页岩气水平钻井延伸极限预测与参数优化

大位移水平井是页岩气开采的主要方式,其极限延伸的合理预测备受关注.针对涪陵地区的页岩气水平钻完井进行研究,借助钻井延伸极限预测模型,计算了不同工况下的钻井延伸极限,分析了钻机性能、钻具组合、井眼曲折度、钻井液密度等因素对钻井延伸极限的影响.结果表明,滑动钻进模式是约束水平段延伸的主要工况,当摩阻系数比较高时,螺旋屈曲锁死导致无法钻达设计井深;高井眼曲折度限制了井眼延伸长度,钻进作业中要尽量减少轨迹调整次数,保证轨迹平滑;此外,邻井压裂作业可能导致正钻地层压力上升,会降低钻井延伸极限,需要对钻井液密度进行优化.该研究对页岩气水平钻井的设计及施工具有重要指导意义.     

木质素热解的TG-FTIR实验研究

利用热重红外分析仪(TG-FTIR)对木质素进行热重分析及主要气相产物分析,并探讨了升温速率和碱金属盐对木质素热解过程的影响规律。结果表明：随着升温速率的增加,挥发分析出阶段DTG曲线的峰型变宽,热解起始温度、最大失重峰温均向高温侧移动,且较高的升温速率不利于气相产物的析出。添加碳酸钠、碳酸钙和碳酸钾对木质素热解主反应区反应速率的影响较小,相比碱金属盐的加入量而言最终热解固体产物略有增加,同时碱金属盐的添加对气相产物的析出有明显抑制作用。与其它两种碱金属盐相比,碳酸钙的加入对600~700℃温度区间内木质素热解产生的CO和CO₂产量有一定的促进作用。     

油纸绝缘溶解气体和DP值的特征量提取及关系研究

CO和CH4是油浸式变压器的油纸绝缘劣化期间重要产物,DP值是纸劣化程度的直观量度,对它们进行综合研究在评估变压器内绝缘老化有极其显著作用。为研究特征气体和DP值的关系,在实验室中制备纸样品,开展色谱试验,得出特征气体CO和CH4随老化时间的增减情况;对纸样品进行DP值测试得出它在加速老化情况下的变化;提出不同老化特征量,得出溶解气体和DP值之间拟合的函数关系;结果表明：CO和CH4含量随老化时间加大不断增多,随温度不断上升其幅值也在逐渐变大;提取老化时间为10、20、30、45天为特征参量,得出不同温度下DP值随CO、CH4含量变化的函数关系;为诊断油纸绝缘的老化情况提供一种新方法。     

节流孔径对静压圆弧槽干气密封端面流场影响的数值模拟

应用SolidWorks软件分别建立4种不同节流孔径静压干气密封三维几何模型,并运用Gambit软件对4种模型分别进行网格划分.利用Fluent软件对端面流场进行数值模拟,得到流场的压力分布、速度分布以及泄漏量、气膜开启力.同时对节流孔直径与气膜推力泄漏量比值进行优化,获得最佳结构参数.数值结果表明:端面压力在节流孔处最高,向四周逐渐下降,密封气在流经节流孔后形成显著的压力降,随节流孔径的增大泄漏量上升;随节流孔径的增大气膜推力增大.     

管道内多层金属丝网对预混可燃气体爆炸火焰传播的影响

为了研究抑爆材料对可燃气体爆炸火焰传播的影响,设计加工了横截面积为200 mm×200 mm的方形实验管道,且在其内进行无抑爆材料和安装多层金属丝网条件下预混可燃气体爆炸火焰传播影响的实验,并通过高速摄影仪进行火焰传播的全程拍摄。结果表明,预混可燃气体爆炸火焰在管道内的传播速度和结构都不稳定,出现来回震荡的现象,而多层金属丝网对预混可燃气体爆炸火焰传播具有很大的影响,可以完全淬熄较弱的爆炸火焰。研究结果对煤矿瓦斯爆炸的防治具有重要的理论和实际价值。     

