超临界二氧化碳射流冲击压力参数影响规律

为了探明超临界CO_2射流对岩石冲击压力及其参数影响规律,利用计算流体力学模拟了超临界CO_2射流冲击的三维流场,对比了超临界CO_2射流和水射流的冲击压力,进行了参数影响规律研究。结果表明:在相同条件下,超临界CO_2射流能产生比水射流更强的冲击效果;超临界CO_2射流冲击压力随着喷嘴压降和喷嘴直径的增大而增大;随着喷距的增大,超临界CO_2射流的冲击压力降低,冲击范围扩大;围压和流体温度的变化对超临界CO_2射流冲击压力的强度和范围的影响极小,在工程应用中可以忽略。研究结果证实了超临界CO_2射流的冲击效果,探明了超临界CO_2射流冲击压力的参数影响规律,为超临界CO_2射流在钻完井工程中的应用提供了指导。     

水力脉冲空化射流欠平衡钻井提高钻速技术

研究了水力脉冲空化射流欠平衡钻井破岩、清岩、提高机械钻速机理,并在准噶尔盆地金龙3井进行了水力脉冲空化射流欠平衡钻井现场试验。研究结果表明,井底欠平衡状态下产生水力脉冲、空化冲蚀和局部负压效应,可改善井底流场,降低岩石的破碎强度,促进井底已破碎岩石及时脱离井底,减少反复切削及压持效应,从而达到提高机械钻速的目的。金龙3井相邻井段机械钻速对比表明,在钻井参数基本不变的情况下,采用牙轮钻头+水力脉冲空化射流发生器欠平衡钻井方式钻2 590~2 655 m井段和采用牙轮钻头+水力脉冲空化射流发生器+螺杆钻具欠平衡钻井方式钻2 655~2 759 m井段的机械钻速分别比采用欠平衡钻井方式钻2 485~2 590 m井段的平均机械钻速提高19.8%和87.1%。图5表2参14     

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。      

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。      

机械和水力联合破岩的力学模型

从机械、水力联合破岩时岩石所处的特定力学条件入手，建立了破碎岩石的基本力学模型；分析了联合破岩时岩石裂纹形成与扩展的条件；导出了岩石裂纹扩展的最可能方向，并通过实验进行了验证；得出了实验条件下射流的最佳喷射角为３０°左右。图２表１参４     

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。     

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。     

超临界CO2喷射压裂孔内增压机理

利用计算 流体力学方法模拟了超临界CO₂喷射压裂过程中的孔内流场,对比和分析了超临界CO₂喷射压裂与水力喷射压裂的增压效果,并研究了各参数对超临界CO₂喷射压裂增压效果的影响。研究结果表明:超临界CO₂喷射压裂在相同条件下具有比水力喷射压裂更强的孔内增压效果,在喷嘴压降为30 MPa时,其增压值比水力喷射压裂高2.4 MPa;超临界CO₂喷射压裂的孔内增压值随着喷嘴压降和喷嘴直径的增大而增大,随着套管孔径的增大而减小,且不受环空压力和超临界CO₂流体温度的影响。