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基于结构方程与蒙特卡洛方法的钻井现场作业风险评价 预览 被引量:1
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作者 赵春兰 殷慧敏 +2 位作者 王兵 范翔宇 吴昊 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期84-93,共10页
钻井现场作业的风险评价过程中,存在着监测数据与现场作业关联性不强的问题。为此,提出了采用结构方程模型(SEM)和蒙特卡罗模拟(MC)相结合来评价钻井现场作业风险的新方法,即首先构建钻井现场作业风险因子,利用SEM求出各风险因子相关性... 钻井现场作业的风险评价过程中,存在着监测数据与现场作业关联性不强的问题。为此,提出了采用结构方程模型(SEM)和蒙特卡罗模拟(MC)相结合来评价钻井现场作业风险的新方法,即首先构建钻井现场作业风险因子,利用SEM求出各风险因子相关性并求得其权重,再确定关键风险因子;进而由各因子的数据分布特征,利用MC求得潜变量的模拟值,与据SEM风险后果权重而求得的事故后果程度结合而得到危险度,最终把辨识出的作业危险度用来判断风险等级;并将上述方法用于分析四川盆地某气田某井的现场作业数据。研究结果表明:①较之于其他方法,新方法克服了无法确定各因子间的相关性及各因子权重的不足,为钻井现场作业风险评价提供了一条新途径;②操作行为和环境因素对钻井风险影响较小,管理因素对钻井作业风险影响最大;③场所不符合要求和一般设备缺陷是2个主要的关键风险因子,其相关系数为0.57;④根据每个风险变量的分布特征生成了一系列符合要求的样本数据,最终得到钻井风险值的概率分布,使得评价结果更加符合于实际情况。结论认为,新方法能较好地把现场监测数据用于钻井风险等级的评估,对钻井作业现场作业安全风险管理具有参考作用。 展开更多
关键词 钻井现场作业 风险评价 结构方程模型 蒙特卡洛模拟 潜变量 风险因子 危险度 风险等级
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低渗气藏多级压裂水平井产能模型及影响因素 预览
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作者 白慧 田敏 +2 位作者 冯敏 刘鹏程 王海涛 《西南石油大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期113-120,共8页
多级压裂水平井(MFHW)能大幅度提高低渗气藏的单井产能,提高低渗气藏的开发效益,而准确计算气井产能并分析其影响因素是压裂优化设计、气藏科学开发的基础。为低渗气藏MFHW产能计算建立了一个严格的数学模型,综合运用Laplace变换、叠加... 多级压裂水平井(MFHW)能大幅度提高低渗气藏的单井产能,提高低渗气藏的开发效益,而准确计算气井产能并分析其影响因素是压裂优化设计、气藏科学开发的基础。为低渗气藏MFHW产能计算建立了一个严格的数学模型,综合运用Laplace变换、叠加原理、积分方程的边界离散求解法、矩阵理论等数学方法成功地对模型进行了求解,并对不同因素影响下的产能进行了定量计算和分析,分析了气层有效厚度、气藏渗透率、压裂缝条数、压裂缝半长、压裂缝导流能力对气井产能的影响,同时也分析了地层流入各条压裂缝流量的差异。研究结果表明,气层有效厚度或气藏渗透率增大时,气井产量几乎呈线性增大;压裂缝条数、压裂缝半长、压裂缝导流能力增大,产量增大,但前期增速快,后期增速慢;地层流入各条压裂缝的流量在早期差别不大,晚期差别明显--端部流量大于中部流量。 展开更多
关键词 低渗气藏 多级压裂水平井 产能模型 影响因素 导流能力
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“注入—压裂—返排”全过程的CO2相态特征——以鄂尔多斯盆地神木气田致密砂岩气藏SH52井为例 预览
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作者 汤勇 胡世莱 +5 位作者 汪勇 叶亮 丁勇 杨光宇 李荷香 苏印成 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期58-64,共7页