高瓦斯矿井掘进通风瓦斯浓度预测模型研究

为了对不同瓦斯涌出量和通风配置下的高瓦斯矿井掘进通风瓦斯浓度进行准确预测,文中在对掘进工作面瓦斯浓度的各种通风影响因素分析基础上,设计了两种掘进通风瓦斯浓度预测神经网络模型。利用MATLAB软件及煤矿现场获得的实测样本数据,建立了瓦斯浓度BP和RBF神经网络预测模型。通过预测结果对比分析可知,RBF神经网络预测模型能够对掘进通风瓦斯浓度进行准确地动态预测,为不同掘进阶段、不同瓦斯涌出量下的掘进通风方案选择提供了一定的理论依据。     

普光高含硫气田长效环空保护液的研究与应用

针对高含硫气井环空特殊的腐蚀环境,结合普光气田油、套管管材使用情况,通过大量性能评价实验,开发出一套以复合有机酸盐为基液,添加高抗硫缓蚀剂、除硫剂、除氧剂、杀菌剂等添加剂的适应于高含硫气田的长效环空保护液体系.该体系密度在1.03～1.40 g/m3间可调,具有稳定性强、配伍性佳、杀菌效果好、耐高温、抗污染、防硫化氢、可回收利用等特点.目前该产品已用于普光气田多口气井生产,油、套管管材缓蚀率达到95%以上,表明该体系可完全满足普光高含硫气井长期安全生产,同时该产品的成功应用也为我国同类气田开发中的防腐工作提供了有益的借鉴.     

苏里格地区下古生界马家沟组地层水化学特征与天然气聚集关系

通过对苏里格地区44口井66个下古生界奥陶系马家沟组地层水样品测试结果的统计与分析,发现马家沟组地层水以偏酸性为主,具有矿化度高、Cl-和Ca2+占优势、以CaCl2水型为主等特征,反映出下古生界马家沟组地层水处于比较还原的阻滞—停滞水文地质状态,封闭条件较好,有利于天然气的聚集与保存.对苏里格地区马家沟组地层流体水化学组成变化与天然气藏关系的系统研究表明,地层水总矿化度高值区(>150 g/L)、CaCl2型水分布区、rNa+/rCl-低值区(≤0.3)、rCI-/rMg2+高值区(>15)、rMg2+/rCa2+低值区(≤0.2)等均与天然气富集区有较好的对应关系.从地层流体水化学特征平面变化来看,以乌审旗为中心的中部是最大的天然气富集区,中北部的苏11井区也是天然气较有利区,推测南部的陕185井区也将是天然气藏的分布区.     

地层系数法确定气井的产能方程

气井产能方程是认识气井生产规律和分析预测气藏动态的重要依据,是确定合理的气井产量或气藏产量的基础.目前用于确定低渗透气井产能方程的方法存在诸多局限性.本文提出一种简便的确定气井产能方程的方法——KH值法.该方法将修正等时试井资料得到的无阻流量与单点法二项式公式计算的无阻流量进行对比,当二者相等时,可以获取非达西系数D,然后根据同一区块上的测试资料得到其他的储层物性参数,从而求得该区块的产能方程通式,进而根据每一口单井的实际地层系数得到该单井的产能方程.与实际生产数据对比表明,采用该方法得到的单井产能方程符合气井的实际生产规律.     

高压气体在微圆管中的流动特性

在高压条件下,试验研究氮气在直径为14.9、10.1、5.03、2.05μm微圆管中的流动特性。结合毛管束模型,研究气体的高压微尺度流动特性对气体在低渗多孔介质中渗流特性的影响。结果表明:气体在14.9μm微圆管中的高压流动特性与经典流体力学规律相符;随着管径的减小,气体的流动出现了明显的微尺度效应,表现为实测流量偏离经典流体力学理论预测流量,且管径越小,这种微尺度流动效应越显著;研究稀薄气体效应时提出的Kn数不能用来表征高压条件下气体的微尺度效应;气体在微小孔喉中的高压微尺度流动效应导致气体在低渗多孔介质中的渗流具有非达西渗流特征,表现为实际渗透率大于由经典H-P方程和达西公式计算的绝对渗透率。