改善井底流场能够提高钻速

自从喷射钻井技术广泛应用以来,人们一直在研究如何充分利用喷射钻头在井底获得的岑力功率,,以获得更好的钻井经济效益。本文介绍了喷射钻头井底流场液流流向、井底排屑量和井底液流压力的试验研究方法及其应用。研究表明,由于井底流场的不完善而形成的涡旋、回流和滞流区是造成岩屑在井底重复破碎,影响井底净化效率的重要因素,改善喷射钻头的井底流场,最大限度地减少这些因素的影响,能够更好地发掘喷射钻井技术的潜力,提高钻井速度,降低钻井成本。     

喷射钻井井底流场的研究

在全尺寸试验架玻璃井筒内进行了喷射钻头井底流场试验。试验用贴线法研究多股液流在井底场空间流动时液流方向、路线等流向分布的全貌。一个良好的井底流场应能使液流在井底场的流动满足岩屑离开井底、在井底推移岩屑和从井底举升岩屑这三个基本动作并使之配合好。试验对比了对称井底流场和不对称井底流场的特征和优缺点。试验表明:有效的利用向下冲击的高速射流,合理的安排下行液流与.上返液流的“流道”并尽量控制它们相互干扰的方面,利用它们相互促进的方面,扩大和强化液体沿井底的横向流动是不对称井底流场的三个主要优点。为此,新型喷射钻头应以不对称井底流场为设计依据和发展方向。     

PDC钻头水力结构研究进展

以近年来国内外钻头水力学研究的文献为基础，综合论述了ＰＤＣ钻头水力学中钻头井底流场和水力结构优化研究的新方法，新动态和新成果，并提出研究中存在的问题和今后的展望，分析表明，示踪颗粒轨迹测法和井底测压法是目前研究ＰＤＣ钻头井底速度场和井底压力场的比较有效和可行的方法，采用数值模拟方法来描述ＰＤＣ钻头井底流场，进行钻头水力结构优化将是ＰＤＣ钻头水力学研究的一个方向，到目前为止，还没有一个评价ＰＤＣ钻头     

PDC钻头水力结构研究进展

以近年来国内外头水力学研究的文献为基础，综合论述了ＰＤＣ钻头水力学中钻头井底流场和水力结构优化研究的新方法、新动态和新成果，并提出了研究中存在的问题和今后的展望。分析表明，示踪颗粒轨迹测法和井底测压法是目前研究ＰＤＣ钻头井底速度场和井底压力场的比较有效和可行的方法，采用数值模拟方法来描述ＰＤＣ钻头井底流场，进行钻头水力结构优化将是ＰＤＣ钻头水力学研究的一个方向，到目前为止，还没有一个评价ＰＤＣ钻头水力结构和井底流场优劣的合适的定量标准，因而，水力结构设计很难谈得上优化，今后应开展这方面的研究工作。     

加长喷嘴钻头井底压力场的实验研究

用实验的方法对加长喷嘴钻头的井底压力场进行了研究，用计算机绘制了井底压力分布图。通过分析，得出了井底压力随直径比的变化规律。研究表明，加长喷嘴井底压力分布比普通喷嘴的高压区和低压区更集中；两加长喷嘴组合随着喷嘴直径比的减小，井底液流场不断得到改善，两加长喷嘴的最佳直径比为０，０．４￣０．７，对于两长一短喷嘴组合，若固定普通喷嘴直径，当满足一定条件时，最佳直径比区间为０．４￣０．７。     

加长喷嘴钻头井底压力场的实验研究

用实验的方法对加长喷嘴钻头的井底压力场进行了研究，用计算机绘制了并底压力分布图，通过分析，得出了井底压力随直径比的变化规律。研究表明，加长喷嘴井底压力分布比普通喷嘴的高压区和低压区更集中；两加长喷嘴组合随着喷嘴直径比的减小，井底液流场不断得到改善，两加长喷嘴的最佳直径比为０．０．４～０．７．对于两长一短喷嘴组合，若固定普通喷嘴直径，当满足一定条件时，最佳直径比区间为０．４～０．７．     

