支撑剂嵌入岩石定量计算模型研究

裂缝闭合后存在支撑剂嵌入现象,在高闭合压力、软地层中尤为显著,支撑剂嵌入导致裂缝缝宽减小、导流能力降低、压后增产效果差。通过微元受力分析确定裂缝岩石面在支撑剂作用下的变形量,各微元弹性变形弹力之和即单颗粒支撑剂在闭合压力下承受的压力,叠加微元变形弹力建立支撑剂嵌入深度定量计算模型,为定量分析支撑剂嵌入程度提供了理论依据。计算并分析了闭合压力、支撑剂粒径、岩石杨氏模量对支撑剂嵌入的影响,对于优化压裂设计、提高压裂改造效果具有十分重要的意义。     

考虑任意压力分布的裂缝诱导应力场计算模型及其应用

通过复分析和断裂力学Westergaard应力函数方法建立局部受均匀内压力作用下的诱导应力分布模型,并以此为基本单元结合数值积分复化矩形法的思路,叠加得到考虑任意压力分布情况的诱导应力计算模型。采用先计算再虚实分离的方法进行编程,验证单元模型的精度。模拟缝内压降、裂缝不对称延伸和净压力周期性波动对裂缝诱导应力的影响。结果表明:经典的裂缝诱导应力模型仅是局部受均匀内压力模型的特解;考虑缝内压降后,远井位置形成缝网的可能性大幅度下降,天然裂缝的稳定性显著提高;裂缝不对称延伸使裂缝附近的压应力区向短半缝偏移,但远离裂缝区域的诱导应力仍关于裂缝中垂线对称;缝内净压力周期性波动对诱导应力的影响范围在五分之一半缝长以内,求解远离裂缝区域的应力时,可以将平均压力直接带入经典公式计算。     

裂缝性储层射孔井水力裂缝张性起裂特征分析

基于弹性力学和岩石力学理论,考虑天然裂缝与射孔孔眼相交的空间关系,结合张性起裂准则,建立了裂缝性储层水力裂缝沿天然裂缝的张性起裂压力计算模型.计算结果表明:水力裂缝沿天然裂缝的张性起裂压力较岩石本体起裂压力显著降低,裂缝性储层水力裂缝倾向沿天然裂缝起裂.张性起裂压力大小对比分析表明,孔眼指端和孔眼顶部位置天然裂缝的张性起裂压力最小,为水力裂缝的最易起裂点;天然裂缝为低倾角时,水平最大和最小地应力方位的张性起裂压力差变小,水力裂缝将从井眼不同周向方位同时起裂延伸,扩展为径向缝网.实例计算分析证实了裂缝性储层水力裂缝的起裂特征.     

页岩水力裂缝网络形态及激活机制研究

针对页岩体积压裂后量化复杂裂缝网络构成及裂缝激活程度的问题,基于有限元、全局嵌入黏聚区域模型以及真实页岩露头,建立了预制结构弱面的复杂水力缝网模型。在考虑全耦合应力-流体影响下,研究了弱面逼近角、水平应力差、压裂液黏度以及排量对裂缝网络组成、几何形态以及SRV的影响,提出能够量化分析裂缝网络构成以及裂缝激活程度的裂缝相对激活程度概念。研究结果表明,页岩压后裂缝几何形态受力学性质最弱的弱面控制,分别呈轴对称与中心对称网络状分布;裂缝网络由主导游离气传输的弱面型裂缝与主导吸附气传输的基质型微裂缝共同构成;弱面逼近角、水平应力差以及压裂液黏度对SRV长轴的影响并非呈现单调性变化,逼近角的增加、水平应力差、压裂液黏度以及适当排量的降低会导致SRV短轴增加;水平应力差对裂缝相对激活程度的影响也并非呈现单调性变化,弱面逼近角、压裂液黏度以及排量的增加会引起基质型微裂缝相对激活程度、激活裂缝总长度的增加以及弱面型裂缝相对激活程度的降低。     

