小井眼定向井抽油杆柱底部边界载荷确定方法

抽油杆柱底端的示功图(泵功图)作为抽油杆柱动态特性计算分析的边界条件具有十分重要的价值。由于定向井的实际井眼轨迹的复杂性、动液面的不准确性及流体的多相性等的综合影响,造成目前广泛使用的理论计算公式有较大的局限性。通过长庆油田小井眼井的实测数据,分析了动态参数的变化规律,并利用实测结果分析了抽油杆柱扶正器对载荷、压力的影响规律。结果表明,现有的经验公式计算结果与实测结果有较大差异,扶正装置的存在对抽油杆柱底端的载荷影响很小。     

岩盐地层中水泥环弹性模量和厚度对套管强度的影响

采用有限元法研究了岩盐地层中水泥环的弹性模量和厚度对套管强度的影响规律.将"套管-水泥环-地层"简化成一个平面系统,以等效的弹性地层代替蠕变的岩盐地层,并将地应力分为均匀和非均匀两种情况,而将水泥环的弹性模量和厚度设为可调参数.研究结果表明:在"套管-水泥环-地层"系统中,最大应力总是发生在套管的内壁;当水泥环的厚度一定时,其弹性模量存在一个中间值,等于该值时套管中的最大应力达到峰值;单纯增加水泥环的厚度不一定能够改善套管的受力状况,有时甚至会恶化,只有当水泥环的弹性模量大于一定数值后,增加其厚度才能改善套管的受力状况.     

纳米流体对储层润湿性反转提高石油采收率研究进展

储层岩石的润湿性对于石油采收率至关重要,近年来纳米流体润湿反转技术在提高石油采收率方面的应用得到了广泛关注,并取得了一系列成果。本文首先介绍了利用纳米流体对储层润湿性反转在提高石油采收率方面的应用,包括提高水驱效率和降压增注,其次归纳了润湿性变化的实验评价方法并分析影响纳米流体润湿反转效果的因素,表明纳米材料性质（类型、尺寸、浓度）和地层环境（温度、矿化度）均有不同程度的影响。然后阐述了纳米流体改变储层润湿性的机制,认为其包含纳米流体润湿铺展和纳米颗粒岩石壁面吸附的双重机制。最后指出运用此技术存在的问题和难点,并对以后的研究方向进行了展望。     

下部钻具组合造斜能力的影响因素分析

利用平衡侧向力法对现场常用的井底钻具组合的造斜能力进行了预测,探讨了井眼轨迹参数、施工参数对ＨＢＡ造斜能力的影响,并给出了影响规律的具体表达式,这对了地控制井眼轨迹具有一定的参考价值,利用长度油田某区块的资料,给出了计算实例。     

Seepage model and experiments of drag reduction by nanoparticle adsorption

The hydrophobic nanoparticle （HNP） adsorption is a new technique of drag reduction, which changes the wettability of the porous walls of the core, generates the slip-boundary of the fluid flow and consequently enhances the oil recovery. In the present work, a seepage model with consideration of the slip effect in the micro-channels and the influence of the equivalent pore radius mo- dified by the HNP adsorption is proposed based onthe Darcy＇s law. The permeability of the non-wetting phase in the porous media is calculated according to its dependence on the slip length, while the slip length is determined by a function of the contact angle and the equivalent pore radius. Numerical simulations are performed by use of the COMSOL multiphysics, and an acceptable agreement between experimental and simulation results is achieved （with an error less than 2.5%）. The present model can then be used for the mechanism investigation and the prediction of the oilfield performance.     

基于密封性能要求的超深井钻柱极限提升力的确定

为了评估大轴向载荷作用下的钻杆接头密封性能,保证钻杆接头的使用性能,采用三维有限元方法建立了双台肩钻杆接头高精度有限元模型,研究了钻杆接头的密封机理,并分析了其在上扣扭矩和轴向拉力作用下的力学特性。研究结果表明,双台肩钻杆接头的密封以主台肩、副台肩为主,只有当上扣扭矩使主、副台肩上产生一个合理的接触压力后,才能保证接头的密封性能;轴向拉力的作用将降低主、副台肩上的接触压力,从而影响接头的密封性能;当轴向拉力超过2 500 kN时,主、副台肩将失去密封性能,从而增加接头发生应力腐蚀的风险。该研究结果对超深井钻杆接头使用性能的提高和钻柱极限提升力的确定具有一定的参考价值。     

疏水性纳米SiO2增注剂的降压作用机理

根据最新的纳米点阵滑移效应,提出疏水性纳米SiO2降压增注剂的作用机理。疏水性纳米颗粒吸附在地层孔道表面,取代水化层,形成纳米层,使孔壁表面体现为强疏水性,导致水流产生了水流滑移效应,较大幅度的降低了流动阻力,从而提高了水流速度。通过润湿性变化、吸附电镜扫描等系列实验,证明了岩石微孔道中产生纳米滑移效应的可能性。流动试验结果表明,经纳米流体处理后,岩石的水相渗透率大幅提高,平均达到47%。     

拉应力条件下油气井套管腐蚀机理研究

结合断裂力学理论,通过慢应变拉伸等系列实验,探讨了拉应力加速油气井套管腐蚀的机理,认为腐蚀和碰伤会加快套管裂纹的孕育,断裂韧性和断裂强度因子的变化对裂纹的扩展起加速作用。慢应变拉伸实验结果表明,拉应力作用下,钢材在强腐蚀性地层水中的力学性能比空气中明显下降,而添加缓蚀剂后,力学性能得到改善;断口电镜扫描显示在地层水中断口的裂纹增多,同时断裂敏感参数也说明钢材在地层水中出现了应力腐蚀断裂特征;试样失重实验结果证明应力腐蚀速率比无拉应力时高出13.6％～24％,添加缓蚀剂可使应力腐蚀速率显著降低;能谱分析表明缓蚀剂通过迅速成膜减缓腐蚀对裂纹的扩展作用,较大幅度减缓了钢材的应力腐蚀速率,同时可以使钢材的力学性能的受损幅度降低。     

N80钢在地层水中的应力腐蚀行为研究

分别在空气和地层水两种环境中进行了不同应变速率下N80钢的慢应变拉伸(SSRT)实验,并进行了断口电镜扫描分析.研究发现,N80钢在空气中断口为均匀的韧窝,呈韧性断裂;而在地层水中,出现了晶间断裂,显示出应力腐蚀断裂(SCC)的敏感性,力学性能明显降低,并受到应变速率与温度的共同影响.试片腐蚀率实验结果表明,在应力作用下的N80钢腐蚀速率比无应力状态下高12%,而添加适当的缓蚀剂可以减缓N80钢的应力腐蚀,缓蚀率为38%~43.2%,同时力学性能有所改善.     

抽油杆柱与油管偏磨机理及偏磨点位置预测

结合油田生产实际,对抽油杆柱与油管系统的磨损介质类型和磨损机理进行了分析,建立了抽油杆三维力学综合分析模型,利用VisualBasic6.0语言和Matlab6.0语言开发了相应的仿真分析软件系统,并进行了三维井眼轨迹对抽油杆柱受力变形的影响研究。利用该软件系统,可以确定抽油杆柱与油管严重偏磨点的位置。使用新型抗摩擦接箍,可使定向井抽油杆柱偏磨的程度大幅度下降,从而节省修井时间并提高油井寿命。