Maxwell流体管内振荡流的壁面摩擦力分析

研究了Maxwell流体对管内振荡型Poiseuille流动的管壁摩擦力特性.由Bessel方程控制速度振幅,用分离变量法求出了解析解.由振荡频率对管壁摩擦力的影响的研究中发现,管壁摩擦力存在类共振特性,即在某些临界频率位置,振荡流体在管壁上产生的摩擦力会急剧增大.流体的弹性参数、管径和振荡流频率对壁面摩擦力的影响可用两个无量纲参数ω和R表示.在确定的ω范围内,当R取值较小时,壁面摩擦力振幅与ω变化关系曲线的共振峰较少;随着R的增大,共振峰的位置在ω轴上左移,幅值下降,个数增多;在R>12之后,该曲线变成一条单调下降的曲线,与牛顿流体的曲线一致,且不再有任何共振现象.该类共振特性对于提高岩心的驱油效率具有重要意义.     

一个新的钻井液流变模型

钻井液流变曲线的一般特点,是有一弯曲段及一与γ轴成一定角度的近似直线段.据此特点,文中提出了一个新的流变模型：τ=τ_ｓ+η_pγ(1+β/γ)^1/2.新的流变方程中有三个独立参数：静切应力τ_ｓ,塑性粘度ηp及剪切稀释系数β.试验比较了几个现有的方程,结果表明,新方程的剩余标准差最小,预报精度最高.新方程不但描述了塑性流体的流变性,还可描述多种其他流体的流变性.当τ_ｓ=0时,描述假塑性流体;当β=0时,描述宾汉流体;当τ_ｓ=0,β=0时,描述牛顿流体.新方程还有一显着的特点,即当γ足够大时,新方程变得与滨汉方程相同.证明了宾汉方程只适用于中、高剪切区的实践经验.     

基于高速非达西渗流的断溶体油藏连通性预测模型

针对断溶体油藏地质特征复杂、准确快速模拟难以实现的问题，以储层静态物性参数和动态注采数据为基础，将复杂的断溶体结构离散为井—缝—洞间的一维连通单元。提出了能够表征井间连通特性及物质基础的两个特征参数：传导率和控制体积。同时，引入流体高速非达西渗流项来描述断溶体内真实渗流特征，建立了断溶体油藏井—缝—洞间的连通单元物质平衡方程，实现了断溶体油藏油水动态模拟。研究结果表明：定液制度下，非达西渗流系数β=0，传导率值不变；β>0，随β值增大，连通单元内传导率下降程度增大，水相受非达西作用影响更明显，导致油井见水时间滞后，地层压力及井底流压下降，所需生产压差增加。针对Z断裂带，在达西渗流条件下，各计算指标与实际值难以拟合；当β取值在10³~10⁴时，单井流压及区块产油拟合效果理想，更符合实际流动。高速非达西作用明显的单元内连通性更好，对井间连通性准确预测具有指导意义。     

储层敏感流体因子反演及烃类检测

西非尼日尔三角洲盆地发育深水扇沉积体系,钻井资料揭示,油层和水层均表现为“亮点”和远道增强的Ⅱ、Ⅲ类AVO异常,利用常规振幅和AVO方法检测烃类精度低。为此,首先分析了地震响应特征及其影响因素,通过正演模拟明确了孔隙度是引起振幅及AVO多解性的主要原因;然后,通过交会分析认识到,截距—梯度属性随孔隙度的变化规律与随含水饱和度的变化规律存在差异,进而提出了基于坐标旋转的扩展AVO属性,以降低常规AVO属性的多解性,提高油气预测精度;最后,开展面向实际储层的敏感流体因子优选,提出一种新的流体因子敏感性定量分析方法,能够优选出对流体敏感、对孔隙不敏感的流体因子,预测结果能够压制孔隙度造成的流体识别假象。分析结果表明,λ/μ（λ、μ为拉梅系数）具有对流体性质敏感性高、对孔隙度敏感性低的特征,是研究区开展烃类检测的最佳敏感流体因子。实际应用结果表明,利用扩展AVO属性和λ/μ流体因子能够有效区分真“亮点”油层和假“亮点”水层,预测结果与钻井数据更吻合,有效提升了烃类检测成功率。     

