低渗裂缝性气藏水平井参数设计

对于低渗裂缝性气藏,由于存在发育的天然裂缝,有利于水平井的开发,但气藏储层渗透率较低,需进行储层改造才能获得较大的气井产能,所以,对于水平井的位置、井眼轨迹和参数设计就显得至关重要.提出了确定水平井适应性区域、合理井眼轨迹的原则,并提出利用正交试验来确定水平井合理参数的方法.研究得出水平井的井眼轨迹应垂直于天然裂缝方向...     

大温压域钻井液流变参数预测模型

钻井液流变参数的精准预测对于高温高压井水力参数及井筒压力精确计算、保证钻井安全具有重要意义。基于构建的钻井液流变性实验数据库,对不同钻井液体系大温压范围内九种流变模式进行了适用性评价,其中油基钻井液体系优选了赫巴流变模式（中低温低压）和四参数流变模式（高温高压）,水基钻井液体系在大温压范围内优选了双曲流变模式。优选的流变模式是高温高压井井筒压力准确预测的基础。基于实验数据开发与多元非线性拟合,提出了一种新的适用于大温压范围下不同钻井液体系、不同流变模式的流变参数预测模型,并对某高温高压井井筒压力进行了计算验证。计算结果表明：以双曲模式流变参数模型为基础计算的井底压力误差为1.31%,可以满足深层、超深层高温高压井井筒压力精确计算要求。     

基于立压套压的气侵速度及气侵高度判断方法

为防止钻井井喷失控,针对钻井气侵情况,从井涌及压井过程中井筒溢流特性出发,建立了气液两相流气侵计算模型,给出了不同时期的初边值条件,采用有限差分法求解。模拟结果表明,钻进期间立管压力与气侵速度和气侵高度呈一一对应关系,常规压井期间套管压力与气侵速度和气侵高度呈一一对应关系。基于以上原理提出了钻进期间立管压力法和压井期间套管压力法,利用相关系数判断钻进及压井期间不同时刻的气侵速度及气侵高度。并开发了计算机自动判断气侵速度及运移高度系统,为气侵参数的判断提供了理论依据。TE21 文献标识码: A     

新型深水钻井井喷失控海底抢险装置概念设计及方案研究

针对目前深水钻井井喷失控抢险方法及装置极其缺乏,井喷失控后带来重大经济损失和环境污染等问题,通过对深水钻井井喷失控抢险过程中的固体力学和流体力学特征分析,提出了一种新型深水钻井井喷失控海底抢险装置概念设计,并以墨西哥湾"深水地平线"钻井平台爆炸井喷事故为例,验证了所设计的深水钻井井喷失控海底抢险装置的科学性和可行性,在此基础上制定了多种抢险方案。本文成果对深水钻井井喷抢险装置的研发及抢险方案的制定有一定参考价值。     

基于多普勒测量技术的深水隔水管气侵早期监测研究

为减少深水钻井中的井喷及井喷爆炸事故,及时发现溢流,通过分析深水钻井中井筒侵入气的分布规律,利用非接触式超声波多普勒测量系统对深水隔水管气侵进行了研究。在连续相为水基钻井液的情况下,通过改变钻井液流速和含气率,分析了超声波多普勒信号的变化特征。通过处理实时采集的不同含气率下的测量信号电压并进行平均,得到了超声波多普勒测量信号随含气率的变化曲线,测量含量随含气率增大呈上升趋势:在含气率小于1%时,超声波多普勒测量信号概率分布和不含气情况下概率分布的中心线之间的信号差小于55 mV;在含气率达到3%后,与不含气情况下概率分布中心线间的差变为200 mV,且随着含气率上升有进一步增大的趋势。试验研究表明,用非接触超声波多普勒测量方式研究深水隔水管中的含气情况,能及时发现地层气体侵入隔水管,为井控赢得时间。      

