煤炭地下气化高温井筒温度场研究

基于井筒与地层的传热情况,根据能量守恒及井筒传热原理,考虑物性参数随温度和压力变化,建立了生产井井筒的温度场预测模型,形成了求解算法和数学仿真模型,研究了温度场的影响因素。结果表明:产出气各物性沿井深分布差异较大,在分析时有必要耦合考虑;随着日产量和井底温度增加,井筒各段的温度均上升,其中日产量在30×10⁴ m³/d时,井口的产出气温度最高(686℃),井底温度在1000℃时,井口温度为588℃;井底压力对温度场影响很小,在工程应用中可忽略不计;随着井深增加,井口温度下降。     

温度压力与钻井液密度相互影响规律研究

研究温度和压力对钻井液密度的影响对准确预测井下压力场和温度场以及合理确定钻井液密度具有重要意义。本文基于钻井液密度实验数据,对比分析了现有密度预测模型的准确度,并利用准确度较高的预测模型编程研究了温度和压力对3000m深和7000m深井的井下静液柱压力计算的影响。研究表明,诸多钻井液密度预测模型中K arstad法比较准确;当钻井液温度在井筒内以地温梯度增加时,钻井液密度随井深增加而减小,井深小于7000m时,温度和压力引起的钻井液密度偏差小于5%,静液柱压力偏差小于2%。     

钻井过程中井筒温度分布影响建模研究

为掌握钻井过程中的井筒温度分布规律。建立了直井钻井过程中井筒和地层瞬态二维传热模型,研究了入口温度、钻井液导热系数和地温梯度对直井井筒温度分布的影响,实验结果表明,环空内钻井液和钻柱内钻井液温差最大在井筒温度等于地层温度处;入口温度影响井口附近井筒温度,但井深增加后地温影响更大;钻井液密度增加,井筒上部温差增大;钻井液导热系数增加,井筒上部环空内温度降低,下部升高。模型计算结果与现场温度数据吻合度高,最大相对误差仅为1.65%和0.79%,表明模型有效可靠,可为钻井作业提供指导。     

伊通地区易坍塌地层钻井液安全密度窗口的确定

从井壁稳定的岩石力学机理出发,分析井周的应力分布规律,建立井壁稳定的力学模型。根据库仑-摩尔强度准则和最大拉应力准则,计算井壁坍塌压力与破裂压力。通过计算机软件,用测井资料回归出井深和岩石密度关系,计算垂向地应力,通过压裂资料,结合测井资料计算出水平地应力。采用高压气体冷却钻头,成功钻取泥岩岩芯。在获得力学参数时,通过实验模拟地层条件,对岩芯进行损害,然后测量其力学参数,用于计算易坍塌地层的安全密度窗口。     

水的焦耳-汤姆逊效应对井筒温度的影响

在通过地层和孔隙的流动过程中由于压力的下降而引起注入水的热效应,此热效应将影响流动期间井筒附近地层的温度分布。由于热传导,水的焦耳-汤姆逊热效应也将影响到关井之后的井筒温度分布。因此,本文用数学模型的方法研究了水的焦耳-汤姆逊效应对井筒温度的分布有着重要的影响。     

关于温度资料在试油测试中的应用研究

随着石油勘探技术的逐步完善和勘探领域的不断拓展、深入,石油开采逐渐向更深及高温高压、含硫、二氧化碳等的常规油藏以外的方向发展,则试油测试工艺也随之应运而生并日益在油田开采中有了非常重要的应用。试油测试工艺是指在石油的勘探开采中,为了更加详细地了解油层含油量的多少、油层到底有多大压力,或者油井有没有进一步勘探的必要等,通过射孔、诱喷、抽汲及测压等工序取得地层产能液性质等资料的工艺。油田公司根据以往的经验积累发现,地层温度资料在试油测试中起着很多关键性的作用,而研究温度资料在试油测试中的应用则成为对油田进行深入勘探研究、加深对油田多层认识的重要武器。利用地层温度变化规律不仅可以判断主产层,进行产能评价,而且可以验证试油测试的操作是否成功。     

