CO2气体物性参数精确计算方法研究

压力和温度对CO2气体的物性参数影响较大,尤其在靠近临界区域附近。利用Span-Wagner（S-W）状态方程计算了CO2气体在不同状态条件下的密度、定压热容、定容热容等参数,与现有文献报道的实验值进行对比,其误差范围在2%以内。利用计算精度较高的P-R状态方程,对CO2气体的密度进行了计算,并给出了计算误差,与S-W状态方程计算误差相比,P-R状态方程计算误差较大,最大值高达11%以上,不能满足工程计算要求,而S-W状态方程计算误差仅在0.5%以内。S-W 状态方程将为CO2气井生产、CO2提高采收率等井筒温度和压力精确预测提供基础。     

径向水平钻进技术试验研究

介绍了径向水平钻进技术原理及技术关键。分析了地面全尺寸模拟水平钻进试验及锦４５－０４－１９井水平钻进试验情况。探讨了旋转射流的破岩能力、转向器的送进能力、钻头轨迹及柔性钻杆的抗变形能力对径向水平钻进的影响。在锦４５－０４－１９井的试验成功表明，该项技术具有可行性和经济性，应用前景广阔，对开采我国东部油区剩余油、提高采收率和经济效益有十分重要的现实意义。     

温度和压力对黏土矿物水化膨胀特性的影响

为进一步认识黏土矿物水化膨胀特性,利用新型高温高压泥页岩膨胀仪,通过试验分析了温度、压力及二者共同作用对怀俄明钠基膨润土和钙膨润土水化膨胀性能的影响,并从黏土矿物含水量、颗粒形态、毛管力及颗粒间相互作用等方面进一步分析了黏土矿物水化膨胀过程的微观变化特征。结果表明:温度和压力对黏土矿物水化膨胀性能影响显著,温度越高,黏土矿物水化膨胀量越大,且初始膨胀速率较快;压力对黏土矿物水化膨胀有2方面的作用（促进黏土矿物水化膨胀和抑制其水化膨胀）,且与温度密切相关,压力越高初始膨胀速率越小;黏土矿物中含水量、颗粒形态及毛细管力等的变化均影响黏土矿物水化膨胀特性,当黏土矿物中的含水量上升时,黏土颗粒间的粘结力发生较大变化,且颗粒形态产生不均匀变化致使黏土矿物遇水产生不均匀膨胀和强大的膨胀压。      

抗高温钻井液增黏剂的研制及应用

以N-乙烯基己内酰胺为温敏性单体,对苯乙烯磺酸钠为亲水性单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用自由基胶束乳液聚合法研制出了一种抗高温钻井液聚合物增黏剂.通过正交试验确定了最佳合成条件,借助元素分析、凝胶色谱分析、热重分析和急性生物毒性实验分别表征了该增黏剂的元素组成、相对分子质量、热稳定性和EC₅₀值,研究了其在水基钻井液中的增黏性能及温敏特性,探讨了增黏机理,优化出了一套适用于环渤海湾地区的可排放水基低密度抗高温钻井液体系,并进行了现场试验.结果表明:该聚合物增黏剂具有优异的增黏性能、热稳定性及温敏特性,在淡水基浆和盐水基浆中经220℃、16h老化后的表观黏度保持率分别为90.81% 和95.95%,EC₅₀值为15.529×10⁴mg/L,满足可排放海水基钻井液技术要求;新研制出的聚合物增黏剂在环渤海湾地区冀东油田深部潜山储层现场的成功应用表明该处理剂能够在深部超高温地层、低膨润土含量及低密度钻井液体系中有效发挥增黏作用,同时也有效地解决了以大量消耗常规磺酸盐共聚物等钻井液处理剂为代价的钻井液日常性能维护问题.     

