复合射孔压井液运动及影响作用研究

复合射孔施工中,高能气体与压井液之间的相互作用影响着井底压力和压裂效果,准确设计压井液高度及深入研究运动机理是复合射孔施工成功与否的关键。针对目前复合射孔理论研究中,对上部压井液运动研究较少的问题,介绍了复合射孔过程中压井液从火药点火到压裂完成的运动特性,推导了高能气体作用下的压井液体的运动微分方程,分别对复合射孔作业过程中产生的井底压力变化、压井液体上移、损耗能量等几个方面的问题进行了较为全面的研究,从而拓展了复合射孔井底压力效果的判断方法。计算实例分析表明,压井液的合理设计至关重要。     

射孔-高能气体压裂复合技术研究

对增加油气产量的射孔-高能气体压裂复合技术进行了详细的研究。重点对射孔-高能气体压裂复合器的设计原理进行了深入的探讨,其中包括枪管的耐压设计,枪身螺纹牙强度的设计,枪身内火药燃烧速度与压力范围及温度的定量关系,射孔后火药燃烧时的气体流速,射孔枪身内火药燃烧气体对射孔孔眼的冲刷作用及射孔枪身内火药燃烧气体射流的高能气体压裂作用。同时对枪身内火药装药的设计及现场施工工艺也进行了一定的研究。在延长油矿360m井深做射孔-高能气体压裂的现场试验结果表明,该技术操作简便,成本低,综合处理效果好,有广阔的应用前景。     

复合射孔压裂火药爆燃后气液作用分析

针对目前在复合射孔理论模型的研究中,国内外各石油公司及相关研究机构主要集中在火药的爆燃机理、岩石的压裂机理和裂缝的生成方面,但对于压裂火药燃烧结束后剩余高能气体及上部     

StimGun复合射孔技术的应用

随着油井勘探开发的深入,低孔、低渗、致密岩性的非常规油气层在油气储量中占较大的比例,由于其储层性质差,勘探开发难度大,采用常规射孔很难取得理想的效果.StimGun复合射孔技术是在射孔枪起爆后,推进剂燃烧产生高能气体,高能气体进入射孔孔道并在射孔孔眼周围形成多径向裂缝,从而沟通了天然裂缝,改善了油气流动通道,提高渗流能力.介绍了该技术的工作原理和技术优势,并通过现场试验、总结和完善,形成了一套满足于不同地质条件的、集安全施工设计和作业效果评价为一体的stimgun复合射孔技术.该技术成功应用于四川LG区块的射孔作业中,能有效的控制裂缝高度,达到清楚地层污染而又不出水的效果,对地透气性地层具有较好的改造作用,取得较好的作业效果.     

井下封隔区间高能气体压裂的理论计算

为了从理论上探讨在高能气体压裂过程中 ,井下施工层段的燃烧压力、燃烧温度及燃气密度的变化 .运用高能气动理论与热力学的基本定律 ,对火药爆燃时气流通过射孔孔眼进行了理论计算 ,建立了相应的燃气气流的基本微分方程式 .     

高能气体压裂技术的发展趋势

着重综述了高能气体压裂 (HEGF)技术的发展趋势。对 HEGF技术与射孔复合技术、水力压裂及酸化相结合的综合压裂技术、液体药压裂技术、袖套式射孔压裂复合技术和爆炸松动增产技术进行了详细的分析论述 ,并对这些技术在大庆油田、长庆油田、华北油田、辽河油田、四川油田等的应用情况做了讨论。对国外 HEGF技术的发展情况也做了介绍     

封隔器在复合射孔中的应用

复合射孔中应用的封隔器有保持高能气体压力的作用,一般要考虑其有效的作用能力,确定其有效设置的距离。根据封隔器的承压技术指标,通过压力换算和冲击波衰减规律,理论上计算了在不同套管直径条件下的有效设置距离,给出了压力封隔器的有效范围,并针对102枪型、5"1/2套管和3 500 m液柱的高度,给出了环空初始压力P0与封隔器有效设置距离R的关系和初始压力对设置封隔器距离的影响。为指导封隔器的有效使用提供了理论依据。     

