钻进过程中井壁稳定性动态分析

现有的井壁稳定研究大多都属于静态的研究,并且将岩石近似为力学性质恒定的各向同性体,所得出的结论相对于钻井工作这一动态过程中所出现的真实情况会产生一定的误差。根据Mohr-Coulomb强度准则推导出的钻井液安全密度窗口计算公式,得到了适用的钻井液密度安全范围,然后利用有限元分析中的单元生死技术,模拟了钻井工程中井眼延伸和钻井液向地层渗透进而形成泥饼和污染带的过程,并将模拟得出的结果与理论计算出的钻井液安全密度窗口相结合,研究了在动态条件下更符合真实钻井过程的井壁应力变化规律。     

中缝背核对躯体反射放电的影响

作者在清醒麻痹的猫上进行中缝背核对躯体反射放电影响的实验。结果表明:电刺激猫中缝背核(DR)对躯体反射放电活动具有明显地抑制作用;对躯体伤害性刺激引起的丘脑束旁核(PF)诱发单位放电活动亦具有明显地抑制作用。     

排砂管线弯接头的冲蚀机理研究

排砂管线是气体钻井中不可缺少的地面设备之一,在高压高产气井的钻井中存在安全隐患,常规情况下通常
被人们忽略。排砂管线失效主要由高速气流中的固体颗粒冲蚀破坏,通常发生在弯接头部分。针对排砂管线弯接头
的冲蚀失效情况,开展冲蚀破坏机理的理论研究和数学模型研究,对弯接头的冲蚀攻角、冲蚀函数、冲蚀颗粒形状系数
以及固体颗粒的受力状况进行探讨。建立排砂管线弯接头的CFD 有限元模型,可以任意改变弯接头的角度,定量地
模拟不同工况下含有固相颗粒的多相流对弯接头的冲蚀速率和冲蚀机理,对排砂管线在气体极限流量100×104 m3/d
和50×104 m3/d 的工况下,对不同含砂量进行一系列的CFD 仿真模拟,得出冲蚀速率随弯接头角度变化定量的关系曲
线,为弯接头的结构优化设计提供理论依据。     

桥塞坐封过程仿真模拟研究

桥塞作为井下封层技术的关键设备,由于它施工工序少、周期短、卡封位置准确而得到了广泛应用。针对设计的可钻式非金属桥塞坐封过程开展模拟研究,涉及弹塑性材料接触、超弹性材料接触和非金属材料动态断裂的非线性动力学问题,利用有限元法建立该桥塞全尺寸模型和所有部件之间的广义接触关系,通过有限元模拟动态坐封过程获得桥塞各部件运动变形特性、桥塞与套管之间的密封特性和动态坐封力等数据,该桥塞坐封完成时,坐封机构部件轴向位移110 mm,坐封力约45 kN。模拟坐封也为进一步优化该型桥塞的结构和评估坐封性能提供了理论依据,对该型桥塞的推广应用奠定了基础。     

气体连续循环钻井技术在博孜区块砾石层的应用

博孜区块上部地层发育着近5 000 m厚的砾石层,砾石层硬度大、可钻性差,导致了上部大尺寸井眼常规钻井机械钻速低、钻井周期长,近年来尝试了多种提速工具、工艺技术,效果都不理想。为此,进行了气体连续循环钻井技术研究,设计了气体连续循环钻井技术方案,制定了井斜控制、沉砂清理等工艺技术措施,形成了适合巨厚砾石层地质特征的气体连续循环钻井工艺技术,并开展了6口井、9井次现场应用,显著提高了机械钻速,缩短了钻井周期,较大节省了钻井成本。气体连续循环钻井技术克服了沉砂30 m以上无法接立柱的困难,有效延长了微出水地层气体钻井进尺,将最大井斜控制在5°的安全范围内,未影响后期技术套管下入及完井改造工艺实施。气体连续循环钻井技术正在成为博孜区块巨厚砾石层钻井提速提效的一项关键技术,它为博孜-大北区块万亿方产能建设目标提供了有力的技术支撑。     

井眼倾斜角和倾斜方位对裸眼完井地层出砂的影响

结合等效塑性应变准则定量地研究了井眼倾斜角和倾斜方位对裸眼完井砂岩油藏出砂的影响。计算结果表明,在一定的应力和地层条件下,井斜角在0~45°时,随着井斜角的增加,井壁内的塑性应变最大值和塑性区范围都不断增加,出砂的趋势增大;当井斜角在45°~90°时,随着井斜角的增加,井眼内最大塑性应变逐渐减小,出砂趋势减小。井斜角相同,但井眼倾斜方位不同的井,井壁内产生塑性变形的区域不同,塑性变形的程度也不同,从防砂的角度,井眼,尤其水平井眼应该沿原地最小水平主应力方向,或尽可能靠近最小主应力方向。     

基于ABAQUS的特殊螺纹接头优选

为解决油气井生产作业过程中油管螺纹接头发生断裂和密封失效等问题,通过数值模拟和新的气密封评价方法研究了两种螺纹接头在上扣、轴向拉伸、轴向压缩工况下的连接强度以及复合载荷工况下的密封性能。结果表明：接头上扣后,B型螺纹接头连接可靠性更高;在极限载荷1 200 kN拉伸和压缩载荷下,两种螺纹接头应力分布差异较小,但部分螺纹接触面发生了明显的应力集中现象;两种螺纹接头的全螺纹长、半螺纹长以及密封面与台肩处的气体密封性能存在差异,二者全螺纹段都具有良好的密封性能,能满足密封要求,但密封面和台肩处存在泄漏风险,会影响油管接头的安全使用。B型螺纹接头连接强度和密封性能优于A型螺纹接头,在实际生产中更加安全可靠。     

分支井连接段有限元建模与分析

分支井作为一种能够更加有效地开采油气藏的钻井技术,在国内外已经得到普遍推广。然而在应用该技术的实践中也遇到了一些新的难题,井壁稳定性就是其中之一。在前人研究的基础上,采用有限元方法建立分支井连接段的三维模型,综合考虑各向异性地应力,流体对岩石骨架的影响和方位角、倾角变化等,得出连接段附近的应力–应变和渗流场分布规律。并根据摩尔–库仑准则,利用有限元后处理程序图形化了井壁稳定的预测情况。分析结果表明：当支井方位角为90◦,即与最大水平主应力平行时连接段井壁最稳定;井眼直径和连接段位置深度对井壁稳定性影响较小;后期生产压差过大也会增大裸眼完井井壁失稳的可能性。