应用弹塑性力学相关理论分析套管射孔后剩余强度

针对采用试验和ANSYS建模方法工作量大、周期长的缺点，应用圆柱壳体开小孔弹塑性力学理论建立了套管射孔后单孔应力分布理论力学模型，推导出了理论应力集中系数表达式，计算出整个圆孔周围应力分布，找到了应力集中最大点。在此基础上，考虑多孔影响（如孔密、相位角等），结合材料和应用环境的敏感系数建议值，进一步推导出了有效应力集中系数计算公式，利用该公式计算了几种不同射孔参数下的套管剩余强度，并和ANSYS的分析结果进行了对比，结果表明，该公式可以替代ANSYS软件用于计算套管剩余强度，且具有计算简便，速度快，易于现场应用等特点。     

射孔套管抗挤强度理论分析

为了深入研究射孔对套管抗外挤强度的影响程度 ,将射孔套管三维力学模型简化为平面孔板力学模型 ,在外挤压力作用下 ,根据弹性力学理论 ,推导出射孔套管抗挤强度系数的理论公式 ,其理论计算结果与国外文献的实验结果吻合。利用推导的抗挤强度系数理论公式分析孔径、孔密及相位角的变化对其抗挤强度系数的影响 ,其结果为优化射孔设计提供了简便的方法。     

一种控制盐层段井眼闭合率的钻井液密度新公式

针对钻井过程中钻遇的盐层段井眼蠕变缩径问题,利用弹塑性力学理论,蠕变本构方程采用Heard蠕变方程,在平面应变和均匀地应力假设下,推导出控制井眼收缩的钻井液密度新公式,该公式与前人推导的公式不同。通过理论分析,指出产生差异的根本原因在于蠕变应力差(极坐标下表示的径向应力与切向应力之差)公式的推导上,用有限元法计算结果对理论公式进行检验,证明是可行的。对文中的力学模型采用有限元法建模、求解,利用求解结果对各应力差公式进行验证,得出:根据文中公式计算结果与有限元法计算结果完全一致,而据前人公式计算结果偏离有限元计算值较大,从而间接证明了该钻井液密度新公式的推导更严密,更准确。     

双层组合套管设计计算中径向位移公式的确定

在拉梅公式的基础上,推导了平面应变条件下双层组合套管设计计算中径向位移有关系数的表达式。该表达式与基于B．Г.ГaπeρκИH平面应变位移公式得出的形式略有不同,但结果完全一致,因此以往的认识并不全面。鉴于拉梅公式在经典弹性力学中的权威性．建议在有关计算中采用它,以便于理解与应用。     

一种新的各向异性弹性阻抗近似公式

弹性阻抗是声波阻抗的拓展，可以更好地反映储层的性质。忽略各向异性影响的各向同性弹性阻抗公式不能正确地描述各向异性介质中弹性阻抗随入射角和方位角的变化。为此，在方位各向异性（HTI）介质模型的基础上，利用Connolly推导弹性阻抗的思想，根据各向异性反射系数近似公式，推导出了适合非零炮检距的各向异性弹性阻抗近似公式（简称新近似公式）。通过数值模拟，对纵波弹性阻抗随入射角和方位角的变化特征进行了描述，分析了各向异性参数对不同方位纵波弹性阻抗的影响，以及新近似公式的精度。分析结果表明，在弱各向异性介质且横波分裂参数γ不为0时，新近似公式比Martins近似公式的精度高。     

黏弹性介质纵波反射系数近似

本文从黏弹性介质精确Zoeppritz方程出发,以黏弹性介质为背景,根据介质的分解理论,利用弱黏弹性近似和相似介质近似推导了黏弹性介质反射系数近似公式,该式分为实部和虚部,在实部中既存在弹性项,也存在黏弹性项,更精确地反映了实际地层介质中波的传播规律。特别地,当品质因子为无穷大、衰减角为零时,该式与以完全弹性介质为背景得到的反射系数近似公式(Aki-Richards近似公式)完全吻合,证明了公式的合理性。最后利用四类AVO模型,采用不同的黏弹性参数对黏弹性介质反射系数近似公式的有效性进行验证,结果表明,与Aki-Richards近似公式相比,以黏弹性介质为背景推导出的纵波反射系数近似公式的精度更高。     

重复压裂机理研究

重复压裂的井由于初次压裂形成的裂缝以及油层生产导致的压力衰减等原因,近井地带的应力场将发生变化,从而在重复压裂过程中引起裂缝的重新定向。通过合理的假设,把进行重复压裂的井简化到弹性力学中的无限大平板上圆孔周围的应力集中问题,然后经过理论分析推导出判断裂缝发生转向的公式,分析了影响裂缝重新改向的几个主要因素。     

泥页岩水化应力经验公式的推导与计算

泥页岩水化应力是研究泥页岩井壁稳定性的重要参数之一。但由于其测试的复杂性和影响因素的多样性。目前仍处于定性的理论分析阶段。有差公式过于复杂，不便于应用，在前人理论研究的基础上，结合实验研究。根据孔隙一线弹性力学基本原理。探索性地推导出了泥页岩水化应力经验公式。实际算例表明，泥页岩水化应力很大。是井壁失稳的主要原因之一。     

薄壁外压容器设计的公式法

文章以外压容器失稳的临界压力公式为基础，推导出了用于薄壁外压容器设计计算的理论公式，可对长、短圆筒的稳定性进行设计与校核，并对公式的应用条件与适用范围进行了详细分析，给出了弹性失稳条件下厚径比δ／Di与设计外压p应满足的条件。在满足弹性失稳的条件时，公式法的计算结果与图算法的结果相差较小，满足工程设计要求。     