影响钻井液封堵性能因素研究

当钻井液与井壁地层接触,如果钻井液泥饼质量和封堵性能不好,滤液侵入地层会导致孔隙压力升高和地层岩石力学性质发生变化。由于孔隙压力升高和地层岩石力学性质的变化,改变了井筒围岩的应力分布,引起井壁岩石强度的降低,导致地层坍塌压力的升高,当井壁岩石所受到的周向应力超过岩石的剪切强度时,就会发生井壁坍塌。可见提高钻井液封堵性能,减少滤液侵入,有利于抑制地层水化,控制井壁坍塌压力的升高,保持井壁稳定。本文从室内实验着手,开展影响钻井液封堵因素的研究,通过大量实验得出钻井液对地层的封堵效果受以下等因素控制。     

气体欠平衡钻井井壁稳定性研究

近年来,国内油气田勘探开发广泛应用到气体欠平衡钻井技术。该技术具有机械钻速高、对油气层伤害小等优点。但是钻井流体为气体,在钻井过程中井内没有液柱压力来支撑井壁和平衡地层压力,负压的作用使地层流体进入井内,井周应力分布发生改变,因而井壁稳定问题研究显得很重要。通过分析得出:气体欠平衡钻井时流体拖拽力形成流固耦合作用对井壁稳定性影响较大,流固耦合作用不可忽略。     

元坝16井空气钻钻井液转换技术

元坝16井是中石化一口重要探井,一开用Φ479.42mm钻头空气钻进,钻到井深3018米转换为水基钻井液钻进。气体钻井后,替入水基钻井液,井筒内的液柱压力突然提高,井壁情况不同于普通钻井液钻完的井,井浆中的小尺寸颗粒、自由水、将通过地层孔隙、裂缝,大量迅速地进入地层,加速地层诱导裂缝的形成,导致井漏。本井利用黑色正电胶钻井液体系的独特性能,很好的解决了井壁垮塌的问题。     

测井资料在井壁稳定性研究中的应用

井壁稳定性问题是石油钻井工业面临的一个重大课题。利用测井资料研究井壁稳定性是一种有效的方法。文章利用声波、密度测井资料计算了岩石力学参数、岩石强度参数，在此基础上进行了地应力计算、进而确定了地层破裂压力和坍塌压力，预测了安全钻井液密度范围，为钻井设计提供参考，并可指导安全钻井。通过新疆X 201井安全钻井液密度窗口的测井预测值与实钻钻井液密度对比分析，证明利用测井资料评价井壁稳定性的可行性和准确性，具有工程应用价值。     

热采井井筒环形空间温度场分布研究

在稠油热采过程中,必然产生温度场在井筒内传递问题,了解温度场分布等情况对采油周期、出油量、出油质量、套管损坏具有十分重要的价值。以注蒸汽热采井过程中井筒内温度场分布情况作为主要研究内容,利用有限元分析软件ANSYS16.2建立了井筒环形空间温度场分布研究模型,对井筒环形空间进行温度场分析,分析出了不同油管材料下环形空间温度扩散情况。结果显示:油管导热系数对地层-水泥环-套管组合系统的温度有着明显的影响作用。     

低渗透油藏压力传播特征分析

基于鸭儿峡低渗透油藏注水开发的基本生产特征,即注水压力不断升高、注水量不断降低、油井供液不足、产量递减快、采油速度低,对具体井组进行试注效果分析,发现油井主要依靠弹性介质传递能量,最终实现增油目的。针对低渗透储集层存在启动压力,且注水能量主要消耗在井筒附近,压力具有先累积后缓慢释放的传播特征,考虑到低渗透储集层压力传播特征,建议对地层进行压裂和周期注水以调整储集层压力的重新分布,降低注水井注入压力。通过对比分析周期注水与常规注水效果,发现周期注水采出程度高,开发效果好。     

十屋采油厂油井结蜡及清防蜡技术探讨

十屋采油厂秦家屯油田、七棵树油田油井结蜡严重,由于结蜡导致检泵井逐年上升,一度严重制约了油田的正常生产。文章通过对不同生产特点的油井进行分类,运用机械、热力、化学等多种方法进行综合清防蜡,结蜡井管理水平不断提高,取得了良好的效益。     

光纤传感技术在稠油热采中的应用

光纤传感测试系统具有良好的温度性能,在不影响原始温度场、压力场分布,及不影响油田正常生产的情况下,实现实时多点温度、压力或连续的温度分布快速测量。尤其是光纤永久测量技术以其独特的安装方式,可以对水平井进行实时监测,解决以往水平井测量难的难题。从而实现直井、大斜度井、水平井的实时测试。本文主要介绍了光纤光栅传感技术、F—P腔传感技术、光纤分布测温技术,就其技术原理、构建方法及其在辽河油田的应用情况进行了综合评述。     

