Effects of SiC content on the densification,microstructure, and mechanical properties of HfB2–SiC composites

To investigate the effects of SiC on microstructure, hardness, and fracture toughness, 0, 10, 20, and 30 vol% SiC were added to HfB₂ and sintered by SPS. Upon adding SiC to 30 vol%, relative density increased about 4%; but HfB₂ grain growth had a minimum at 20 vol% SiC. This may be due to grain boundary silicate glass, responsible for surface oxide wash out, enriched in SiO₂ with higher fraction of SiC. By SiO₂ enrichment, the glass viscosity increased and higher HfO₂ remained unsolved which subsequently lead to higher grain growth. Hardness has increased from about 13 to 15 GPa by SiC introduction with no sensible variation with SiC increase. Residual stress measurements by Rietveld method indicated high levels of tensile residual stresses in the HfB₂ Matrix. Despite the peak residual stress value at 20 vol% SiC, fracture toughness of this sample was the highest (6.43 MPa m^0.5) which implied that fracture toughness is mainly a grain size function. Tracking crack trajectory showed a mainly trans-granular fracture, but grain boundaries imposed a partial deflection on the crack pathway. SiC had a higher percentage in fracture surface images than the cross-section which implied a weak crack deflection.     

PDC钻头水力结构优化设计研究

在PDC钻头工作过程中，钻井液对钻头体表面的冲洗、冷却和润滑是保证钻头正常工作的一个非常重要的条件。对PDC钻头而言，水力结构（主要是中心水眼和冠部水道）设计的重要性尤其突出。以前,对钻头水力系统研究只能通过实验的方法进行,研究周期长、成本高、结构调整不方便，而数值模拟的方法在几年前还不成熟，甚至静态的复杂结构流场问题基本无法解决。为此，在提出PDC钻头水力结构优化设计原则的基础上，对PDC钻头的三维流场进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的喷嘴布置位置、直径、数量以及切削齿对流场的影响。计算结果表明，原设计在喷嘴布置位置和喷射角度上存在不足，以此为基础进行了水力结构的优化设计。文中的研究成果成功地应用在新型钻头水力结构的设计中，研究方法为PDC钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。     

泥页岩井壁稳定研究及在临盘地区的应用

从岩石力学和物理化学两个主要因素简要分析了井壁失稳的机理，指出泥页岩井壁失稳是由力学与化学两方面因素共同作用的结果。钻井液与泥页岩存在化学势差，并改变了井壁附近的孔隙压力，降低岩石强度。借助于井壁处有效应力的变化,将泥页岩与钻井液相互作用时页岩水化所产生的力学效应与纯力学效应结合起来，计算出任意井斜方位井眼围岩应力状态，利用测井资料求出有关岩石力学参数和Mohr Couloumb准则，计算得出防塌的临界钻井液密度。     

川东北飞仙关组碳酸盐岩气藏产能影响因素及压裂酸化新技术探讨

川东北地区飞仙关组碳酸盐岩气藏的储集层条件起好，不论直井还是水平井均可获高产工业气流，投产前的解堵酸化均可实现大幅度增产。在分析介绍该地区气藏地质特征的基础上，全面剖析了影响产能的主要因素，并对多功能深部酸化技术方案和稠化酸加砂压裂技术方案进行了具体探讨。     

湘中海相浅层湘冷1井酸压工艺研究及应用

湘冷1井具有气层埋藏浅（400m-500m）、纵向上裂隙发育的特点，属低孔、低渗的含泥质灰岩致密储层。大量室内实验和研究采用“前置液酸压＋闭合酸化”工艺技术，并优选了相应降阻酸和闭合酸配方。通过酸压实现了该井工业油气流的突破，取得了明显的增产效果，为新区海相浅层气的开发探索出了一套成熟的改造增产措施。     

机械-射流破岩耦合特性研究

在现代旋转钻井破碎井底岩石中仍是以机械破岩为主，理论与实践证明，射流辅助破岩是提高钻井破岩效率的重要途径，但它们的耦合特性研究极少。文章基于渗流场与应力场的耦合理论分析，进行了机械与射流破岩耦合特性的实验研究。结果表明：射流压力和水楔作用对岩石渗流场、应力场具有重要作用，耦合作用比非耦合作用的破岩效率有较大幅度的提高。在实验条件下，砂岩的耦合作用提高破岩效率40％左右，灰岩的耦合作用提高破岩效率20％左右。     

东营凹陷王庄-宁海地区流体包裹体分析与流体充注研究

利用流体包裹体分析技术，系统地分析了东营凹陷王庄-宁海地区覆盖所有含油层位的流体包裹体样品。包裹体荧光观察和均一温度特征分析揭示了包裹体发育期次为5期，说明该区油藏存在5次流体充注过程；据此确定了备期烃类的成藏期次。东营组沉积时期和明化镇组沉积末期的油气运聚均在成藏后遭受大气淡水淋滤和降解作用。沙三段原油可能经历至少2期稠油化作用。荧光观察进一步证实该区主要发生2期充注、2期成藏。     

涡轮搅拌桨反应器混合过程的数值计算

利用CFD方法计算单层涡轮反应器搅拌槽内流体混合过程的速度场和浓度场,研究物料在搅拌槽内的混合过程,以及不同监测点对混合时间的影响。结果表明,搅拌槽内物料的混合主要受槽内流体的流动形式所影响;混合时间的长短与监测点位置有关;在搅拌桨的桨叶附近进行监测所得到的混合时间较短,在液面附近进行监测所得的混合时间较长。在实际生产和试验中,应注意对监测点位置的选取。     

乳化钻井液条件下高温高压气井气体扩散研究

高温高压下甲烷在油里的溶解度大，水包油乳化钻井液中存在油相，钻井作业中钻井液静置期间如起下钻、工具故障抢修等时间过长，储层中的甲烷气体会扩散到井眼里。在钻高含硫化氢及二氧化碳气井时，高温高压条件下天然气更有可能到达与油完全互溶的状态。文章将储层内的水平段井眼的气体扩散区域划分为4个区，外滤饼区、内滤饼区、滤液滞留区、滤液未污染区，根据外滤饼区、内滤饼区、滤液滞留区不同计算参数条件，计算预测了在使用水包油乳化钻井液情况下，储层中天然气通过扩散穿过3个区后，进入储层内井眼段环空导致的环空含气质量浓度变化，对环空内含气质量浓度随扩散时间、含油浓度因素的变化进行了定量计算。用伽略金有限元方法求解，计算表明，气体扩散量随钻井液静置时间延长而增加，水基钻井液加入油后与不加油的钻井液相比增大了气体扩散量。     

MEG钻井液在吐哈油田小井眼侧钻井中的应用

吐哈油田小井眼开窗侧钻井主要采用混原油钻井液,不利于环境保护。从研究MEG单体的作用机理入手,以钻井液润滑性、抑制防塌性为主要评价指标,对MEG钻井液配方进行了优选,并对优选配方钻井液性能进行了评价。该钻井液在4口小井眼开窗侧钻井进行了试验应用。结果表明:应用井无阻、卡现象,平均钻井周期缩短了7.2d;在未混原油的情况下钻井液润滑系数比乳化原油(15%~20%)钻井液降低了34.6%;油层保护效果好,其中温5-41C井日产油14.4t,同比温五区块平均产量提高了128.4%,神218C井是神229区块目前唯一的自喷井。表明优选出的MEG钻井液具有优良的润滑性、抑制防塌性及良好的储层保护效果,特别适合强水敏地层及大斜度井和水平井等特殊复杂工艺井的钻进。