含水饱和度指数n的理论及实验

含水饱和度指数n是用电阻率评价地层流体性质的重要参数.本文通过理论推导,得出了影响n指数的几大因素,分别为地层水电阻率R_w、阳离子交换容量Q_v、含水饱和度S_w以及地层因素F.并发现砂岩影响n的因素是F和R_w,而泥质砂岩则分别是R_w,Q_v和F.以上某些结论已在实验中得到验证.     

液压猫道翻转机构工程破坏实例分析及优化

某型全液压自动猫道的翻转机构在进行工程试验时发生断裂失效事故。通过试验测试和应力状态仿真,分析了翻转机构支撑架断裂的原因。通过建立支撑板的Ansys Workbench有限元模型,进行应力状态仿真。试验测试包括探伤检测、力学性能测试、材料的化学成分分析。分析结果表明,翻转机构失效的主要原因是支撑板设计中存在应力集中。经过优化设计后的液压猫道翻转机构满足工程需要,可靠性高。     

套管式流化床传热特性的数值模拟

为探究套管式流化床在不同操作参数下的传热特性,对自搭建的套管式流化床进行了基于欧拉-欧拉法的三维数值模拟,并进行准确性验证,考察了不同的环形区烟气流速、表观气速和床料颗粒粒径对流化床内传热特性的影响。实验结果表明,提高环形区域内的热烟气流速可以有效地提高热烟气与内管壁面间的对流传热系数,但对外壁面温度的影响较小;颗粒相与内管壁面和载气间的对流传热系数随颗粒直径的增大而减小,颗粒相平均温度随粒径的增大而下降;随表观气速的增大,管内流体与壁面间的对流传热系数会先上升,并在表观气速为1.1 m/s时达到峰值,后随表观气速的进一步增大而逐渐下降。     

气体在克拉玛依九区稠油中的溶解度关联与计算

将克拉玛依九区稠油看成假一元组分,用此稠油的平均结构参数和基团贡献法相结合的方法计算了此碉油的临界温度(Tc)、临界压力(Pc)和偏心因子(ω),其数值分别为879K、0.866MPa和1.10.这种计算方法不需稠油的任何物理性质(如正常沸点等).对于组成复杂、分子量高的混合物特性参数(Tc、Pc、ω)计算,此方法有明显优点.用计算的特性参数和Peng-Robinson方程关联、计算了克拉玛依九区稠油分别与N₂、CH₄、CO₂组成体系的泡点压力和相互作用系数.泡点压力的计算值与实验值一致性很好.     

λ-f域三维抛物Radon变换多次波压制方法

通常情况下,应用Radon变换压制多次波,一般是对正变换的模型空间进行处理,再反变换回时空域,而Radon域能量团的收敛性直接影响多次波去除效果,且求解过程中需反复进行矩阵的逆运算,计算成本偏高。为此,基于二维抛物Radon变换,借鉴Abbad等的方法,首次提出λ-f(λ为曲率q与频率f的乘积)域三维抛物Radon变换多次波压制方法,将常规三维抛物Radon变换的f-q_x-q_y(q_x、q_y分别为横、纵向离散曲率)域转换到一个全新的λ_x-λ_y-f(λ_x=q_xf、λ_y=q_yf)域,继承了二维λ-f域Radon变换思路。通过引入新的变量λ_x和λ_y,消除常规Radon算子对频率的依赖,减少了矩阵运算次数,显著提高了计算效率;根据一次波和多次波能量在λ-f域空间分布特征,设计三维椎体滤波器,更有效地分离一次波和多次波,降低空间截断效应引起的误差。理论模型及实际数据测试表明：1所提方法降低了空间截断效应的影响,消除了变换算子对频率的依赖,有效减少了矩阵求逆运算次数,较常规三维Radon变换方法的计算效率提高了约8倍以上;2所提方法仍然存在Radon类方法的弊端,即当一次波和多次波速度差异较小时,在近炮检距位置无法得到较理想的多次波压制效果。     

