注水井井下自发电技术研究

为了解决智能分注井井下测控设备供电问题,研究形成了注水井小流量井下自发电技术.考虑注水井管柱特点和工况特点,通过试验结合数值模拟,对发电机涡轮结构进行优化,研制了小直径涡轮发电机.根据电源特点,研发了井下整流稳压技术.室内进行了井下发电机性能测试,试验结果表明,流量为49.35m3/d条件下,发电功率为10.23W,达...     

弯段溢洪道糙条水面结构及涡流演化分析

为研究弯段溢洪道糙条消能工前后水面结构及涡流演化规律,利用气液两相流模型结合RNGκ-ε紊流模型对弯段溢洪道布置糙条时的水流进行数值模拟,采用VOF法捕捉自由液面,压力与速度的耦合方程组选用半隐式SIMPLE算法求解。试验结果表明,弯道内布置糙条时流速涡量及水面结构数值模拟结果与模型试验结果吻合较好;在弯段溢洪道合理布置糙条能有效制约横向环流的产生,水面横比降能在较短的距离基本稳定在1%左右,壅水轨迹线与中轴线的偏移距离能尽快稳定并在下泄过程中向重合的趋势发展;水流受糙条影响,涡流在糙条前主要以多股漩涡并存的形式相互制约,在糙条后漩涡形式较为单一,影响跨度较大,在壅水区甚至贯穿整个断面。     

弯段溢洪道导流墩联合糙条模型试验研究

为了研究弯段溢洪道中水流运动规律,建立了径宽比R/B为1.75的60°弯段溢洪道试验模型,通过改变导流墩联合糙条辅助消能工的布置参数,对实测数据进行分析,结果表明:导流墩联合糙条辅助消能工对水流有显著导流效果,可使水面横比降有效降低,使水面结构改善;长宽比L/B=0.187 5时水力条件优于L/B=0.125 0的,其最大消能率可达60%,水流动力轴线在弯道段,由凸岸向溢洪道中轴线靠近且出现不同幅度波动的趋势,在出口段,由凹岸一定程度向溢洪道中轴线迁移,大大缩短了纵向流速分布的调整距离。在弯道内合理地布置联合消能工既节省工程投资,又符合溢洪道水力特性要求。     

考虑开发动态的定性经验出砂动态预测

储层出砂是一个动态发展的过程,仅凭开发初期的测井资料开展定性经验出砂静态预测难以满足开发需要,应综合考虑开发动态资料来开展出砂动态预测。首先,在模拟三轴应力环境下进行了不同含水饱和度及孔隙压力变化影响下的疏松砂岩纵波波速测试,研究表明随含水饱和度增加,纵波波速逐渐增加,且胶结越弱,含水饱和度对纵波波速影响越显著;随储层孔隙压力降低,纵波波速逐渐增加,且胶结越强,孔隙压力变化对纵波波速影响相对越小;其次,采用二元二次函数拟合及最优化原理建立了含水饱和度及无因次孔隙压力变化综合影响的纵波波速模型,在此基础上引入储层压力亏空、含水率及岩性影响因子,发展了经典的组合模量模型,建立了定性经验出砂动态预测模型。加蓬Obangue油田现场应用分析表明,该模型具有较好的可靠性和实用性。     

糙条新体型水力特性数值模拟与试验研究

以往的溢洪道弯段消能导流措施多适用于宽深比(溢洪道宽度与平均水深之比)较小的弯道,对于宽深比较大的弯段溢洪道消能导流问题研究较少。结合新疆"635"溢洪道整治工程,在一般工程措施解决弯段溢洪道横向环流的基础上,提出糙条辅助消能工的新体型。为深入探究糙条的水力特性及导流机理,通过模型试验结合数值模拟的研究方法;基于RNG k-ε湍流模型对弯段溢洪道7种工况进行数值模拟计算,并与试验结果对比研究。结果表明:针对大宽深比弯段溢洪道的消能导流问题,糙条新体型有传统辅助消能工无法取代的优势,且在解决弯道环流、降低水面横比降、缩短下游调整段距离的同时,水面流态依然较传统型消能工优越。     

