页岩气新型“井工厂”开发技术研究现状及发展趋势

新型"井工厂"开发技术的运用使北美页岩气藏勘探开发获得巨大成功,拓宽了天然气勘探开发空间。它能降低工程成本、提高资源与设备利用率、缩短建井周期、大幅度提高作业效率。基于国内外文献调研及实地考察,介绍了"井工厂"技术的研究现状,详细阐述了该技术的概念及特点,总结了页岩气"井工厂"开发关键技术,分析了国内外"井工厂"技术应用中存在的问题,重点对国内"井工厂"实际应用情况做对比分析。并指出,我国目前处于探索试验阶段,钻井、完井及压裂技术等还不能完全满足"井工厂"作业要求,尚未形成一套成熟的"井工厂"模式。因此,建议树立全过程"降本增效"理念,借鉴吸收苏里格模式及海洋平台丛式钻井理念,制定页岩气"井工厂"作业的健康安全准则与环境污染评估体系,大力研究与发展"井工厂"配套智能化设备及技术,以期对页岩气及其他非常规油气资源的勘探开发具有借鉴意义和指导作用。     

基于RFPA-3D的煤层钻孔水力压裂裂缝扩展规律数值模拟

水力压裂裂缝的几何形态是评价压裂效果的主要因素,煤层受割理、层理和天然裂隙的影响,非均质性较强,对于垂向主应力、最大水平主应力和最小水平主应力共同影响下的煤层水力压裂缝扩展规律还未形成系统认识。文章利用RFPA-3D数值模拟软件,研究非均匀分布的硬煤层和软煤层,在垂向主应力不变,不同水平主应力差下水力压裂三维裂纹的扩展过程和延伸规律,研究发现硬煤层水平主应力差接近时,水力压裂缝在煤层中延伸没有优势方位,形成网状缝;水平主应力差较大时,水力压裂缝主要沿最大水平主应力方向扩展,其他分支裂缝初始阶段沿着最小水平主应力方向延伸,随后逐渐向最大水平主应力方向靠拢。软煤层水力压裂初始阶段,注入段附近煤层以井筒为中心向四周挤压,煤层被挤压形成一个“大肚子”区域,待煤层挤压到一定程度,煤层开始起裂、裂缝扩展;水平主应力差接近时,注入段煤层压实后,起裂形成网状缝;水平主应力差较大时,注入段煤层压实后,压裂缝沿最大水平主应力方向以及与最大水平主应力方向成45°夹角方向产生两条优势裂缝。研究成果在安徽芦岭井田Y-01煤层气水平井组进行应用,日产气突破10 000 m3。     

南堡油田防塌钻井液技术研究

本文详细介绍了南堡油田的基本地质条件。并且在室内实验研究的基础上,首先初步确定了适用于南堡油田的两种防塌钻井液体系——氯化钾-聚合醇钻井液淡水体系和氯化钾-聚合醇钻井液海水体系,并进行了钻井液抗温性、抑制性及滤失性的评价。实验结果表明,这两种体系均具有良好的抑制性和润滑防塌性能,配伍性好,可有效地抑制地层坍塌,从而起到保持井壁稳定的作用,适用于现场应用。     

Research and applications of novel jet techniques in well drilling,completion and fracturing

Oil and gas have long been regarded as key elements for any industrialized country. China＇s economy and social security are largely dependent on oil and gas exploration and development. Nowadays, a great deal of attention has been paid to various ways of efficiently developing oil and gas reserves. This paper presents an overview of research and applications of novel jet techniques in well-drilling, well-com- pletion and fracturing. Supported by the National Natural Science Foundation of China, through years of effort, significant achievements have been made in this area. Not only has the systematic theory of novel jetting been established, but also its application has been proved practical in petroleum engineering. This paper focuses on the topics of the self-resonating cavitating jet, the abrasive water jet, and the supercritical CO2 jet, in respect of theories, applications and prospects.     