测井与全方位道集联合各向异性参数建模及成像

对于TTI介质各向异性成像,精确的各向异性参数估算与建模至关重要。在当前计算机硬件迅速发展及宽方位地震数据采集日益普及的情况下,成像必须考虑介质的各向异性。提出了基于测井数据与全方位角道集联合的各向异性参数建模方法,该方法先采用Walk-away VSP资料及测井数据可获得井位置点的各向异性参数δ,借助全方位共反射角道集,可获得与方位有关的各向异性时差信息。再采用全方位层析对各向异性速度、各向异性参数ε和δ进行迭代优化,建立精确的各向异性参数模型,可有效减少各向异性参数的多解性。通过实际地震数据对此方案进行了验证,该方法在裂缝探测及地震成像方面有较好的适用性。     

双相不混溶流体饱和裂缝—孔隙岩石依赖频率的地震响应数值分析

裂缝—孔隙岩石中流体类型及其分布特征是影响弹性参数的重要因素,实际储层中流体大多不是单一流体,且在数值模拟过程中很少考虑流体间饱和状态的影响。为此,基于Chapman模型,针对饱含双相不混溶流体的裂缝—孔隙岩石,研讨了饱和度和毛细压力参数变化对砂岩储层频散衰减和地震响应的影响。数值分析结果表明：随着油气饱和度的增加,特征频率（不同于于单一流体介质情形）呈先减后增趋势,且在中间频段的变化最明显,地震响应存在时间延迟和波形畸变现象;当双相流体中存在气体时,频散衰减和地震响应对饱和度的变化更敏感;随着衡量流体间毛细压力的参数q值的增加,双相流体间由“斑块饱和”趋向“均匀饱和”状态,特征频率向着“高频低饱”方向移动。该数值模拟结果为储层流体识别提供了有效依据。     

SOLUTION NONUNIQUENESS FOR SEPARATED GAS-LIQUID FLOW IN PIPES AND WELLS. I. OCCURRENCE

The occurrence of multiple solutions has been investigated and discussed in this paper. Multiple solution regions are displayed by either a U_SL-U_SG map or a X-Y map. It is found that many parameters impose influence on the multiple solution regions, including fluid properties, pipe ID, pipe inclination angle, wall inflow or outflow, empirical correlations for wall friction and interfacial friction factors, and so on. For example, the multiple solution region could change significantly if different interfacial friction factor correlations are applied. Multiple solutions are only possible for upward flow for separated flow in a pipe without wall mass transfer. However, for wellbore flow case, depending on wall inflow or outflow of fluids and their flow rates, multiple solutions may also exist for horizontal and downward flow. More specifically, for wall inflow case (production well), multiple solutions only exist for upward flow for the gas inflow-dominant case, whereas they may exist for upward, horizontal and downward flow for liquid inflow-dominant situations. The opposite is expected for wall outflow (injection well) case.     

大位移井轨道设计方法综述及曲线优选

井眼轨道设计是大位移井的关键技术之一。在总结前人工作的基础上．推导出了圆弧、摆线、悬链线、修正悬链线、拟悬链线、侧位悬链线、抛物线的统一计算公式。对于相同的目标点，计算出了这些曲线的井眼长度、最大造斜率、造斜段长度、下钻摩阻、起钻摩阻、滑动钻进摩阻和旋转钻进摩扭，通过赋给这些项不同的权值，然后用权值乘以各项的值与最小值的比值，最后累加，比较累加后值的大小，即可优选出最佳井眼曲线。     

