考虑井眼清洁条件下的小井眼钻井液性能优化研究北大核心

新疆油田玛湖部分区块采用长水平段(超2000 m)小井眼技术进行钻井和开发。在钻井过程中,井眼不清洁导致的卡钻,井筒压力过大导致的漏失问题严重制约了该区块的高效经济开发。钻井液性能的优化是解决上述问题的关键方法之一。为此,采用了CFD数值模拟的方法,建立了环空固液两相流模型,探究了不同钻进参数下钻井液不同流变参数(赫巴流变模型)对岩屑运移和环空压耗的影响。根据数值模拟结果可知:(1)提升钻井液密度有利于提高携岩能力;(2)不同钻进参数下,钻井液流变参数对岩屑运移作用效果不同;(3)钻井液流变参数并非越大越有利于岩屑运移;(4)结合玛湖区块特征,确立了最优钻井液流变参数范围,并将该范围成功的应用于现场。     

深水CML双梯度钻井钻井液液位高度优化设计

为了优化井筒压力剖面,实现更大的钻进深度,建立了CML双梯度钻井钻井液液位高度优化模型。模型以地层压力窗口为约束条件,以井底压差最小化作为优化目标,对钻井液液位高度进行优选。通过案例分析了钻井液密度、泥浆泵排量、安全余量等参数对优化结果的影响。研究结果表明,相比于泥浆泵排量,最大钻进深度、井底压差与最优钻井液液位高度受钻井液密度的影响更显著;相比于不考虑安全余量,考虑安全余量会使井筒压力更加安全地落在压力窗口内,但会明显降低最大钻进深度。采用优选后的钻井液液位高度,既能实现更大的钻进深度又能降低井底压差,同时保护储层。     

难降解有机物的高级化学氧化技术

介绍了高级化学氧化技术的基本原理,包括光催化氧化技术、臭氧类氧化技术和Fenton类氧化技术.总结了高级化学氧化技术在处理含有难降解有机物的废水领域的研究及应用现状,并指出了该技术在应用中存在的一些问题和与其他技术联用的发展方向.     

海上高温高压井环空ECD精细预测模型

为了准确预测高温高压井环空ECD,基于高温高压下钻井液流变性测试数据,利用多元非线性回归得到了钻井液密度和流变参数计算模型。通过将钻井液密度和流变参数计算模型与井筒传热模型耦合,建立高温高压井环空ECD精细预测模型。相比Drillbench软件计算结果,该模型更接近于实测PWD数据,误差更小。实例井计算结果表明,循环钻进过程中,下部环空温度不断降低,钻井液密度和稠度系数受温度影响不断增加,导致环空ECD不断增加;钻井液排量与地温梯度是影响环空ECD分布的关键因素,排量越大,环空压耗越大,进而环空ECD也越大;地温梯度直接影响环空温度分布,地温梯度的增加将导致环空ECD的不断降低。      

考虑钻井液流动阻力与钻柱旋转的井筒瞬态传热新模型

为了分析钻井液流动阻力与钻柱旋转对井筒温度的影响,文中基于能量守恒定律,考虑流动阻力产生的摩擦热能与钻柱旋转产生的旋转动能,建立了井筒瞬态传热新模型。该模型的计算值比Yang数值模型和Al-Saedi解析模型的计算值高,更接近井底实际温度。实例井计算结果表明:相比于流动阻力,钻柱旋转对井口温度和井底温度的影响较大;流动阻力与钻柱旋转对上部井段温度的影响不大,但随着井深的增加,影响逐渐加剧;随着钻柱转速与钻井液排量的增加,环空温度不断增大。     

莺歌海盆地斜坡带全井段孔隙压力预测方法

为探索多源多机制孔隙压力预测方法,精准预测莺歌海盆地斜坡带全井段的孔隙压力,综合考虑区域沉积构造演化过程、测井数据的响应特征,明确了各层段异常高压成因;针对常规高压机制地层,优选了不同层段的孔隙压力预测模型;对复杂成因地层开展了孔隙压力精确预测新方法的研究。研究表明,莺一段—莺二段上部层段异常高压成因为 “欠压实作用”,可使用Eaton法预测孔隙压力;莺二段下部层段异常高压成因为 “欠压实作用为主、流体膨胀为辅”,可利用Bowers加载法预测孔隙压力;黄一段异常高压成因为 “流体膨胀为主、欠压实作用为辅”,可使用Bowers卸载法预测孔隙压力;黄二段异常高压成因复杂,为“超压传递+流体膨胀为主、欠压实作用为辅”的组合模式,针对此特殊成因,提出了多变量孔隙压力预测新模型。将预测结果与实测孔隙压力数据进行了对比,全井段预测精度达97%,能满足工程需求。研究结果可为莺歌海盆地斜坡带钻井设计和施工提供依据和指导。     

遗传算法在复杂系统可靠度最优分配中的应用

复杂系统可靠度最优分配问题是一个具有多局部极值的非线性的优化问题,使用遗传算法求解该问题搜索到其他算法未能得到全局或次优最优解,在遗传算法的应用中,使用基于排名的选择策略和最成保存策略,改善了遗传算法的收敛性能。     

低阶煤显微组分对混煤热解过程含氧官能团析出及转移规律的影响

采用化学滴定法,结合傅里叶红外分析,研究低阶煤显微组分对混煤含氧官能团析出及转移规律的影响,分析低阶煤镜质组分和惰质组分对混煤含氧官能团交互作用及析出转移规律的影响. 结果表明,混煤中酚、醇、醚、酯的C-O含氧官能团在热解温度达600℃时脱除达到基本稳定;400~600℃析氧率逐渐增加,之后稳定在30%左右,700℃后氧析出完全. 加入低阶煤使混煤热解过程中氢流失少于氧流失,有利于提高胶质体质量.     

基于热传递作用的环空圈闭压力预测与分析

环空圈闭压力上升是深水油气井钻采过程中水泥环密封完整性面临的主要问题之一,基于此研究井筒高温流体热传递引起的环空圈闭压力上升问题.根据PVT状态方程和弹塑性力学理论,建立了环空温度、体积变化耦合的环空圈闭压力预测模型,并采用迭代法对模型进行求解.分析了环空温度、环空流体的膨胀、压缩系数及套管的泊松比、线性膨胀系数、弹性模量、壁厚参数对环空圈闭压力的影响.通过误差分析表明,迭代结果逐步收敛,且随着温度的增加,迭代次数也逐渐增加,迭代结果收敛变缓.