基于灰色关联的压裂液渗吸主控因素分析

渗吸作用是影响致密储层开发效果的重要因素,明晰压裂液渗吸机理及影响因素作用规律对于评价致密储层压后生产特征意义重大。本文基于新疆致密砂岩储层岩心,采用体积法开展了饱和油致密岩心压裂液渗吸实验,研究了压裂液体系、岩心渗透率、实验温度、岩心长度和原油粘度对渗吸速率及渗吸采收率的影响,并基于灰色关联度对渗吸因素进行了影响程度评价。研究表明：渗吸采收率与渗透率、实验温度成正相关关系,与压裂液质量分数、岩心长度和原油粘度呈负相关关系,渗吸速率呈现出初始较快,随后迅速下降;各渗吸因素对渗吸采收率的影响程度排序为：压裂液体系>原油粘度>实验温度>岩心长度>岩心渗透率,致密储层压裂后应对储层性质及注入流体性质进行综合评价,为压后生产特征分析提供依据。     

非牛顿流体在分离旋流器内流场特性研究

本文运用计算流体动力学（CFD）方法对旋流器内非牛顿流体与牛顿流体的流场分别进行数值模拟。分析采用RSM(SSG)雷诺应力模型,得到非牛顿流体与牛顿流体的速度场、压力场以及表观粘度分布规律。研究结果揭示了非牛顿流体在分离旋流器内的流场特性：由于受非牛顿流体表观粘度随剪切速率变化的影响,在同一位置处非牛顿流体的静压力、轴向速度以及径向速度都大于牛顿流体,而切向速度小于牛顿流体;同时旋流器内非牛顿流体的零轴速包络面（LZVV）比牛顿流体的更加靠近器壁,这导致旋流器中非牛顿流体在同等条件下比牛顿流体的分离效率低;以上这些特性为进一步充分认识用于分离非牛顿流体的旋流器分离机理提供依据。     

Fluid/melt inclusions in Cenozoic mantle xenoliths from Linqu,Shandong Province,eastern China: Implications for asthenosphere-lithosphere interactions

Fluid and melt inclusions in mantle xenoliths are thought as direct samples to study mantle liquids. Here we apply Raman mi- crospectroscopy and microthermometry to fluid/melt inclusions in lherzolite xenoliths in Qiaoshan basalts, a Miocene volcano in Linqu, Shandong Province, eastern China. These inclusions include (1) early CO2 fluid inclusions, (2) early carbonate melt inclu-sions, (3) late CO2 fluid inclusions, and (4) late silicate melt inclusions. Among the early CO2 fluid inclusions, most consist of...     

用修正的简化局部密度理论模拟超临界流体系统的吸附特性

清洁能源储存和超临界流体萃取工艺中经常涉及到超临界流体(supercritical fluid,SCF)的吸附现象,然而其理论模型研究并不广泛.局部密度简化(simplified local density,SLD)理论作为工程简化模型,已经成功应用于SCF在活性炭上的吸附.在此介绍了不同学者对SLD模型的状态方程、吸附相体积等方面的改进和发展.SLD模型关联高压过剩吸附量的数据误差较大,已有的研究主要是对状态方程修正.文章采用SLD-ESD方程,通过增加可调参数对吸附相体积修正,计算5种气体在活性炭上的高压吸附数据,结果表明模型能够应用在较宽的压力范围.使用LJ12-6势能模型替代10-4势能模型,关联拟合了超临界流体在活性炭和硅胶上的吸附数据,扩展了SLD理论的应用范围.     

用于微纳米测量的磁流变阻尼固紧系统

研究用新型功能材料--磁流变液制作阻尼固紧器,具有减小电机振动和实现微冲击固紧工作台的双重功能. 通过有限元分析对其磁路进行了仿真,并用往复运动实验系统对其性能进行了标定. 在纳米三坐标测量机上进行的纳米定位实验表明,加上磁流变阻尼固紧器后,工作台定位稳态波动从20 nm减小到5 nm以内,可实现纳米三坐标测量机纳米级定位稳态波动.     

致密气藏一点法公式在大牛地气田的应用

大牛地气田应用原有一点法计算无阻流量,长期实践证明结果偏大并导致配产不合理、压降过快,同时理论上常规一点法在致密气藏产能评价中存在着误差偏大和适用性差等问题。为了解决以上问题,利用气田已有的一点法试井资料,结合产能公式推导理论和致密气藏渗流特征,对指数式进行修正,得出了不同层位的一点法公式,大大提高了一点法的适用性,并在实际生产中指导合理配产,显著增加了气井的开发效果,证明该方法是切实可行的。