凝析气井井筒水合物生成位置预测

凝析气井井筒水合物是生产过程中经常遇到的问题,本文针对某凝析气井,对水合物的形成条件进行了论述,采用水合物P-T图回归公式法对该凝析气井在不同压力条件下水合物形成的温度进行了预测,计算出了该井在不同产量条件下的井筒温度分布和压力分布,根据计算结果得知：产气量为11.98×10^4m^3/d时水合物生成温度曲线与井筒温度曲线在距离井口175m处相交,此时温度为22.8℃。若存在自由水,则从此深度到井口的油管段形成水合物。针对该凝析气井情况,建议采用加注甲醇（己二醇）和地面加热升温措施以防止水合物的形成。     

移动式LNG加注技术

基于移动式LNG加注技术的装置,除能够完成常规的LNG加注站职能外,还能够为瓶组用户提供“液相充装”,及向管网供应气相天然气用于应急供气或调峰,随时随地提供“贴身”是其特色。本文介绍了移动式LNG加注装置的工艺流程、基本工作原理、设备选型及操作要领,提出了完整的技术解决方案和有益效果。     

Development of a Micro Temperature Sensor and 3D Temperature Analysis for a Proton Exchange Membrane Fuel Cell

This study examines the development of micro in situ sensors and analyzed the through‐plane temperature of a fuel cell. Temperature sensing inside a fuel cell is important in fuel cell diagnosis and analysis. Temperature sensors must be adequately small, so that fuel cell performance is maintained and the temperature anywhere inside the cell can be flexibly measured. In this study, a temperature sensor based on a micro‐electromechanical system (MEMS) is designed and fabricated to achieve these objectives. The micro temperature sensor was installed inside a cell to measure through‐plane temperature. The current and voltage of the fuel cell with the micro temperature sensor were measured and compared with those of a fuel cell without the sensor to analyze the effect of the sensor on fuel cell performance. The developed temperature sensor is of resistance temperature detector (RTD) type, with a flexible substrate of polyimide, high sensitivity, and easy installation characteristics. After calibration of the sensors, three sensors were inserted into the cell to measure the through‐plane temperature, and the polarization curve of the cell with and without the micro sensor was compared. Finally, a 3D computational fluid dynamics (CFD) model of a fuel cell was developed and analyzed by comparison of the measured temperature results to determine the accuracy of the model.     

浅层砂岩垂直井分段压裂起裂压力研究

浅层砂岩垂直井分段压裂,初次裂缝压裂的产生会对后续缝的起裂压力产生影响.在综合考虑了原始井筒周围地应力场的基础上,结合叠加原理和弹性力学理论,建立了浅层砂岩诱导应力场中井筒周围应力场应力分布模型和起裂压力的计算模型.研究结果表明:诱导应力场的分布受裂缝缝长、裂缝间距和原始地应力场的影响.在初次裂缝缝长一定的前提下,裂缝间距越小对诱导应力的影响越大.在裂缝间距一定的前提下,裂缝缝长越长对诱导应力场的影响越大.     

封堵防塌成膜剂PF-HCM在钻井液中的应用

为解决哈得油田钻井过程中滤液侵入储层造成井壁失稳等问题,通过优选,引入了一种能够用于渗透性地层和泥岩地层的温压成膜剂PF-HCM,该处理剂的主要作用机理是通过控制水基钻井液特殊组分的途径在井筒流体与井壁界面形成一种完全隔离、封闭水相运移的膜,以达到稳定井壁的目的,实验结果表明,成膜剂PF-HCM在30~180℃较宽的温度范围内均具有较高的成膜效率,对低、中、高不同渗透率级别的岩心均表现出良好的封堵特性;在哈得油田钻井液体系中加入2%的温压成膜剂PF-HCM就能显著降低体系的滤失量和滤饼渗透率,同时不影响体系的流变性能,表明成膜剂PF-HCM在哈得油田钻井液中具有很好的封堵防塌性能。     

水力压裂裂缝导流能力的影响因素分析

水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要的技术措施,其目的是提供一条连通地层与井筒的高导流能力通道,改变地层流体的渗流方式,提高生产指数。裂缝导流能力是指支撑裂缝所能提供液体流动的能力的大小,而影响裂缝导流能力大小的因素可归结为:储层条件、支撑剂物理性质、压裂工艺水平和压后生产管理这四个方面,并对这些因素进行了分析。