聚晶金刚石复合片钻头喷嘴倾角组合的流场特性

为了解决番禺地区珠江组快速钻进中出现的PDC钻头泥包问题,在实体PDC钻头计算模型基础上,运用数值模拟方法,采用标准 两方程模型对主喷嘴和辅助喷嘴不同喷射倾角组合进行井底流场特性研究,最优化喷嘴角度组合。结果表明：主刀翼1号喷嘴喷射倾角20°、3号喷嘴喷射倾角15°能使井底流场分布最优;远离主刀翼的4号和5号喷嘴喷射倾角变化对井底流场影响较大,适当增加这两个喷嘴喷射倾角有利于井底岩屑快速排出;2号喷嘴喷射倾角在限定范围内变化,对井底流场影响有限。最后,1-5号喷嘴喷射倾角分别按照20°、25°、15°、25°和25°组合布置,应用于个性化215.9mm五刀翼PDC钻头设计中,在实钻中取得了良好的进尺和机械钻速,成功解决钻头泥包。     

用边界单元法分析井底流场

在设计和使用牙轮钻头或ＰＤＣ钻头时，要优选喷嘴的组配，必须了解不同喷嘴配置下井底流场水力分布情况。本文尝试把边界单元法用于分析井底流场水力分布，建立了描述井底漫流速度场的积分方程，给出了采用边界单元法求解井底速度场的数值方法过程，在算例中分析了多喷嘴钻头井底流场的速度分布问题。计算实践表明采用边界单元法可比较简单方便地计算分析多喷嘴井底流场水力分布问题。可用于优选钻头喷嘴组配     

三牙轮钻头喷射流至井底位置及喷距的计算

本文在以钻头中心线为Z轴,钻头顶部端面为XOY平面所建立的空间坐标系OXYZ中,推导了射流轴线方程及井底形状曲面方程,从而提出了确定牙轮钻头喷射射流冲击井底位置及喷距计算的一种解析方法,并给出了计算机程序框图及计算示例。与原来的图解法相比,解析法具有简单、准确及通用性好等特点,为钻头设计及喷射钻井参数设计提供了方便。     

井底条件下牙轮钻头润滑系统工况的模拟实验研究

对牙轮钻头润滑密封储油系统在井底高温条件下的容积及压力变化进行了模拟实验。通过实验及对钻头实际工况的分析得出,在井底因高温及钻头动我所造成的密封储油系统的容积变化约为2％～3％,系统的内外压差约为0.3～0.5MPa.     

K-means聚类优化井底压力修正模型研究

在钻井过程中,由于井底压力计算模型误差大,而井下实测井底压力时数据容易失真、甚至无数据,因而不能准确测定井底压力,对钻井作业带来极大的安全风险.针对此类问题,提出了一种用K-means聚类方法优化朴素贝叶斯模型,结合井底压力监测原理,形成一套实现井底压力智能动态分析K-means聚类优化的朴素贝叶斯模型,利用该模型修正...     

各向异性断块油藏油井压力特征分析

各向异性对断块油藏地层压力分布及油井井底压力有明显影响。针对无限大两夹角扇形断块油藏,建立了
考虑断层闭合的单相不稳定渗流模型,利用坐标变换及数值计算得到不同生产时间各向异性断块油藏地层压力及油
井井底压力,分析了不同生产时间、断层夹角和渗透率强度系数对地层压力及油井井底压力影响。通过分析得出：各
向异性油藏压降损失在方向上存在差异,地层压降更多发生在主渗透率方向上;断层夹角越小,断层边界对生产影响
越大,地层及油井井底压力值越低;油井井底压力随渗透率强度系数变化不呈现出单调变化关系,存在先减小后增大
趋势。     

低渗高气油比油井合理井底流压研究

对于低渗透油井,合理的井底流压是保持低渗高气油比油井稳产、高产的关键.通过分析低渗油藏油气水三相流动的流入动态,并利用拟合系数和油井完善系数对其修正,结合低渗岩石的压力敏感性,利用油井具体动、静态参数给出了低渗高气油比油井合理井底流压确定的过程.现场实例计算结果表明,低渗油藏三相流入特征修正法充分考虑了低渗高气油比油井的特点和地层参数随压力变化特征,能够准确确定油井的合理流压,具有适应性广、精度高的特点.     

