塑性应变准则在油井出砂预测中的应用

用塑性应变准则建立了油井出砂预测的有限元力学模型，岩石的屈服应力准则用Drucker-Prager准则。在某油画地层参数下，用该模型得到了不同井筒压差所对应井壁附近的塑性应力、应变变化结果，用这些结果可预测油井出砂情况。根据临界塑性应变，确定了井壁不出砂的临界生产压差，为油井正常生产提供了理论数据。     

疏松砂岩临界出砂压差的计算方法研究及应用

提高气田开采速度与控制地层出砂之间的矛盾已逐渐成为困扰疏松砂岩气田开发的主要问题之一.准确预测气层出砂的临界生产压差,以此作为气井配产的重要依据之一,对气井测试及开采具有重要的现实意义.对疏松砂岩气田的出砂机理进行了全面分析,利用测井资料计算岩石力学参数,并运用Mohr-Coulomb破坏准则计算气井出砂的临界生产压差.通过对比S气田多口气井实际出砂生产压差与计算的临界出砂生产压差,其符合程度较高,表明该方法合理,对疏松砂岩气田合理生产压差的确定具有指导意义.     

地层压力衰减对水平井井壁稳定性的影响

根据等效塑性应变准则,在分析井壁岩石等效塑性应变相对变化量与地层压力衰减值的基础上,研究稳定井壁临界生产压差与地层压力衰减之间的关系。研究发现,井壁稳定性随着地层压力的衰减而减弱,临界生产压差随着地层压力的衰减而减小,且临界生产压差与地层压力衰减值呈幂函数关系。针对水平井开发提出了一套井壁稳定实时监控和生产压差合理调整的方法。     

地应力和油藏压力对弱胶结砂岩油藏出砂的影响

借助岩石力学的基本理论 ,结合弱胶结油藏的岩石学特征 ,系统地分析了原地应力、生产压差等因素对弱胶结砂岩油藏出砂的影响 ,并对防砂技术和措施进行了讨论。结果表明 :在弱胶结砂岩地层 ,地应力的非均匀性将导致某些方位地层先于其它方位地层剪切屈服、出砂 ,因此 ,对这些方位进行选择性避射将有助于防砂和延长油井开采寿命 ;当井筒内压力保持不变时 ,随着油藏压力衰竭 ,射孔孔眼发生剪切屈服、出砂的可能性增大 ;当地层压力恒定时 ,随着开采压差的增大 ,射孔孔眼发生剪切屈服、出砂的可能性随之增大     

优质筛管防砂井产能预测方法研究

油气田开采过程中的出砂问题十分普遍,对于出砂油气藏,防砂是必不可少的环节。机械防砂作为最重要的防砂措施,得到了越来越广泛的应用。优质筛管防砂是现场应用比较普遍的防砂管柱防砂技术。优质筛管本身的渗透性一般较大,不足以对油井产量造成影响。而从地层产出的细砂会不断充满防砂管柱与井壁的环形空间。由于地层产出砂沉积后的渗透率较低,会对油井产能造成较大的影响。本文以地层砂为研究对象,以地层砂粒度分析为研究基础,分析了不同颗粒粒度及其分布所产生不同的地层砂渗透率。运用渗流力学的知识对优质筛管堆积砂层表皮系数进行了计算;并建立了不同颗粒粒度及其分布、环空砂层表皮系数与油井产能关系的模型,从而更好的预测出砂后优质筛管防砂井的产能,对指导现场生产具有一定的意义。     

井壁稳定性的断裂损伤力学分析

为了研究石油工程中的井壁失稳问题,将断裂力学和细观力学相结合,给出了一种新的计算方法.根据断裂力学和微观损伤力学原理,研究了脆性岩石中含微裂纹的扩展条件、扩展方向和变形机理.由井壁附近的应力状态和岩石破坏准则,建立了井壁坍塌和地层破坏的力学计算模型,并对井壁稳定性的问题中的井壁坍塌和地层破坏进行了定量的分析,确定了钻井液密度的范围.所给出的计算结果与传统的油井工程中采用的摩尔-库仑准则所得出的结论相同.同时通过细观力学分析和考虑岩石断裂韧性的影响,提出了岩石的内禀断裂应力的概念.此概念将揭示岩石变形机理的本质,并为钻井工程设计提供理论参考依据.     

