基于多材质复合管柱的裸眼井壁支撑工艺及应用

已完钻超深裸眼水平井侧钻技术是经济、高效开发油藏剩余油的主要手段之一，传统的磨铣钢套管开窗侧钻技术存在下入摩阻大、磨铣耗时长导致开窗失败等问题。为此，提出了基于多材质复合管柱的超深水平井裸眼井壁支撑工艺，结合中国西北油田已完钻超深裸眼水平井井况，首先，提出了基于“铝合金+碳钢”的多材质复合管柱组合及设计方法；其次，开展了基于管柱实物屈曲实验数据的管柱临界屈曲载荷计算模型适用性评价，并优选出了适合于“铝合金+碳钢”多材质复合管柱的屈曲临界载荷计算模型；最后，研究了综合考虑管柱扭矩、摩阻、刚性、井眼条件、管柱强度及材质的多材质复合管柱下入性分析方法，并利用下入性分析软件对西北油田顺北X1井、X2井、X3井、X4井复合管柱进行了下入可行性评价。该方法在X1井和X2井得到成功应用，进一步论证了该工艺现场应用的可行性。研究成果可为超深水平井裸眼井壁支撑的复合管柱设计和下入可行性评价提供理论参考。     

一种应用于高含硫气井的智能取垢器系统设计

油气井生产过程中，受地质环境、生产阶段、矿物成分等多种因素综合影响，井筒上易产生垢物堵塞，影响正常生产；而解堵和工艺措施的有效性由能否精准取样井下垢物直接决定。针对高含硫气井井下垢物样本取样需要，设计研制了一套智能井下取垢系统，介绍了智能井下取垢器的体系结构及工作原理；详细论述了电路板减震结构、取垢弹爪、容垢篮装置以及扶正装置等取垢器关键机械结构及部件；阐述了基于DSP的电气定时控制系统的体系结构及控制原理，重点说明了系统PID控制算法关键参数计算过程。室内性能实验以及试验井功能试验结果表明，研制工具的耐温、承压性能以及取垢和容垢装置自动化伸缩同步联动控制功能可靠，入井和出井过程顺利，能为高含硫气井井下垢物精准化取样提供设备支撑。同时，提出的设计方法和思路对其他智能化井下工具的研发具有一定的参考意义。     

基于井间动态连通性模型的注采参数优化方法

水驱油田开发过程中,由于储层非均质性以及注采参数与井网不匹配,造成优势通道发育,注入水低效无效循环严重.为了对注采井间各方向优势通道进行定量描述,基于物质平衡理论与叠加原理,在考虑井底流压变化的基础上,建立了油藏井间动态连通性反演模型——阻容模型,并运用人工蜂群算法进行求解,通过模型求解得到了不同注采井间的连通系数,经验证该系数合理表征了油藏井间动态连通程度.针对优势通道发育造成注水井在各注采方向上水驱不均衡、剩余油饱和度分布差异较大的问题,基于最优化理论,以当前各生产井含水率条件下生产井总产油量最大为目标函数,结合油水井动态生产数据,建立一种基于井间动态连通性模型的注采参数优化方法,并利用优化算法对该模型进行求解.实例应用表明:利用本文方法优化注采参数后,含水率得到明显控制,注入水驱替效率明显提高,并且本文方法仅需要油水井的动态生产资料,简单实用,对矿场具有较高的应用价值.     

海上电泵结蜡井热循环洗井工艺参数优化设计

为探索海上油田电泵举升结蜡井热循环洗井工艺井筒温度场分布规律，综合考虑潜油电机增温、电缆散热、热流体注入量、注入深度、注入温度、结蜡管段传热和海水空气导热的影响，基于热能守恒原理，建立了电泵井结蜡热循环洗井工艺井筒温度场计算模型，分析了热流体注入温度和注入量对混合产出流体的井筒温度分布的影响。研究结果表明，随着注入量的增加混合产出液沿程井筒温度增加，随着注入温度的增加混合产出液沿程井筒温度增加。该方法可有效指导现场措施工艺的实施，达到延长结蜡井的清蜡周期、延缓产液/产油量下降速度的目的。     

复杂地层岩石力学参数实时求取方法——以塔里木盆地巴楚隆起为例

非常规油气、干热岩、超深井等领域的钻完井工程对岩石力学服务的及时性与准确性提出了迫切需求,基于矿物及干酪根等岩石骨架组成成分具有固定的岩石物理及岩石力学特性,通过低成本、低风险、高实时性、高采样率的岩石成分录井技术开展岩石力学参数求取方法研究,以偶极子阵列声波计算岩石力学参数的模型作正演,确定通过矿物计算岩石力学参数的可行性,然后以组成矿物的元素成分直接构建岩石力学参数,并对两种方法进行对比。653个复杂岩性数据点,正演法计算的杨氏弹性模量、泊松比的平均相对误差分别为16.3%、9.8%;直接法计算的杨氏弹性模量、泊松比的平均相对误差分别为10.0%、6.8%。结果表明,通过元素直接构建的岩石力学参数具有更高的精度,在岩性相对简单的地区应用效果更好。     

