技术目前存在的空心抽油杆断脱问题 ,研制了新型防脱空心抽油杆。这种抽油杆由上承载头、下承载头、外螺纹接箍、内螺纹接箍、弹簧、齿套和轨道销钉等组成 ,其独特的连接方式 ,传扭机构、防脱机构的设计 ,可最大限度地减少抽油杆断脱。 10余口井的现场应用表明 ,这种空心抽油杆在承拉能力、承扭能力以及对斜井的适应方面 ,优于其它空心抽油杆。     

煤层气径向水平井压裂室内试验与产能数值分析

煤层气径向水平井压裂工艺,即先在目标煤层钻成单层或多层径向水平井、再进行水力压裂改造,有望成为一种解决我国煤层气单井产量过低问题的有效手段。为研究该工艺在煤层中的压裂效果,采用大型真三轴水力压裂试验设备对径向水平井压裂过程进行了物理模拟,得到了3种裂缝形态,并依据试验结果分析了井眼参数对裂缝起裂与扩展的影响规律;同时,采用油藏数模软件对径向水平井压裂后的煤层进行建模,对不同完井方式的产能对比,论证了径向水平井压裂对于煤层气高效开采的巨大潜力,指出径向水平井压裂应当以"一平多纵"的缝网形态为设计目标,并给出了具体的工程设计建议,为该技术在煤层气开发中的应用提供了理论依据。      

水力喷射侧钻径向水平井眼延伸能力

径向水平井钻井技术的一个主要指标是水平井眼的延伸长度。根据水力喷射侧钻径向水平井技术的特点,基于流体力学、计算流体力学及射流动力学等理论,对射流钻头自进力进行了理论分析,建立了径向水平井眼极限延伸长度的计算模型,分析了摩擦因数、后向孔眼个数、后向孔眼直径、后向孔眼扩散角和流量等参数对径向水平井眼极限延伸长度的影响。结果表明:改变系统的后向孔眼个数、后向孔眼直径和流量,可以使径向水平井的极限延伸长度发生明显改变;改变后向孔眼扩散角,只能在一定范围内改变径向水平井的极限延伸长度。所建立的模型和得出的规律可以为径向水平井的施工设计及射流钻头结构优化等提供理论指导。