井下机械式脉动发生器的实验研究

设计了一种机械式脉动发生器 ,挂接在接箍上 ,利用注水泥过程中液体在装置上的压力降实现能量转换 ,将液体的动能转化为压力脉动 ,流场扰动 ,声波场等。这些能量场在液体中传递并衰减 ,就造成了井下流场和流态的变化 ,改善了驱替效果。并在实验室对其脉动效果进行了室内实验 ,采用压力传感器和数据采集系统测试了轴心动压力 ,利用信号分析软件对采集到的数据进行了波形分析和频谱分析 ,试验结果表明 ,机械式脉动发生器的脉动效果是显著的     

81／2XHP3型牙轮钻头楔形牙齿受力有限元分析

建立了８１／２ＸＨＰ３型牙轮钻头形牙齿的空间有限元力学模型，并按三种工况的载荷模拟了牙齿工作过程中的实际受力民政部根据力学模型得出的计算结果说明，牙齿内产生民不可忽视的拉应国区，且在第３种工况下，拉应力区内的拉应力破坏起主导作用。     

煤层分支水平井井眼稳定性模拟研究

应用分支水平井技术开发煤岩气藏，具有单井产量高、采出程度高、经济效益好的优势。如何保证分支连接处的力学完整性、水力完整性和再进入能力，是煤层分支水平井顺利实施的关键技术。根据煤岩力学性质特征，运用有限元力学理论建立了数值模拟模型，对煤层分支水平井的井眼稳定性进行了分析。结果表明，分支水平井在井眼连接段出现应力集中；分支井眼与主井眼夹角为15°时，随压差的增大该处应力集中更加严重，同时连接井段随着井筒压差的增大有发生失效破坏的可能性。通过对比夹角为60°和15°时的结果得出，夹角增大有利于井眼稳定。该认识对于煤层气井的保护储层钻井、完井和生产设计具有重要意义，可进一步推广应用。     

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文中建立了套管、水泥环和地层互作用的弹塑性的有限元力学模型，用MSC.Marc软件的高度非线性功能对本文的复杂力学系统进行了一系列的计算机仿真模拟研究，为复杂地层套管破坏机理研究提供了简便，可行的方法。本方法可以反推地层载荷，为复杂地层套管破坏的预防措施提供了理论依据。     

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对于套管挤毁问题较为严重的油气水井，采用非API标准的特厚壁套管来提高其抗挤强度，是今后预防套管挤毁的重要发展方向。目前，特厚壁套管的抗挤强度计算和尺寸系列尚未形成工业标准，文章提出特厚壁套管的抗挤强度计算方法和尺寸系列，供设计者和厂家参考。API/ISO套管挤毁工作组曾对本文公式进行了测评，结果曼示具有较高的计算精度。大量计算表明，特厚壁套管的抗挤强度大大提高，约为加厚前原套管抗挤强度的1．5～4倍，甚至6倍。最后还介绍了特厚壁套管在中原油田的现场应用情况。     

裂缝性气藏不同完井方式渗流场分析

地层模型中具有多条不规则天然裂缝,有的裂缝直达井壁,有的裂缝相互贯通,造成渗流规律复杂,运用常规的解析算法很难对其进行计算求解。采用有限元方法,基于ANSYS软件进行建模,模型中对地层和裂缝采用同一种材料,通过引入裂缝放大系数来区分并描述裂缝对流体导流能力的增大。模型中考虑了钻井液入侵造成的井壁和裂缝污染带,通过引入污染系数来描述污染带的渗透率下降。通过模拟计算得出2种模型的渗流压力场分布、渗流速度场分布以及全井流量,并进行对比分析,为完井方式的选择提供较为直观的理论依据。     

欠平衡钻井储层压力动态模拟及数据处理

欠平衡钻井期间,由于负压差的存在,使地层流体在钻进的时候就源源不断地流入井筒,从而使井筒周围的地层压力发生变化,对以后的生产和测试带来很大的影响。在一定的假设参数条件下,建立了一套地层压力变化的数学模型及其相应的边界条件。由于在钻进过程中,储层的裸露段随钻进时间不断变化,因而其内边界条件也不断变化,使用解析方法求解该模型变得十分困难。故采用有限差分法,用矩阵计算软件编程计算了地层压力随钻进时间变化而变化的情况,并把结果导入可视化工具,将压力变化以直观的图形表示出来,为这方面的学者在实际考虑这一过程时提供了一定的理论和实践参考。     

气体钻井破岩过程动态仿真模拟

应用弹塑性力学、岩石破碎力学建立了气体钻井破岩过程动态模拟的有限元模型，模型中地层岩石力学特性为各向异性材料模式。以岩石临界塑性应变为依据来判断岩石材料是否被切削或剥落，在动态仿真模拟过程中，将这些剥落的单元去掉，形成钻井井眼和新的井底表面。用所建立的模型，动态模拟、分析了PDC钻头钻井时，在各向异性地层和地层倾角的干扰下PDC钻头破岩过程的瞬时冲击接触压力、井底和井壁的应力分布。为气体钻井的推广应用以及高陡构造地层防斜打快提供了理论基础和依据。     

川西新场构造地应力分布规律研究及其应用

在充分利用现场加砂压裂、测试压裂数据的基础上，精确求取了新场构造不同层位的最小地应力值，并将该最小地应力与压裂测试同期地层压力建立联系，研究发现该区最小地应力与对应地层压力之差值与垂直深度呈线性关系，且相关性极高。该公式的提出解决了新场构造须家河组压裂资料少、裂缝闭合压力求取难的问题，为钻井、固井、压裂施工提供了科学指导；该区须家河组应力绝大部分处于走滑应力状态，最小地应力为最小水平应力；针对须家河组钻井诱导张性裂缝发育的现象，还推导了水平最大地应力的计算公式，并应用到几口重点深井的地应力场求解中，为须家河组天然裂缝渗透性分析提供了准确的地应力模型。     

射孔套管抗挤强度综合因素有限元分析

射孔完井是国内外使用最广泛的完井方法,但是大量的现场实践表明,射孔对套管强度有较严重的影响,所以确定套管射孔后的抗挤强度的变化趋势是合理选择套管的重要依据。利用非线性弹塑性有限元法建立了螺旋布孔的射孔套管强度分析的空间有限元力学模型,该模型可以通过任意改变射孔孔径、孔密、相位角、壁厚、套管尺寸以及不同钢级套管的材料力学特性参数等,对射孔套管抗挤强度进行各种综合因素的有限元力学分析。经分析认为:高钢级或高强度套管能有效提高射孔套管抗挤强度;随着孔径、孔密的增加,套管的抗挤强度降低;相位角在180°时,套管的抗挤强度最低。研究结果为合理地选择套管、延长其使用寿命提供了一定的理论依据。