编者言

<正>射孔-高能气体压裂复合技术是一种将射孔与高能气体压裂两种工艺技术复合而成的新的增产技术,它施工工艺简单,增产效果显著。这是西安石油学院高能气体压裂研究中心继有壳弹和无壳弹高能气压裂技术之后取得的又一项新技术。近几年来,该中心在高能气体压裂技术研究领域不断取得新进展,成果喜人。多年来,本刊一直把高能气体压裂作为追踪报道的重点之一,已连续发表有关论文近二十篇。在本期我们再次特约发表了这一新技术内容。今后,我们将继续关注它的发展。欢迎各有关研究这一技术的单位和个人不吝赐稿。     

高能气体压裂技术的发展趋势

着重综述了高能气体压裂（ＨＥＧＦ）技术的发展趋势。对ＨＥＧＦ技术与射孔复合技术,水力压裂及酸化相结合的综合压裂技术、液体药压裂技术、油套式射孔压裂复合技术和爆炸松动增产技术进行了详细的分析论述,并对这些技术在大庆油田、长庆油田、华北油田,辽河油田、四川油田等的应用情况做了讨论。对国外ＨＥＧＦ技术的发展情况也作了介绍。     

高能气体压裂火药燃烧及射孔泄流规律的研究

高能气体压裂的压力—时间过程决定了所形成的裂缝几何形态和对套管及水泥环的破坏程度,而火药的燃烧规律和流体通过射孔孔眼的泄流规律是影响压力过程的两个决定性因素。本文基于火药平行层燃烧规律及泄气条件对密闭容器压力公式进行了修正,用因次分析法导出了泄流规律的形式,并将火药燃烧与孔眼泄流结合起来逐步计算瞬时压力过程。通过对数值计算结果的分析讨论,为高能气体压裂装药设计提供理论依据。     

高温高压下钻井液循环流动摩阻实验研究

深层油气勘探开发过程中常面临高温高压的挑战,钻井液在高温高压等复杂工况下,其性能会发生改变,研究钻井液在复杂工况下的流动摩阻变化规律,能为特深井钻井提速及井控提供理论基础。根据实际工况要求,建立了高温高压钻井液循环流动摩阻测试装置,实验研究了温度、压力、固相颗粒及含气率对钻井液流动摩阻的影响,采用多元回归方法拟合并绘制温压摩阻系数图版,能更好阐述温压与钻井液流动摩阻的定量关系。结果表明：顺北区块钻井液流动摩阻随温度增大而减小,随压力增大而增大,摩阻系数图版能更准确体现摩阻系数与温压的定量关系,固体颗粒含量对流动摩阻影响不大,钻井液流动摩阻随着含气率增加而增大。该实验装置与分析方法,对于研究复杂工况下钻井液流动摩阻变化规律具有重要意义。     

CO2相变点的激光测试

油气生产过程是油气在地层压力的驱使下的渗流流动,地层流体的高压物性是很重要的参数。如何提高地层流体高压物性的测试准确度,对于地层流体高压物性的测试具有重要意义。运用激光测试理论,考虑气体处于气相和液相时消光截面的变化,导致透过气体的光强发生变化。建立了一套激光测试装置,在多个温度下对CO2的露点进行了反复测试,结果与《Hanbook of Physical Properties of Liquids And Gases》手册中的标称值进行了对比,证明了测试装置具有很高的测试精度,并为进一步研究多孔介质中的相态变化奠定了很好的基础。     

高温高压裂缝性碳酸盐岩气藏封缝堵气技术

塔里木盆地塔中北坡奥陶系地层是典型的高温高压气层,气藏钻井工程中常诱发气侵溢流等复杂危害,严重影响了钻井的进度和安全。当前采取的封缝堵气措施面临着超高温高温高压及地层非均质性带来的压力窗口窄、钻井液性能不稳定、封堵材料效果不显著等诸多问题,很难快速高效的一次性形成稳固封堵区。文章以顺南区块为例,分析地质特征及带来的封缝堵气技术难点,考虑高温高压特征对现场井浆的影响,利用人工造缝岩心及封缝堵气实验装置开展评价实验。室内形成高强度复合架桥材料及广谱粒径纤维材料,优选纳米材料,并结合现场井浆对封缝堵气材料体系开展性能评价,体系与钻井液配伍性良好,能够有效封堵气层,储层伤害恢复程度大于90%     