井场硫化氢检测系统的研制

目前井场常用的硫化氢传感器有固定式和便携式两大类,它们被重点安装在井口、钻台、振动筛、泥浆池、脱气器等处,其共同的特点是只检测大气中的硫化氢含量,而且这些传感器参数各异,尤其是反映传感器重要特征的参数--延迟时间也不尽相同,使得某些井场硫化氢监测起不到应有的作用。为此,对井场硫化氢传感器进行了优选,尤其是选用泥浆中硫离子的检测方法,突破了以往只检测大气硫化氢含量的单一方法,主要展开了对硫化氢监测传感器的选型、硫离子（S^2-）传感器的选用、硫化氢采集处理系统研制等方面的研究。应用结果表明：①为分析硫化氢进入井筒后的反应,增加了喇叭口泥浆内测量传感器,保证第一时间最大限度的发现硫化氢溢出;②在充分考虑传感器结构和风向的影响后,优选了大气环境下硫化氢传感器;③硫化氢采集处理系统利用先进的计算机技术,不仅实现了远程监控和数据信息的传输,还能自动报警并启用喷淋装置,达到迅速消减硫化氢含量的目的,为安全生产提供了保障。     

普光气田高含硫气井溢流压井期间井筒超临界相态特征

针对超临界流体状态下烃类、硫化氢 、二氧化碳的特性,结合ｐ-Ｔ-ρ图版和实际气体状态方程,以及普光气田高含硫化氢、二氧化碳气井的实际情况,计算得出普光气田烃类与硫化氢、二氧化碳构成的混合物的相态图;建立了相应的数学模型,模拟了高酸性高压气井环空温度、偏差因子、压力和体积膨胀情况。从模拟计算结果可以看出： 高含硫气体在溢流压井期间,在井筒较长井段处于超临界状态,远离临界点附近区域,从超临界状态转向低压气态时体积较明显的膨胀但不剧烈,不会出现在超临界点附近处特有的瞬时体积急剧膨胀现象;普光气田气井的酸性气体运移至距地面12%左右（即1 120 m）井深时,有体积膨胀趋势,运移至距地面10%左右（即560 m）井深时有较明显的膨胀特征。     

计算机优化压井开环控制软件系统研究及应用

由于钻井总体技术水平的制约,及缺少先进的井控装置,油田现场主要依靠技术人员的经验判断进行节流调节。但是,这样的操作具有很大的差异性,且存在一定的主观性和盲目性,极易造成地层被压漏或发生溢流,导致井下压力系统复杂化,贻误安全压井时机,并可能酿成事故。基于气液两相流理论,建立了压力实时监测模板,并利用各项技术形成了计算机优化压井开环控制系统。阐述了该系统的工作原理,详细介绍了溢流压井中防地层破裂监测模板、防套管鞋处压裂监测模板、防节流相关装备损坏模板、防泵入相关装备损坏模板等的软件功能设计与实现。该系统在中国石油CPOE3平台进行了模拟开环控制试验,结果表明,该系统计算分析能力强、安全可靠,在压井过程中反应及时、命令果断、执行准确,取得了预期效果。      

非常规油气储集层粗糙压裂裂缝内支撑剂运移机理

基于分形插值理论建立了具有粗糙壁面裂缝的生成方法,同时考虑颗粒-颗粒、颗粒-壁面、颗粒-流体的相互作用,建立了基于计算流体力学（CFD）-离散单元法（DEM）耦合的支撑剂-压裂液两相流动模型。经实验数据的检验,证实该模型可以较好地匹配粗糙裂缝内支撑剂的运移情况及堆积过程。经多个方案的数值模拟研究表明：与光滑平板裂缝相比,支撑剂在粗糙裂缝内输送,壁面粗糙凸起会显著影响支撑剂的运移与沉降,裂缝模型的粗糙程度越高,裂缝入口附近的支撑剂颗粒沉降速度越快,其水平运移距离越短,越倾向于在裂缝入口附近堆积,并在较短时间内形成缝内砂堵。裂缝壁面粗糙度在一定程度上可控制流体的运移路径,改变支撑剂填充裂缝的方式,一方面粗糙壁面凸起抬升了支撑剂运移轨迹,使支撑剂流出裂缝,导致覆盖率减小;另一方面携砂液易在粗糙壁面凸起接触点附近发生转向流动,可在一定程度上扩大支撑剂覆盖范围。