火山岩地层测井评价新技术

由于火山岩地层的喷发类型不同、喷发期次多及岩石的结晶程度的差异,导致火山岩地层岩性成分复杂多样,从而进一步导致火山岩岩石物理特性多变,火山岩地层岩石的成分、骨架参数难于确定以及火山岩地层导电机理复杂等.因此,利用常规测井曲线建立准确、可靠的岩石物理模型进行岩性识别和矿物含量计算是非常困难的.基于徐家围子气藏描述成果,提出了火山岩地层测井评价的方法和思路,即:应用元素俘获谱测井(ECS)数据进行岩石成分的分类并得到地层岩石骨架参数;密度测井与核磁共振测井(CMR-PLUS)相结合,并利用ECS得到的岩石骨架参数进行孔隙度计算;将核磁共振T2分布谱转换成毛管压力曲线;在已知自由水界面的基础上利用核磁共振测井得到的毛管压力曲线计算储层流体饱和度.实践证明,应用效果较好.     

考虑壁面滑移效应的高密度油基钻井液流变性研究

壁面滑移效应会严重影响高密度油基钻井液流变性测量的准确性,需要对其进行检测和校正。基于Tikhonov正则化方法,建立了高密度油基钻井液流变性测量过程中的壁面滑移效应校正方法;利用六速旋转黏度计,进行了考虑滑移效应的深层页岩气井现场高密度油基钻井液流变性测量试验,分析了高密度油基钻井液壁面滑移特性,优选流变模型并计算了流变参数。计算结果表明,与校正前的流变参数相比,滑移校正后的深层页岩气井现场高密度油基钻井液的动切力更小,而流性指数更大且接近于1.00,其真实流变性可用宾汉模型表达;壁面剪切应力大于临界剪切应力时,滑移速度随壁面剪切应力增大而呈指数增大。研究结果表明,测量高密度油基钻井液流变性时会产生滑移效应,滑移校正前后的流变模式与流变参数存在明显差异,因此应消除滑移效应的影响。      

不同拟薄水铝石胶溶体系的孔结构与流变

应用动态法(Dynamic oscillatory method)测定了SD(山东产工业品)和TY(自制)两种拟薄水铝石胶溶体系的流变性。在频率扫描中，随着频率的增大。两体系的储能模量和损耗模量以及复合粘度曲线变化趋势相同，只是SD体系的特征松弛时间比TY高出近20倍。小振幅振荡法(OSC)时间扫描曲线表明，TY体系在一定的时间内可形成稳定的结构。对两种不同的原料在胶溶前后的孔容的变化进行了比较，发现经过胶溶后孔容均减少。     

变速变负荷条件下评定润滑油抗磨性的特征参数

在变速变负荷条件下,采用四球试验机评定油品的抗磨性能,通过对引起油品摩擦系数突变的参数负荷（P）和转速（V）的研究,提出油品抗磨性特征参数（R）的概念。参数R定义为在变速变负荷条件下,油品摩擦系数出现突变时的P与V乘积与基准油摩擦系数出现突变时对应的P与V乘积的比值。试验结果表明,特征参数R的引入及通过R修正后的PB、PD值对同一类型油品抗磨性能的评定具有更好的区分性。     

涡流检波器测试系统研制

阐述了涡流检波器的基本原理,提出了一种涡流检波器特性参数识别算法。基于涡流检波器的数学模型和特性曲线（幅频特性曲线及相频特性曲线）,识别出检波器的固有频率,阻尼,灵敏度,上限频率等特性参数。在此基础上设计了涡流检波器特性测量系统,研制了相应的软件,检测结果表明,该方法性能优良,可用于工程大批量在线检测。     

喷射泵的回压敏感性分析

为预测喷射泵排出口回压的变化对工作特性的影响,根据喷射泵在一般条件的工作特性方程,导出了排出口回压敏感性参数X的计算表达式,绘制了回压敏感性曲线,并与布朗(Brown)的简化方法进行了对比,分析了摩擦损失系数和密度比对回压敏感性的影响。结果表明:布朗的简化方法在无因次流量比M较低的条件下准确度较好;摩擦损失系数和密度比对回压敏感性的影响很大。