基于分形理论的粗糙裂缝钻井液漏失模型研究

当前的漏失模型均未充分考虑裂缝粗糙度对钻井液漏失的影响,对粗糙裂缝的漏失规律认识不清,反演得到的裂缝宽度误差大。为此,基于分形理论建立了二维粗糙裂缝模型,采用赫-巴模式描述了钻井液的非牛顿流变特性,采用指数方程描述了裂缝的非线性变形特征,建立了钻井液漏失模型,并采用中心差分方法对方程进行了数值求解,分析了网格尺寸、分形维数及标准差对钻井液漏失速率及累计漏失量的影响。研究结果表明,模拟网格尺寸足够大时,数值模拟结果的可靠度较高;随着标准差增大,微凸体数量增加、起伏程度提高,漏失速率及累计漏失量显著减小;分形维数对漏失的影响与裂缝面是否接触紧密相关,没有接触时影响较小,接触后随着接触面积增大影响增大。研究表明,建立的漏失模型可为认识漏失机理和反演裂缝宽度提供理论参考。      

一种分析伺服进给系统动态误差的新方法

目前,五轴数控机床伺服进给系统的动态误差研究大多偏向定性分析,难以满足动态误差辨识的需要.针对此问题,这里提出了一种能够定量分析伺服进给系统动态误差的新方法--延时连续法.首先,建立五轴数控机床平动轴和转动轴以及伺服电机系统的数学模型,调节位置环、消除代数环后得到完整的单轴机电耦合模型;其次,利用偶极子相消的方法获得了系统动态误差受输入影响的传递函数简化表达式,然后通过仿真分析证明了化简后函数的准确性,基于此简化函数提出了分析五轴机床伺服进给系统动态误差的延时连续法,并给出了其数学定义及相关表达式;最后通过仿真实验和理论计算结果的对比验证了延时连续法的有效性.     

表面活性聚合物的结构性能及在油田化学中的研究进展

综述了表面活性聚合物的分类、合成、溶液性能及在油田相关领域中的研究进展。介绍了主链为纤维素链的表面活性聚合物、主链为壳聚糖链的表面活性聚合物、主链为C—C链的表面活性聚合物的结构及性能以及表面活性聚合物的合成方法,包括大分子单体聚合法、疏水单体聚合法和聚合物接枝改性法,并对该材料的发展前景做了展望。     

顺北5-8井志留系破裂性地层提高承压能力技术

新疆顺北区块古生界志留系地层由于地质构造运动强烈,断裂带附近缝网发育,且深层存在高压盐水层,钻井液安全密度窗口窄,井漏严重且高发。针对志留系防漏堵漏技术难点,深入分析了志留系破裂性地层漏失特性,通过地质、测井、岩屑等资料分析漏层岩性及孔渗特征,根据实钻数据、测井和水力学等方法分析漏层通道的大小和连通情况,对地层承压能力影响因素进行了细致分析,针对主要裂缝地层开发了抗高温致密承压堵漏配方,并根据不同的漏失类型制定了"随钻封堵、逐步强化、分段承压、稳步推进"的防漏堵漏技术思路,在顺北5-8井进行防漏堵漏作业13次,均获成功,有效提高了地层承压能力,井漏复杂处理时间同比大幅度减少60%。      

微细磨料喷射加工仿真与实验研究

利用流体动力学仿真软件CFX对微细磨料喷射加工中,影响加工效果的喷射压力、喷射距离等影响因素进行仿真,模拟出不同参数下磨料微粒的速度、工件表面所受压力的分布规律,并与实验结果进行对比,验证仿真结果的正确性.     