潮汐力的连续性特征

将地球的潮汐力分解为两个分力FC1,FC2,在黄道坐标系内分别讨论其连续性特征,针对各分力振幅的连续性俯视特征,映射出各潮汐分力的全球性特征分布,进而讨论了各个特征曲线交点的属性;在直角坐标系内研究了海潮等振幅曲线的表示方法,论述了潮汐振幅极大点在地球公转过程中的位置变化,及在自转过程中的时间、地点变化特点,最后指出：①由潮汐分力导致潮汐波的振幅具有对称性;②潮汐等振幅线为环形线;③海潮极大点的绝对振幅主要受所在海域的海水质量控制;④大气、地幔潮汐振幅的连续性特点与海潮具有相似性。     

地球膨胀运动的参数算法与膨胀阶段划分

讨论了地球膨胀阶段的地球表面积、体积、半径等参数的改变量计算方法,对如何根据实际资料求取地球膨胀的数值等技术手段作出说明,列出相关计算公式。根据以往的研究成果对地球膨胀阶段划分提出了新的认识,认为地球的膨胀可划分为:表面积扩充阶段、体积扩充阶段、岩浆外溢量持续增大阶段、岩浆外溢量持续减小阶段、地球收缩阶段等。地球的膨胀过程既不是半径一概增大的过程,也非单调减小的过程,而是一种受周期性函数作用力控制,地球半径在“增加—减小—增加—减小”的循环往复中逐渐增长。     

气相法制备石油磺酸盐的反应条件优化

测定了大港油田羊三木油区减二线油和减四线油的蜡、沥青质、芳烃含量,结果表明两者蜡和沥青质含量均较少,可不经处理用于磺化,其芳烃含量分别为42.4%或38.2%。以氮气抽提发烟硫酸而得稀释SO3气体作为磺化剂,得出减二线油直接磺化粗产品率比减四线高出12.3%,因而选用了减二线油进行合成。但要提高磺化产率,需进行复配优化处理,筛选大港减二线油与重烷基苯以6∶4进行复配,粗产品的收率达到90.3%。并在此基础上,以中和值、活性物含量、不磺化物含量和无机盐部分作为评价指标,对磺化反应影响因素进行了优化：反应温度50～55℃,反应时间5h,SO3气体平均浓度4.5g/L,稀释混合气流速为140L/h。经中和后无需分离直接得到了性能稳定的石油磺酸盐表面活性剂。     

阻力系数法测定就地CO2降低原油粘度能力

利用就地CO₂ 在多孔介质中降低原油粘度技术是一种新研制开发的提高原油采收率有效技术,研究了就地CO₂技术降低原油粘度的测定办法,提出了阻力系数法。对单液法和双液法就地CO₂体系在填砂管中对原油的降粘能力进行了实验评价,结果表明:在油藏条件下,当原油粘度为12904.1mPas,温度70℃,压力6MPa时,单液法可以使原油粘度降低42.15％,双液法可以使原油粘度降低52.69％。证明阻力系数法测定原油粘度下降是可行有效的。     

层次分析法在管道穿越河流方案选择中的应用

引入层次分析法,解决大口径油气管道河流穿越的方案选择问题。介绍了层次分析法的基本原理,详细论述了用层次分析法进行大口径油气管道河流穿越方案选择的步骤,以施工周期、河床适应性、施工工艺复杂性、对其它行业的影响、投资为评价因素,构建了最佳河流穿越方案选择的层次结构模型,并应用层次分析法对输气管道唐河穿越方案进行了分析,得出了多个穿越方案对于最佳河流穿越方案的相对权重,最后确定水平定向钻穿越为唐河最佳穿越方案。     

塔河超深裸眼分层注水管柱变形计算与对策

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏的分层注水存在注水层位深、地层温度高、下部为裸眼完井的特殊性,前期试
注井裸眼封隔器K341 失效导致试注失败。为了分析失效原因,建立了超深分层注水管柱的力学模型,分别计算了试
注管柱在不同工况（入井、坐封、注水、关井、洗井等）在各种力学效应综合作用下封隔器K341 相对于带水力锚的套
管封隔器Y241 的蠕变量。计算表明,当封隔器K341 基本坐封后,在封隔器Y241 坐封过程中封隔器K341 将产生
0.3∼0.6 m 的蠕变量,直接导致了封隔器K341 的破坏。针对该问题,制定了超深裸眼分层注水管柱防蠕动技术对策,
优化了相应的注水管柱结构：安装伸缩节、优化封隔器K341 结构使其与封隔器Y241 启封压力一致、封隔器K341 两
端安装扶正器以在入井过程中保护胶筒。