不同密度水泥石和微环尺寸情况下的套管波特征

利用声波变密度测井评价固井质量时,掌握不同情况下套管波的特征有助于套管波的分析和剔除,提高固井质量评价的精度。利用实轴积分法模拟分析了不同密度水泥石、不同微环尺寸情况下的套管波时域和频谱特征。结果表明:对于正常密度水泥石,第一、二界面完全胶结时,无套管波;第一界面存在不同尺寸微环时,套管波出现且套管波频率相同,但幅度差别不大。对于低密度水泥石,第一、二界面完全胶结时,出现较小幅度套管波,且水泥石密度越低,套管波幅度越大;第一界面存在不同尺寸微环时,套管波出现且各套管波频率相同,但幅度差别不大。对于同一套管,不同密度水泥石、不同微环尺寸情况下套管波具有相同的频率。      

固井微环空成因研究进展及解决方法

现场实践表明,固井后初期封固系统层间封隔性能良好,随后也会出现封固失效问题,分析其原因之一是固井微环空问题。文章就固井微环空问题,给出了固井微环空的广泛定义 认为微环空主要出现在固井一、二界面,水泥石体积收缩、温度变化、压力变化、工程因素等导致一界面微环空出现,滤饼存在和水泥石体积收缩等因素是导致二界面微环空出现的原因 并回顾了前人对微环空理论的研究及国内外微环空解决技术 提出通过加强对微环空形成机理研究、水泥浆体系优化、微环空自封堵水泥技术开发、相关配套工具和措施的应用来防止微环空出现或封堵微环空,为微环空问题研究及其解决指明了方向。     

超临界二氧化碳射流计算模型的建立与射流特性分析

超临界二氧化碳射流是开发天然气水合物、页岩气等非常规能源的一项新兴技术,射流计算和特性分析是该技术的理论基础。基于一维可压缩流动理论,考虑二氧化碳气体的真实性质,建立了超临界二氧化碳射流计算模型,并分析了工况参数对超临界二氧化碳射流特性的影响。研究结果表明,本文建立的超临界二氧化碳射流计算模型具有较高的计算精度,可适用于现场工艺参数优化和方案设计;提高喷嘴压降可以增加射流速度,但是对射流马赫数的影响不明显;随着入口温度的增加,射流速度和射流马赫数均有所增长;围压的升高抑制了射流速度的增加,且极大降低了射流马赫数;提高喷嘴压降和围压都使射流的性质向高密度不可压缩流体转化,而入口温度的增加使射流性质更趋向于低密度可压缩流体。本文研究成果可为超临界二氧化碳射流技术的现场应用和方案设计提供理论支撑。     

充分利用水力能量提高深井钻井速度

从深井水力能量分析入手,阐述了深井水力能量利用应重视和研究的问题,探讨充分利用水力能量,提高深井钻井速度的可行途径。     

自激振荡气蚀射流喷管内水声学理论及其应用

本文阐述了自激振荡气蚀射流动力学的研究内容、现状及发展趋势．利用流体瞬变流和水声学理论分析了自激振荡气蚀射流喷管内的流动规律，建立了喷管内水声学特性的特征方程，并给出了数值解．分析了外界扰动波在喷管内的传播规律，为优化设计喷管结构和实现无源控制射流流场提供了理论依据，并在此基础上，给出了适合钻头的自激振荡气蚀射流喷管的设计模式，计算结果表明在钻头体有限空间内安装自激振荡气蚀射流喷管，管子阶数不宜超过２，喷管出口直径最好在３～７毫米内。     

井底岩屑磨料脉冲射流调制元件自激腔室的数值模拟研究

针对自激腔室的井底岩屑磨料脉冲射流调制问题,基于计算流体力学理论,建立了自激腔室的二维物理模型并进行了数值模拟计算.研究了自激腔室的流场特征,在此基础上,分析了其结构参数对进出口压力的影响规律.结果表明,自激腔室可以激生低压涡环,有利于岩屑的吸入和脉冲射流的形成.进出口压力随着上下喷嘴直径比的增大而增大,与腔长没有明显的线性关系.研究内容可以为井底岩屑磨料脉冲射流技术提供重要参考.