层状介质条件下水压裂缝缝内流场的理论研究

在水力压裂过程中,缝内流体的流动特征对裂缝的延伸和形态具有很大的影响。层状介质中水压裂缝的传播形状是不规则的,其三维流场可按多孔的平行平板间的层流流动进行模拟。根据水压裂缝缝内流体的流动特点,完成了三维流场的实际流动向二维流态转换的理论研究,得出了一些有益的结论。     

钻井环空水力学及携岩理论研究进展

本文综合介绍了石油大学钻井环空水力学课题组近１０年来所研究的成果。重点介绍了（１）垂直井同心环空中幂律流体及牛顿流体轴向流层流流场的研究，建立了速度、视粘度、排量及压耗等模式；（２）垂直井同心环空中纯粘性流体螺旋流层流流场的理论分析；（３）定向井偏心环空中幂律流体流动规律及宾汉流体轴向流层流流场的研究；（４）定向井及水平井岩屑运移机理与规律的研究，从实验架上实际观察得出了反映岩屑运移机理的四种流动物理模型，分析了影响岩屑运移的因素；根据双层理论导出了大斜度井岩屑床厚度的理论模式，并通过大量室内实验得出了大斜度井及水平井段岩屑床厚度的经验模式，这些研究成果都得到了现场的验证，并成功地应用到走向井钻井施工中。     

钻头与地层相互作用的新模型

本文综合考虑了地层各向导性和钻头各向异性对井眼轨迹的影响,经过力学分析和数学处理,建立了更为一般的钻头与地层相互作用模型即UPC模型。它是目前已有类似模型的推广。在此基础上,本文给出了有效钻力的概念,从而找到了确定钻头钻进方向的根据。利用UPC模型,并结合底部钻具组合三维分析程序,既可预测井眼轨迹,又可反求地层因素或钻头各向异性指数等。     

井眼轨迹控制的多功能微机程序

本文在SHA变形分析及钻头与地层相互作用研究的基础上,从定向井轨迹控制的实际需要出发,研制了一个多功能微机程序。该程序的主要功能包括:(1)评估地层的各向异性;(2)预测二维井眼轨迹;(3)优化稳定器的安放位置;(4)进行钻压控制计算;(5)预测井斜方位漂移趋势。通过实际算例检验,说明该程序的计算功能稳定可靠,可在油田推广使用。     

用有限元方法计算轧钢机主传动中万向连轴节扁头应力的力学模型选取

用有限元方法计算扁头的应力时,(1)应根据扁头零件的具体结构、外载荷情况及零件的约束情况,确定计算的力学模型,从而计算出扁头危险点的应力;(2)必须选扁头及和扁头连着的一块整体金属制成的零件整体为力学模型;(3)在同一零件上,采用不同类型的单元,并使用特殊的连接技术,形成一个完整的力学模型。这样做的优点是:可以减少大量的计算单元,从而降低上机的机时,节省计算费用。     

幂律流体偏心环空波动压力数值解

钻井液性能和环空几何形状对波动压力影响很大.本文建立了双极坐标下非牛顿流体偏心环空稳态波动压力的控制方程,利用盒式积分法和有限差分法推导了椭圆型变系数非齐次偏微分方程的数值模型,以幂律流体为例计算了下套管作业时所产生的激动压力梯度和偏心环空速度分布.模型计算结果表明:随偏心度增加,波动压力减小,偏心环空宽、窄间隙内速度分布差异增大.管柱完全平躺于井眼下侧时的波动压力大约只有管柱居中时的一半.文中还把数值模型计算结果与经验模型和近似模型计算结果进行了对比.     

修正幂律模式特征参数的确定及应用

本文根据所建立的修正幂律流体同心轴向环空流动模型，从理论上推导了确定修正幂律流体的流核速度，流核尺寸、剪切速率、环空压耗等特征参数的计算表达式。利用大港油田的第一口水平井的数据分析了该流变模式与其它３种流变模式的对比情况。     

国内外水力压裂技术现状及发展趋势

综述了目前国内外水力压裂技术发展现状，重点分析了８０年代中后期发展的优化水力压裂设计和９０年代与水力压裂技术相关的新材料（支撑剂、压裂液、添加剂等）和新技术（高砂比压裂、重复压裂、压裂监测和裂缝检测等技术）发展状况。提出了国内水力压裂技术发展趋势，如开发全三维水力压裂软件，研究裂缝诊断技术和装置，以及开发实时现场压裂分析等     

大斜度井及水平井钻井液的选择

分析了大斜度井及水平井的主要特点，对大斜度井及水平井常用的钻井液体系进行了归类，指出其各自的优缺点，提出解决各关键因素的措施，并为控制泥浆性能对钻井设备，固相控制设备方面提出了各项要求，在此基础上进行设计。     

应用蒙特卡络优化方法评价水平井岩屑床厚度

本文根据理论研究所得到的计算大斜度段及水平井段岩屑床厚度的经验模式，引用蒙特卡络非线性优化方法，对我国已完钻的７口水平井的资料进行了分析，并且提出了以２ｃｍ为大斜度段和水平井段钻进的岩屑床安全厚度，再考虑适当的附加值来设计第三洗井区的环空返速的方法。