神木双110井区非均质气藏井位优化部署技术

神木气田双110井区地质条件复杂，储层非均质性强，井位部署及跟踪调整难度极大。2017-2019年长城钻探公司与长庆油田创新合作模式，充分发挥联合开发优势，以双110井区为目标，坚持地质工程一体化，精细地质研究，优化井位部署。为了保证开发效果，从地震、测井、录井、岩芯、试气等资料入手，开展构造特征、沉积相特征、砂体及有效储层分布规律研究，建立三维地质模型，优选含气富集区。在井型、井网论证的基础上，优化井位部署，最终实现“少井高产”。共完钻直/定向井208口，对比方案少钻37口井，静态I+II类井比例达84.0%，部署完成水平井15口，平均水平井长度1 433.5 m，砂岩钻遇率83.3%，获得良好的开发效果。     

湍流场中涡线单元的结构分析

与描述湍流速度场的流线管单元[Wang L. On properties of fluid turbulence along streamlines. J Fluid Mech,2010, 648:183–203]的思想类似,为了描述湍流涡矢量场的结构,我们提出了一种新的结构分析方法,即涡线单元,可以用单元尺度和极值点涡量差值来表征.涡线单元与常用的涡管结构的不同可以概括为:涡线单元结构可以定量描述,并且是全空间填充的.在理论上这两个条件是保证我们可以将涡线单元的结构分析与全流场统计规律联系起来的必要前提,帮助理解和重构湍流涡量场.根据直接数值模拟数据,我们研究了涡线单元的统计与结构特性,包括尺度与手性等.根据涡线单元结构可以定量表征精细的条件统计,例如发现涡相关的动力学参数(例如拟涡能耗散率和涡拉伸率)强烈依赖于基于涡线单元结构的条件统计.这样一种结构分析方法为深入研究湍流场提供了新的手段.     

外环式空间钢管混凝土柱-钢梁节点受剪性能

为了探讨空间钢管混凝土柱-钢梁环板节点的受剪性能,基于ABAQUS建立圆形和方形空间环板节点在3种不同梁端加载方式下的有限元模型,分别对节点域的剪力-梁端位移曲线进行分析.在此基础上,选取4个影响节点域抗剪的参数进行分析,以此来明晰空间钢管混凝土节点的受剪机理.结果表明:平面内-平面外梁端依次加载为节点域受剪的最不利加载方式,钢梁强度、柱混凝土强度、柱钢管强度对节点域抗剪起着有利作用,轴压比在一定范围内对抗剪有利,超过这个范围反而不利.     

致密气藏多级压裂水平井生产动态机理分析

为准确预测致密气藏多级压裂水平井在非线性渗流和复杂裂缝下的生产动态特征，通过双重连续介质-离散裂缝耦合模型对原始致密储层和水力压裂裂缝系统流动特征进行刻画并构建综合渗流数学模型，采用非结构三维四面体网格和控制体积-有限元方法建立全隐式数值模型，并通过修正Peaceman方法建立复杂压裂水平井数值井模型，从而获得准确的数值解。开展含水饱和度、应力敏感系数、压裂裂缝压开程度和空间非对称分布等关键参数对X致密气藏某区块压裂水平井生产动态的影响因素分析。研究表明，该模拟方法能准确预测致密气藏压裂水平井生产动态特征，为致密气藏的高效开发提供理论支撑和计算工具。     

基于灰色网络组合优化的年增油量预测

老井措施增油成为油田稳产、降低油田区块开发成本的必然选择。针对多项式回归预测的局限性、灰色理论不能反映影响因素特征、神经网络需求数据多且数据敏感性差等特征，通过建立最优控制模型，实现GM（1，1）灰色理论与神经网络的高精度组合预测。以某油田区块2011-2018年的措施增油为例，对影响措施增油量的因素进行识别，建立了最优控制灰色神经网络模型对老井措施年增油量进行预测，相比多项式回归预测、GM（1，1）预测及BP神经网络预测方法，新模型模拟效果更好，预测精度更高。新方法对2018年措施年增油量的预测精度达97.34%。基于最优控制的灰色神经网络模型可以作为一种人工智能组合最优化模型预测措施年增油量，为准确预测措施增油效果，指导油田开发决策提供了新的思路。