考虑壁面分维数的压裂液返排速度计算模型

基于分形理论,考虑裂缝壁面粗糙度对裂缝缝宽的影响,对原有压裂液返排过程裂缝中速度分布数学模型进行了修正。根据支撑剂的受力模型,建立了支撑剂发生回流的临界流速计算模型。根据使支撑剂发生回流的临界流速以及裂缝中速度分布数学模型,求解出支撑剂发生回流的具体位置。以吉林油田嫩平1井压裂数据为例,计算得出使支撑剂发生回流的压裂液临界返排流速应大于在距井口5 m处截面处的最大速度,由此各该井在压裂液返排过程中,支撑剂不发生回流。     

CO2注入井封隔器早期密封失效机制研究

为了揭示CO_2注入井中性能优良的氢化丁腈橡胶封隔器早期密封失效的机制,根据失效井的特征分析以及CO_2的相态特点,提出实现恒定泄压速度的室内实验方法,并对不同CO_2泄压速度下橡胶表面进行形貌观测和力学性能测试分析。结果表明:随着泄压速度的增加,橡胶表面出现了小气泡、大气泡甚至气泡破裂等龟裂现象,橡胶的密封性能均明显变差;注气井突然泄压时,橡胶内部的气体在短时间内无法渗出,其在内外压差作用下会膨胀形成气泡甚至爆裂,这是造成CO_2注入井封隔器早期密封失效的主要原因。为了防止封隔器的早期密封失效,推荐现场井口泄压速度控制在5 MPa/h以内。     

徐家围子火山岩研磨性对机械钻速的影响分析

在徐家围子地区进行深层天然气钻探过程中,由于深层火山岩岩石可钻性较差、岩石硬度大,钻头的磨损情况十分严重,钻井机械钻速低下.针对这种情况,对该地区已钻14口井的钻井资料进行分析,通过钻头磨损方程反求岩石的研磨性系数,并将求得的研磨性系数与对应井段的机械钻速进行回归,得出在不同的钻进时间下,岩石的研磨性对机械钻速的影响不尽相同,随着钻进时间的增加,岩石研磨性对机械钻速的影响逐渐增强.对该地区优化钻井提供了一定的技术支持.     

用正交尺度小波网络方法预测固井质量

分析了固井质量预测系统的复杂性和正交尺度小波网络的优点,采用SAS系统对影响固井质量的众多因素进行了相关分析,通过正交尺度小波网络建立了固井质量预测模型。该模型以影响固井质量的主要因素地层压力系数、渗透率、井眼扩大率、井眼规则度、钻井液密度、水泥浆密度、套管居中度和顶替返速作为预测模型的输入参数,将固井质量定量化作为模型的输出。预测结果与实际检测结果的最大相对误差为6.87%,且计算速度快,大大节省时间,因此该模型具有较好的应用前景。     

长岭断陷深层气井岩石可钻性计算方法

长岭断陷沉积岩段2 500 m以下钻井事故较多，下部火山岩岩石硬度大，岩石研磨性强，钻井速度慢。为了提高长岭地区钻井的机械钻速，开展了该地区的岩石可钻性计算方法研究。针对研究区上、下部岩性相差大，深层火山岩硬度大等特点，制定了分段研究岩石可钻性的方案：上部的沉积岩层采用常规测井资料求取岩石可钻性的方法，下部的火山岩层段采用钻速方程反求法。以长深103井为例，将试验结果和利用钻速方程计算的岩石可钻性进行了对比，两者的相对误差小于5％，说明利用钻速方程计算该地区火山岩岩石可钻性是可行的。     

基于分形方法的水力压裂分支裂缝分布模拟

对水力压裂裂缝分布位置的准确描述是进行压裂设计及压裂效果评价的重要前提,而在人工裂缝分支的描述方面,尚未开展有关裂缝位置和形态等描述研究。运用分形L-系统建立树枝模型,建立岩石天然薄弱面分布规律的平面模拟描述方法。应用分形相似原理,将天然薄弱面分级,得出各级天然薄弱面剪切、张开判别条件和天然薄弱面起裂后裂缝内压裂液压降梯度。依据天然薄弱面分布模型及裂缝剪切、张性断裂准则,提出水力压裂分支裂缝分布模拟计算方法。计算结果表明,水力压裂分支裂缝数量与井壁处缝内净压力、储层最大与最小主应力差值密切相关。主裂缝附近存在较多分支裂缝,分支裂缝数量随井壁处缝内净压力增加而增多;储层最大与最小主应力差值越小,细小分支裂缝开启数量越多,裂缝沟通面积越大。运用该计算方法能够模拟具有分形特征的裂缝平面形态和开启状况,并为复杂裂缝形成机理分析提供依据。     

岩石各向异性指数的测试技术和应用

本文论述了岩石各向异性指数的微机自动检测、采集和实时处理系统,详细介绍了岩石各向异性指数的测试原理及测试方法。利用该检测系统测定了大庆油田１５０块岩芯,得出了大庆油田１０个层段的岩石各向异性指数值。在此基础上,根据石油钻井中井斜控制理论,定量计算了大庆油田１０个层段的地层力和地层造斜系数,为在石油钻井中合理控制井眼轨迹提供了依据。     

煤层水力压裂网状裂缝形成条件分析

为确定煤层水力压裂形成网状裂缝力学条件,应用弹性力学理论,将煤岩体的面割理和端割理简化为贯通和断续裂缝,基于裂缝张性断裂和剪切破坏准则,建立了缝内临界净压力计算模型。应用模型计算表明：缝内临界净压力随贯通裂缝倾角增加呈周期性变化,倾角从0～90^。为1个变化周期,当倾角为0、90^。时,缝内临界净压力值最大为水平最大主应力与最小主应力差值;裂缝壁面内摩擦系数对缝内临界净压力最大值基本无影响,而缝内临界净压力最小值随裂缝壁面内摩擦系数的增加而增大。     

压裂液返排过程中支撑剂回流规律研究

油井压裂结束后,均有压裂后返排过程。返排过程中支撑剂回流是评价压裂效果的重要因素,因此有必要对其进行研究。考虑压裂返排过程中缝宽的动态变化,根据质量守恒定律和伯努利方程,考虑返排过程压裂液的滤失,得到缝内任意垂直截面的流速计算模型;对回流过程中支撑剂进行力学分析,得到支撑剂发生回流的临界条件,进而提出控制支撑剂回流的合理返排方案。根据建立的支撑剂返排模型,对吉林油田嫩平1井进行压裂液返排设计,制定出合理的控制支撑剂回流的返排施工方案。     

致密储层同步压裂井间裂缝形态判别模型

在同步压裂过程中,随着地应力条件的改变,裂缝形态也会随之变化.针对这一现象,假设致密储层岩石为均质、各向同性材料,依据断裂力学理论,推导出同步压裂井间裂缝诱导应力计算模型;考虑水力压裂过程中,诱导应力差值对水平应力差异系数的影响,结合复杂裂缝和转向裂缝形成的力学条件,建立同步压裂井间裂缝形态判别模型.计算结果表明:压开裂缝附近水平应力差异系数场呈椭圆形分布,距离压开裂缝越近,水平应力差异系数越小,越易形成复杂或转向裂缝;初始地应力条件对同步压裂井间裂缝形态影响显著,文中压裂条件下,初始水平应力差异系数0＜Kho≤0.033时形成转向裂缝,0.033＜Kho＜0.361时形成复杂裂缝,Kho≥0.361时只能形成单一主裂缝.