热孔弹塑性完全耦合作用下的井底岩石应力分布

井底待破碎岩石所处的应力状态作为影响其破碎的关键因素而直接影响着钻井效率,建立综合考虑上覆岩层压力、水平地应力、液柱压力以及孔隙压力和地层温差完全耦合作用下井底岩石的三维物理模型,借助有限元软件进行求解,研究在不同液柱压力、不同井深、不同温差以及不同渗透系数作用下井底岩石应力分布的数值解。结果表明:液柱压力、井深以及温差越大,井底表面岩石最大主应力越大;渗透系数减小,井底表面最大主应力先增大后减小;在井眼轴向方向,在距离井底表面以下一定距离之后,液柱压力和井深越大,岩石最大主应力越小;温差对岩石最大主应力没有影响。     

合理注采井数比与合理压力保持水平的确定

遵循最大产液量目标及注采平衡的原则,在确定合理井网密度的基础上,根据油井产液指数、生产井最小井底流压、水井吸水指数、注水井最大井底流压,建立了同时确定合理注采井数比、合理压力保持水平、合理生产压差、合理注水压差、最大产液量、油井合理产液量和水井合理注水量的数学模型.应用实例表明模型实用、可靠.     

应力敏感条件下合理井底流压的判定研究

针对低渗透应力敏感性油藏,生产压差过大后会造成近井地带岩石破碎,从而导致渗透率下降,进而影响油井产能问题,为使低渗透油藏能够得到合理高效开发,本文介绍了渗透率变异系数的计算方法,并推导出考虑应力敏感对储层造成伤害情况下,采油指数和生产压差之间的关系模型,该模型可判定出最大采油指数所对应的流压就是合理井底流压。现场实例计算验证了模型的正确性并分析了渗透率变异系数对合理井底流压影响。指出渗透率变异系数越大,最大采油指数也越低,随井底流压的继续减小而降低的幅度也越大,最大采油指数所对应合理井底流压就越大。     

围压条件下井底环空循环吸入式粒子射流破岩试验

井底环空循环吸入式粒子射流钻井是解决硬地层破岩钻井效率低下的有效途径。采用所研制的井底围压试验装置,试验探索井底环空循环吸入式粒子射流破岩的规律。结果表明:随着围压的增大,粒子射流破岩效率逐渐减小;随着射流压力、粒子直径和硬度的增大,粒子射流破岩效率逐渐增大;随着喷距和粒子质量分数的增大,射流破岩效率呈现先增大后减小的趋势;井底环空循环吸入式粒子射流高效破岩钻井方法确实可行。     

低渗透油田油井流入动态研究

现场资料表明,注水开发的油井在井底流压很低时,随着生产压差的增大,油井产液量并没有上升,而是下降,其流入动态曲线凹向压力轴,出现一个拐点。本文在考虑流动能力系数的基础上,修正了经典的Vogel方程,建立了新型油井流入动态模型。计算实例表明,当流压低到一定程度后,IPR曲线出现拐点,与现场生产实际情况符合。     

基于幂律方程的致密油藏产能预测模型研究

选取鄂尔多斯盆地长7致密储层岩心,通过实验测定了致密岩心的渗流曲线,提出采用幂律方程及拟线性模型的复合渗流模型描述致密油藏渗流特征,建立了符合致密油藏的产能预测新模型,并进行了参数敏感性分析。结果表明：新模型预测的产能比拟启动压力梯度模型预测的产能偏高,井底流压越大越明显;达西线性流模型预测的产能比新模型预测的产能偏高,井底流压越小越明显。在同一井底流压下,产能随平衡系数的增大而增大,随幂律指数的增大而减小。     

超低渗透油藏油井流入动态及合理流压研究

对于超低渗透砂岩油藏,合理的井底流压是保证油井稳产的关键因素之一。启动压力和应力敏感性的存在,使得超低渗透油藏油井合理流压的确定更加困难,开发难度加大。在前人研究的基础上,考虑启动压力梯度和应力敏感性的影响,对已有的油井产能方程进行修正;与油相的相对流动能力相结合,建立了新的油井流入动态方程。以鄂尔多斯盆地L1区长8油藏为例,对新的油井流入动态方程的可靠性进行分析验证,探讨了超低渗透油藏油井合理流动压力确定方法,为矿场实际生产提供科学依据。