连续管注入过程弯曲回弹分析

连续管抽出卷筒以及进入注入装置的生产过程中,经历了一系列的弯曲与回弹。采用应力学方法对连续管弯曲回弹进行了相关分析,根据材料特性,重点对连续管弯曲后成塑性进行了研究。推导出了计算连续管弯曲回弹处于弹性变形阶段的最小弯曲半径的计算公式。公式表明,连续管弯曲回弹最小弯曲半径与壁厚成反比,与外径成正比。最后指出,得到的计算模型可以为连续管现场应用提供一定的理论依据。     

胶结指数的控制因素及评价方法

利用Archie 公式计算储层含水饱和度时,胶结指数通常是某一层位取某一固定值。岩电实验结果表明,不同地层的胶结指数并不相同,其大小随孔隙结构和泥质含量的变化而变化。由于胶结指数受孔隙结构和泥质含量等多种因素的控制,因此,必须首先利用岩电实验数据和泥质指示测井结果,采用多元回归分析法建立胶结指数的计算模型;然后利用测井数据,根据建立的计算模型确定各目的层的胶结指数。力求使计算的胶结指数尽可能逼近实际值,以保证利用Archie 公式计算的储层含水饱和度具有较高的准确性。     

关于单位换算方法的理论推导

对已有公式进行单位换算,在实际工作中是一件重要且不易正确掌握的繁琐工作。介绍一种单位换算的理论推导,适用于任何两种单位制公式之间的转换,是在公式中作单位换算的普遍方法。     

大港油田枣南大孔道油藏调剖治理研究

根据渗流速度公式推导计算高吸水层渗透率的公式,进而推导出根据注水调配见效时间计算高吸水层渗透率的公式,计算结果和示踪剂结果相近,该公式现场录取参数容易,便于操作.同时推导出计算地层大孔道体积的公式,堵剂用量确定方法,施工排量的确定公式.提出了先小剂量多段塞注入可以在地层凝固的高强度堵剂,再注入常规调剖剂的段塞组合方法,...     

多次幂指数型广义水驱特征曲线的建模和应用

用演绎推导建立了时空自变量微分模型,结合油、水相对渗透率的实验统计分析,对多次幂指数型广义水驱特征曲线预测通式进行了系统深入的研究与应用。预测通式在机理方面揭示了半经验和半理论的统计特征,在应用方面具备了广义性和高效性。广义水驱特征曲线普遍适用于国内外各地质类型的油田和井区,用水驱特征指数快速判定曲线形态及函数类型,用前期开发资料预测可采储量,分析各类油田的水驱油效果和措施增产效果,为油田开发全过程的方案规划制定提供了科学依据,提高了油藏动态预测分析的工作效率。建立了一式多用的微分公式和预测通式,并对一、二类广义水驱特征曲线公式进行互换性研究,确定了水驱特征指数定义域,分析了多次幂指数函数类型特点,系统地研究了各种曲线形态的渗流机理,推导了提高预测精度的简易算法公式,方法具有一定实用性及理论价值。     

一种预测底水油藏水锥动态及见水时间的新方法

底水油藏开发面临的核心问题是底水的锥进,准确预测底水油藏油井的见水时间,并采取相应的措施,可以延长油井的无水采油期,提高油井的累计产油量和采出程度。文中基于流体在多孔介质中的渗流规律,对底水油藏双重不完善井的水锥突破时间进行了研究。通过数学推导,得到了底水油藏油井水锥突破时间的计算公式,该公式考虑了油水流度比,原始束缚水饱和度,残余油饱和度等影响因素,并与其他底水油藏见水时间的公式进行了对比。实例分析表明,新的底水油藏油井见水时间公式的预测值较准确,并且与李传亮公式的结果较为接近,为预测底水油藏油井的见水时间提供了借鉴和指导。     

滩海桶形基础极限水平承载力研究

在分析与研究室内、外模型试验结果的基础上，利用Winkler假定，按空间问题推出了一个形式简单的桶形基础水平极限承载力计算公式，并由试验结果验证了公式的合理性。     

基于量纲分析的管道临界屈曲应变准则研究

管道的局部屈曲通常被认为是一种失效,在基于应变的管道设计方法中,临界屈曲应变是一个重要指标。针对现有公式的不足,分析了临界屈曲应变的主要影响因素,采用量纲分析法,利用收集到的试验数据拟合建立了新的临界屈曲应变预测公式。与现有临界屈曲应变公式计算结果相比,该公式具有较高的预测精度。     

对李氏带隔板底水油藏油井临界产量公式的改进

1993年李传亮提出的带隔板底水油藏油井临界产量的计算公式中不含油井打开程度的参数,即没有考虑油井打开厚度的影响。但是实际油井通常不可能刚好射孔到隔板处,因此,此公式还可以进一步改进:即在油井临界产量中附加一个由于射孔井段底端和隔板之间距离产生的油井临界产量。通过实例证明,经改进后的油井临界产量更符合油藏实际。     

抗挤强度新算法对套管柱设计安全系数的影响

新版的API 5C3—2008标准已经颁布实施,其附录中给出了新的套管挤毁强度计算公式。将其与API 5C3—1994标准中套管挤毁强度计算公式(旧公式)进行了对比分析,并按新公式计算了油田常用套管的抗挤强度值。认为新公式建模更合理,计算结果更精确,且计算结果相对于旧公式的值发生了较大的变化。对于140钢级以下的套管,当套管径厚比大于20时,新公式计算值大于旧公式值;当径厚比小于20时,新公式值小于旧公式值。对140钢级以上的套管,这一变化的径厚比的界限值为22。基于对套管抗挤强度值的新认识,给出了套管柱设计时油田常用套管的合理抗挤安全系数建议值。