密闭环空热膨胀压力全尺寸模拟实验

为了验证多层密闭环空热膨胀压力预测模型的准确性和适用性,更深入地探究油气井筒传热与环空压力之间的关系,有必要开展全尺寸环空压力模拟实验研究.通过设计符合油气井身结构特点和现场工况的双环空井段实验装置,模拟高温热流体在不同循环温度、循环流量和循环时间的条件下对密闭环空温度和压力造成的影响,分析实验中环空压力随温度增量的变化关系,验证理论模型结果的适用性.结果表明:双环空升温阶段,A环空比B环空升温增压速率更快,温度压力峰值更高;由于环空流体中含有部分无法消除的可压缩溶解气体,导致环空压力上涨幅比环空温度要小;提出环空压温比的概念来评估环空流体产生压力的能力大小,其中纯水受热膨胀产生的环空压温比最高,自然散热前期环空压温比更能反映流体产生热膨胀压力大小;实验测试数据与模型计算结果偏差均在10％以内,满足理论和现场实际需求.可见在实际计算中应该参考实验数据,考虑环空流体特性和气体压缩性质,提高预测精度.     

综合体高压细水雾特性参数控火灾动态模拟

利用建筑信息模型（BIM）技术建立商业综合体3D模型并采用分层转化方式转化为火灾动态模拟（FDS）计算模型,分析大空间综合体超快速火中高压细水雾与火焰相互作用过程,研讨单一喷头Ⅱ级高压细水雾在不同喷射速度、雾化角以及水雾压力因素下与火焰相互作用过程,分析细水雾控火效能。研究结果表明：雾化角增大一定程度,细水雾控火效能提高;大空间综合体在不同雾化角高压细水雾施加初期造成湍流扰动比受限空间更加剧烈且温度有回升现象,最佳雾化角大于受限空间;喷射速度增大一定量值,降温速率与幅值均增大,充分发展阶段温度震荡幅度及时间区域小;随着压力上升至临界压力,温度回升之后波动小,对火源控制效果越好,当超越临界值,火焰横向扩展并加快高温烟气中一氧化碳（CO）流动     

莺歌海盆地底辟构造带天然气运聚特征

底辟构造带是强超压发育区 ,也是莺歌海盆地超压源所在地 ,属典型的垂向超压传递压力系统 ,热流体活动十分活跃 ,具独特的天然气垂向运移特征。研究表明 :(1)异常温压形成强流体势 ,异常高压为天然气运移提供强大动力 ;(2 )流体压裂形成良好的天然气垂向运移输导系统 ,底辟带热流体输导系统主要是流体压裂面 ;(3)热流体活动模式决定了天然气运移 ,流体压裂可导致流体释放 ,使孔隙压力降低 ,并造成流体压裂面自动封闭 ,尔后地层压力再次聚集增大 ,再次导致流体压裂和流体释放 ,依此反复 ,形成流体幕式活动。天然气作为热流体的组成部分 ,其成藏特征为幕式聚集和处于聚集散失再聚集供大于散的动态平衡中     

环保型CO2跨临界制冷系统

自然工质CO2是一种不对臭氧层产生破坏,具有很小的温室效应系数的制冷剂,本文介绍了跨临界CO2制冷系统的构成和控制特点,分析了影响其性能的主要因素,设计了CO2制冷压缩机、换热器、节流机构的关键技术,影响CO2制冷压缩机性能的主要因素是泄漏,影响压缩机以及所有循环系统配件安全性的主要因素是其结构强度,CO2制冷系统换热器设计的趋势是采用高流量密度的小管径和微通道换热器,这有利于提高换系数和承受高压,节流阈把高压侧压力节流到蒸发压力,同时控制高压压力并使其随气体冷却器出口温度的变化而变化,CO2,制冷系统调节特性与传统制冷系统不同。     

智能分注系统中流体波码信号的传输机理

流体波码通信用于分层注水智能监控系统,但其流体压力信号的产生与波码传输的机理一直不明。基于稳定流的流体能量方程建立流体压力信号的产生与传输过程的数学模型,研究地面电控阀及井下配水器产生的压力信号及影响因素,揭示信号在注水管中的传输机理。研究表明,地面及井下压力信号的产生来自于地面阀及井下配水器开度改变引起的流量变化,压力信号幅度受流体、输水管网、注水管或井筒参数、流体装置结构及流体控制参数的影响;信号沿注水管的传输为电控阀开度改变引起流量变化的诱导;注水管长度对地面信号的下传基本无影响,但对井下信号的上传有一定影响。数值计算表明,注水管最大流量及电控阀阻力系数的变化量对压力信号幅度的影响很大,较大的流量及阻力系数的变化量可以产生较大的信号幅度,有利于信号的传输及信号的检测与处理。该研究对于流体波码通信系统的设计与性能改善具有一定的理论指导作用。