单甲基丙烯酸锌改性氢化丁腈橡胶老化过程的力学性能演变及其老化动力学

以单甲基丙烯酸锌(HZMMA)为反应型增强剂,制备了HZMMA改性的氢化丁腈橡胶(HNBR)复合材料,研究了无氧、高温条件下HNBR复合材料老化过程的力学性能演变、老化行为及其老化动力学。结果表明,在180℃和200℃的老化温度下,老化前期HNBR/N 990/HZMMA、HNBR/HZMMA复合材料的拉伸强度有所增加,出现极值现象;随着老化时间的延长,材料的拉伸强度呈现逐渐下降的趋势,HNBR/HZMMA复合材料的拉伸强度下降较为缓慢。建立了HNBR/HZMMA复合材料的老化动力学模型,依此模型预测该材料在150℃下的使用寿命超过3年,HNBR/HZMMA复合材料具有优异的耐热老化性能。     

聚氨酯类自膨胀防砂材料制备及性能评价

水平井裸眼防砂主要面临完井地层易坍塌,粉细砂油藏滤砂管易被堵塞,裸眼水平井砾石充填难以实现环空均匀饱和填砂等问题。针对上述问题,研制了具有形状记忆功能的聚氨酯类自膨胀防砂筛管材料,研究了驱替小样的形状记忆性能、渗透性能、抗压性能和耐酸碱性能,考察了聚氨酯筛管样件的流通性和挡砂精度。结果表明,该聚氨酯材料形状记忆功能良好,形状回复和膨胀受温度影响较大,温度越高,形状回复率越大,形状回复越快,温度达到90℃以上时的形状回复率大于99%,基本回复到初始状态;该聚氨酯材料膨胀率随温度升高而增加,最大可达400%。所制备的聚氨酯压缩材料回复至初始状态后的渗透率为180×10~(-3)数200×10~(-3)μm~2,抗压强度为1数3 MPa,耐酸碱性良好。与树脂滤砂管相比,聚氨酯筛管样件流通性差,挡砂精度高。     

启动压力梯度对低渗透油藏微观渗流及开发动态的影响

基于广义达西定律,考虑启动压力梯度影响,建立了渗透率各向异性低渗透油水两相渗流模型,并基于虚位移原理开发了有限元程序,以大庆油区苏仁诺尔油田苏301断块矩形五点线性注采井网为例,分析了启动压力梯度对低渗透油藏微观渗流和宏观开发动态的影响。结果表明:受启动压力梯度的影响,低渗透油藏内渗流速度变化存在显著的延迟效应,渗流速度呈阶梯状变化;启动压力梯度越小,油井初期产油量越高,但后期含水率上升速度越快,油井后期产油量降低幅度越显著;启动压力梯度越大,油藏采出程度越低,且随着生产时间增长,对采出程度影响越显著。     

弯段溢洪道导流墩联合糙条消能工水力特性试验研究

由于弯道离心力与边墙的作用,导致溢洪道内产生水面超高、横向冲击波等问题。为了充分体现加设导流墩糙条后对溢洪道内水力特性影响,通过对曲率半径与底宽比值为2. 2的60°弯段溢洪道试验研究,得到了不同试验方案下溢洪道各典型横断面的水深与水流动力轴线分布规律。结果表明:导流墩布设位置和个数均可以一定程度地改善溢洪道内水面结构形态,单一形式导流墩对弯道内水面结构改善效果不如导流墩和糙条联合布置形式; 5组试验方案最大水面差及最大水深在1/5～2/5弯道横断面和4/5弯道横断面相邻上下游位置发生频率较大,且导流墩糙条联合方案的水流动力轴线更趋向弯道中轴线;相比同类消能工,导流墩糙条联合形式布置在弯道内更加节约工程造价,且施工较方便,可为实际工程设计提供理论参考依据。     

DJ-210型大井眼卡瓦锚定式防砂充填工具的研制

针对目前在疏松砂岩油藏采用三开裸眼充填和244.5mm套管防砂完井工艺受工具的限制,而采用皮碗工具悬挂滤砂管防砂及两步法充填防砂完井,施工周期长,作业成本高,且防砂效果难以保证的状况,研制了DJ-210型大井眼卡瓦锚定式防砂充填工具。该工具配以相应的防砂管柱可实现地层改造,起到既防砂又增油的双重效果。该工具采用组合式胶筒密封及双向卡瓦锚定,使其封隔压力高,悬挂能力强,确保了防砂施工的成功率,实现了地层填砂、环空填充一体化工序,较好地解决了三开裸眼悬挂充填防砂及244.5mm套管射孔出砂井地层改造及环空充填防砂完井的防砂难题。现场8口井的应用表明,使用该工具实现了防砂后不减产甚至增产的良好防砂效果。