复杂地层钻井液漏失诊断技术系统构建

井漏不仅是最严重的储层损害方式,而且是钻井工程中长期悬而未决的重大理论和技术难题。诊断并有效控制井漏,要从根本上认识并准确描述井漏三要素:位置、类型及强度。漏失机理及类型诊断是制定科学合理的漏失控制技术的前提。综合利用钻前、随钻、钻后信息资料,描述和表征漏失层性质及参数,进行潜在漏失层预测。建立了钻井液漏失诊断技术系统框架,提出了漏失诊断具体方法,综合室内实验和数值模拟开展裂缝、孔洞的应力敏感性和裂缝传播机制研究,预测漏失通道变形程度和漏失强度,为优选堵漏材料提供理论依据;基于钻时、岩屑、钻井液等工程参数对井漏的异常特征响应来识别井漏,利用实时录井参数来监测并描述井漏状态,提前预测井漏发展趋势;建立了基于漏失发生机理的漏失压力模型,从漏失压力的角度诊断了漏失类型。针对井漏演化过程的认识,初步建立了井漏诊断技术框架,为漏失控制技术提供理论支持。     

微细磨料喷射刻线试验研究

开发了微细磨料间歇喷射加工系统,在K9光学玻璃上进行刻线试验.获得喷射压力、喷射距离、喷射次数、喷嘴相对工件移动速度等工艺参数对刻线深度和宽度的影响规律.     

破碎地层护壁防塌剂研制及性能评价

针对顺北奥陶系碳酸盐岩地层揭开后坍塌掉块严重,遇阻卡钻频发的难题,以二甲基二烯丙基氯化铵、N,N-二甲基丙烯酰胺及自制含甲氧基硅烷基团的有机硅单体为原料,合成了可与碳酸盐岩地层发生键合反应的抗高温有机硅护壁防塌剂SMHB-1。通过红外光谱、核磁共振氢谱及热重等表征了产物的分子结构及稳定性,并评价了其搭接抗剪切强度、降滤失性能及封堵性能等进行了研究。结果表明,1.5%SMHB-1溶液处理过的碳酸盐岩岩心片的搭接抗剪强度可达到0.2 MPa, 160℃老化16 h后1%SMHB-1可使4%土浆滤失量降低60.7%,SMHB-1可降低体系渗透率降约61.68%,并且与现场钻井液的配伍性能好。以SMHB-1为核心的水基护壁防塌钻井液体系在顺北X井奥陶系地层进行应用,奥陶系井壁稳定性好,没有掉块产生,扭矩平稳,起下钻顺利,无阻卡,试验井段平均井径扩大率8.6%～11.4%。     

TP335H井溢漏同存复杂情况治理技术

针对TP335H井三开地层出水、提密度严重漏失、裸眼段长、潜在漏层多、地层温度高及井壁稳定性差等难题,优选了化学固结堵漏技术和抗高温高强度交联成膜堵漏技术。首先对下部井段的水层及井底可疑漏失层进行化学固结堵漏,然后对上部地层采用交联成膜堵漏技术进行全裸眼承压堵漏,施工中采用间歇式憋压方式提高地层承压能力,同时为了防止堵漏中发生掉块卡钻风险,采用分段注入堵漏浆方式避开易卡井段。现场应用表明,化学固结堵漏技术成功封堵住了水层;交联成膜堵漏技术提高地层承压至14MPa;筛除堵漏浆后,采用密度1.40g/cm3的钻井液试压6MPa无漏失,承压堵漏获得成功。对类似复杂井的安全、高效钻井具有借鉴意义。     

提高地层承压能力研究新进展

地层承压能力是地层结构完整性和强度、工作液性质及其二者相互作用的综合反映.分析了影响地层承压能力的地质和工程因素,并从物理、化学、力学的角度讨论了提高地层承压能力的方法,评述了各种方法在不同作业中的适用性,举例说明了典型方法的成功应用.研究指出,强化井周应力和提高裂缝延伸压力是强化地层承压能力的主要途径,维持裂缝系统稳定性是地层强化后承压能力持续有效的必要保证.建议开展多尺度结构地层承压能力评价方法及预测理论研究,研制高性能封堵材料,大幅度提高岩体结构强度.