基于井周应力作用下气井出砂定量预测

基于气井防砂的重要性,本文以松辽盆地徐家围子气田矿场数据为基础,研究了生产时地应力作用下的地层出砂。在4个假设条件的前提下,从地层应力角度出发,建立了基于井周应力作用下气井出砂预测模型,认为生产时出砂不仅在井壁而是延伸至井周一定范围,即满足塑性破坏条件的出砂半径内的出砂,基于井周应力分布依据岩石破坏准则计算气井出砂半径,根据出砂半径内流体渗流规律计算得出气井在一定产量生产时的出砂量.研究结果表明:在应力分布变化方面,径向有效应力、周向有效应力、轴向有效应力分布随圆周角周期性变化,实际大小与该地原始地应力分布有关.X1井周向有效应力随井周角变化较大,极差为24.49 MPa;径向有效应力极差为1.99 MPa;轴向有效应力极差为6.62 MPa.出砂临界半径与井周应力关系密切,随着距井轴距离的增大,地层应力的综合作用逐渐不能满足岩石破坏准则,岩石不在此地应力作用下发生破碎.X1井出砂半径为0.137 m,可认为大于0.137 m范围的井周岩石不在地层应力作用下破碎出砂.该模型在气井投产初期出砂量的预测效果较好,气井出砂量误差控制在2.6%以内,这说明模型对气藏开采初期的出砂具有较好的预测作用.     

钻井过程中井壁热应力数值模拟

井壁热应力对于井壁稳定性、水力压裂、水泥环胶结强度、热采套管的损害等都有影响。文中根据热弹性力学理论,将地层假设成均匀连续弹性介质,推导建立了井壁热应力的数学模型,并结合井内流体流动和静止过程中井壁温度场的变化,采用数值计算方法得出了井壁热应力的瞬态分布,包括井壁热应力随井深、径向距以及时间的变化。文中的理论模型和计算结果对于研究由于热应力引起的现场问题都具有指导意义。     

陆良与保山盆地第三系浅层气田开发规律探讨

以云南陆良、保山盆地第三系浅层气田为例,结合国内外浅层气田的开发经验,探讨浅层气田的开发规律,以指导同类气田的开发.浅层气田一般气藏规模小,气柱高度小;产层疏松,大部分气藏为有水气藏;生产时气藏无水生产时间短、稳产时间短,气井容易出水、出砂,其开发规律明显区别于中深层整装构造型气藏.针对陆良、保山浅层气田生产表现的"三低"(低单井日产水平、低采气速率、低采出程度),气井见水快,井筒容易积液,产层容易出砂,出水大则出砂也大等特点,提出以下对策:(1)依据多井小压差原则,进一步完善井网,避免频繁激动气井;(2)严格按.规定压差生产,及时确定气井"三稳定"的最佳工作制度,生产中;(3)尽量减少或杜绝井口气量调节,更不能轻易关井;(4)一旦发生气井水淹,尽快采取措施,避免造成井底或地层的严重污染,给复产带来困难;(5)加强气田生产测井、试井、产能测试,取全取准各项资料,及时进行动态分析与动态监测,对生产中出现的问题做到早发现、早解决.从而保证气田平稳、正常开采.     

适用于北部湾盆地易坍塌地层的水基钻井液研究

北部湾盆地存在大量易垮塌的复杂地层,钻井过程中容易发生井壁失稳问题.针对北部湾盆地W油田主要目的层的实际情况,为解决井壁失稳问题,减小对储层的伤害,研究改进水基钻井液配方,形成新型水基钻井液体系和储层改造液.实验测试结果显示,新型水基钻井液体系具有良好的封堵性、抑制性和携砂能力,有利于井壁稳定;储层改造液对储层岩心具有一定溶蚀作用,可有效增大孔喉,且酸化效果较好,岩心渗透率恢复值较高.W油田的开发井尝试采用新型水基钻井液体系,在易坍塌地层的钻进过程中,井壁稳定性较好,起下钻和下套管都较为顺利;同时,储层保护效果较好,油田实际产量远远超过油藏配产.     

低压易漏长裸眼段固井防漏工艺技术概述

为有效避免低压易漏长裸眼段固井漏失,提高固井质量,从井眼准备、水泥浆体系、固井工艺和注替技术四方面进行综合治理。实施固井防漏工艺的前提是分析薄弱层位,掌握漏点位置,确定地层＂四压力＂数据,尤其是漏失压力。通过提高地层承压能力、使用分级或尾管悬挂等固井工艺,开发高强低密度水泥浆体系,优化浆柱结构,减小尾浆附加量,合理设计注、替浆排量,控制施工泵压,使得环空动液柱压力小于地层漏失压力,是低压易漏井防止固井漏失和提高固井质量的主要工艺技术。     

进气道喷氢对氢内燃机进气压力波动的影响规律

将一台排量为2.0 L的气道喷射汽油机改装为气道喷射的氢内燃机,通过台架试验研究喷氢时刻对于进气系统压力波动的影响机制,提出利用优化氢气喷射提高氢内燃机空气流量的方法。试验结果表明:氢气喷射会提高歧管压力并增强压力波动;歧管内压力不仅受本缸喷氢影响,还会受其他缸喷氢激励;低速时在下止点至进气门关闭的区间或与之相隔180℃A的区间喷射会有较大的空气流量,高速时仅在下止点至进气门关闭区间可以得到最大空气流量;利用氢气喷射可以获得4.4%(低速)至7.3%(高速)的空气流量提升。       

压差法测定塑料薄膜透气性能

在试片一侧施加一定压力的测定气体,另一侧抽真空,在试片上形成压力差,使试验气体在试片中扩散并徐徐透过,减压侧(真空侧)压力增加,压力与时间呈直线变化,用所得直线的斜率通过演算式计算气体透过系数和气体透过量.     

疏松砂岩储层临界生产压差确定方法

出砂问题是疏松砂岩油藏开采无法回避的问题,岩石骨架出砂具有连续性和破坏性大的特点,合理井底流压管理是生产过程中避免地层大量出砂的一项重要手段。针对岩石力学参数获取难度大的问题,利用测井资料结合经验公式,获得油田储层力学参数,根据剪切破坏机理计算临界出砂井底流压,计算结果与实际出砂井流压数据吻合较好。     

钻井液压力波传输过程压力脉动问题研究

采用波动模拟法研究钻井液压力波传输过程的压力脉动问题,给出压力波在钻井液管道特别是弹性异径管——水龙带内传输时压力脉动振幅的计算模型.实例计算证明,压力波传输过程中压力脉动分布情况随管段长度和假想管路端位置变化而变化,且压力波速的急剧降低以及异径点处的能量损失是导致压力波信号经过水龙带后检测质量下降的主要原因之一.最后给出压力波传输过程中传感器设置的具体优化措施.     

Quick determination of gas pressure before uncovering coal in cross-cuts and shafts

The determination of gas pressure before uncovering coal in cross-cuts and in shafts is one of the important steps in predicting coal and gas outbursts. However, the time spent for testing gas pressure is, at present, very long, seriously affecting the application of outburst prediction techniques in opening coal seams in cross-cuts and shafts. In order to reduce the time needed in gas pressure tests and to improve the accuracy of tests, we analyzed the process of gas pressure tests and examined the effect of the length of boreholes in coal seams in tests. The result shows that 1) the shorter the borehole, the easier the real pressure value of gas can be obtained and 2) the main factors affecting the time spent in gas pressure tests are the length of the borehole in coal seams,the gas emission time after the borehole has been formed and the quality of the borehole-sealing. The longer the length of the borehole, the longer the gas emission time and the larger the pressure-relief circle formed around the borehole, the longer the time needed for pressure tests. By controlling the length of the borehole in a test case in the Huainan mining area, and adopting a quick sealing technique using a sticky liquid method, the sealing quality was clearly improved and the gas emission time as well as the amount of gas discharged greatly decreased. Before the method described, the time required for the gas pressure to increase during the pressure test process, was more than 10 days. With our new method the required time is only 5 hours. In addition, the accuracy of the gas pressure test is greatly improved.     

求算钻井循环系统压耗的"反分析"方法

通过对实际钻井循环系统进行分析,找出了应用目前的计算模式预测钻井循环压耗出现较大偏差的原因：提出了运用“反分析”求算钻井循环系统压耗的思想、模型及方法。通过实例运用和计算,与实测值比较结果表明．此方法具有很好的准确性,适用于直井、斜井、水平井等多种井况。     

超高压直残剪试验系统及其初步应用

为研究高压下土的强度特性，以保证深部地下工程设计与施工的安全性，成功研制了法向压力可达30MPa的DRS－1型超高压直残剪试验系统，该试验系统性能可靠、精度高，各主要技术指标达国内外同类设备先进水平。初步试验结果表明，在高应力条件下砂的抗剪强度有异于低应力条件。     

砂卵石地层圆形深基坑支护结构土压力

在以砂卵石地层为主的成都平原地区,近年来圆形深基坑工程逐渐出现,但一直无适宜的支护结构土压力的确定方法,对土压力分布特征尚不清楚。运用弹塑性数值模拟方法,充分考虑桩土变形协调关系,确定了成都地区砂卵石地层的圆形深基坑支护结构上土压力的分布规律,呈现出在围护桩中下部偏大的近似三角形分布模式,平均值小于Rankine主动土压力。开展了模型试验研究,针对试验模型,数值计算值与试验值分布规律整体上具有相似性,二者较为接近,说明了数值计算结果具有一定的合理性。