为了准确预测压裂过程中流体的相态变化,有效指导矿场CO2压裂施工设计,以鄂尔多斯盆地神木气田致密砂岩气藏SH52井为例,基于商业软件CMG,建立井筒—地层耦合数值模拟模型,通过对该井的压裂施工动态进行拟合,获得了可靠的数值模拟模型。... 为了准确预测压裂过程中流体的相态变化,有效指导矿场CO2压裂施工设计,以鄂尔多斯盆地神木气田致密砂岩气藏SH52井为例,基于商业软件CMG,建立井筒—地层耦合数值模拟模型,通过对该井的压裂施工动态进行拟合,获得了可靠的数值模拟模型。在此基础上,对CO2注入—压裂—返排的全过程进行模拟,研究CO2压裂全过程的流体相态变化特征,以及压裂工艺参数对注入期末井底压力、温度和流体高压物性的影响。研究结果表明:①CO2从注入到返排的压裂全过程,经历了“液态—超临界态—液态—气态”的相变过程,在注入、造缝和裂缝扩张的过程中,CO2由液态转变为超临界态,且密度变化显著,介于800~1 100 kg/m^3;②CO2注入期末,随CO2总量的增加,井底温度逐渐降低,而井底压力、井底CO2密度和黏度逐渐增加;③CO2排量对井底压力、温度及CO2密度、黏度的影响规律与CO2总量对其的影响规律总体相似,只是CO2排量对井底压力的影响程度更大;④当CO2总量大于400 m^3、排量大于4 m^3/min后,二者对井底压力、温度和CO2密度、黏度的影响不再显著。结论认为:所建模型实现了对CO2压裂过程中流体相态变化特征的准确预测且拟合精度较高、2019-0模型质量可靠,该研究成果为CO2压裂施工设计的优化提供了技术支撑。 展开更多
关键词 CO2压裂 相态特征 全过程 工艺参数 致密砂岩气藏 神木气田 鄂尔多斯盆地
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基于EDFM的致密油藏分段压裂水平井数值模拟 预览
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作者 张烈辉 刘沙 +2 位作者 雍锐 李博 赵玉龙 《西南石油大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1-11,共11页
为了解决致密油藏分段压裂水平井由于裂缝模型建立难度大导致的产量评价困难的问题,通过引入嵌入式离散裂缝模型(Embedded Discrete Fracture Model,EDFM),采用矩形网格,建立了考虑重力和应力敏感效应的三维致密油藏分段压裂水平井模型... 为了解决致密油藏分段压裂水平井由于裂缝模型建立难度大导致的产量评价困难的问题,通过引入嵌入式离散裂缝模型(Embedded Discrete Fracture Model,EDFM),采用矩形网格,建立了考虑重力和应力敏感效应的三维致密油藏分段压裂水平井模型。首先,用Saphir对该模型的准确性进行了检验;然后,利用该模型进行了三维致密油藏、天然裂缝性致密油藏以及裂缝分布形态影响的数值模拟研究。结果表明,嵌入式离散裂缝模型能较好反映流体在天然裂缝和压裂缝网内的流动特征;压裂施工位置应选择天然裂缝发育的区域;分段压裂水平井的裂缝分布形态对产能影响显著,缝网与基质接触面积越大,油井产能越大,因此,最优化的裂缝分布可作为体积压裂施工目标。 展开更多
关键词 分段压裂水平井 嵌入式离散裂缝模型 三维油藏 天然裂缝 裂缝分布形态
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水力裂缝形貌对酸刻蚀行为及导流能力影响 预览
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作者 苟波 李骁 +1 位作者 马辉运 周长林 《西南石油大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期80-90,共11页
目前酸压裂缝导流能力实验多采用光滑岩板模拟地层水力裂缝,忽略了裂缝粗糙形貌对酸刻蚀行为、导流能力影响。采用自研装置"酸压裂缝导流能力测试系统",分别用光滑岩板、粗糙岩板模拟光滑裂缝、粗糙裂缝,研究了不同注酸排量... 目前酸压裂缝导流能力实验多采用光滑岩板模拟地层水力裂缝,忽略了裂缝粗糙形貌对酸刻蚀行为、导流能力影响。采用自研装置"酸压裂缝导流能力测试系统",分别用光滑岩板、粗糙岩板模拟光滑裂缝、粗糙裂缝,研究了不同注酸排量、注酸时间下两种不同形貌水力裂缝的酸刻蚀行为和导流能力特征。结果表明,酸刻蚀后光滑裂缝轮廓线迂曲度增加;粗糙裂缝相反,酸刻蚀作用体现为削"峰"深"谷"。增加注酸排量或注酸时间,粗糙裂缝的高程变化、裂缝宽度、酸溶蚀量和导流能力增加幅度均明显大于光滑裂缝,且导流保持能力更好;粗糙裂缝对注酸参数变化更敏感。粗糙岩板利于真实评价储层条件下酸压裂缝导流能力,提高酸压方案设计的针对性,改善酸压效果。 展开更多
关键词 水力裂缝形貌 粗糙裂缝 光滑裂缝 酸刻蚀形态 导流能力
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非均质碳酸盐岩油气藏酸压数值模拟研究进展与展望 预览
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作者 苟波 马辉运 +2 位作者 刘壮 周长林 王琨 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期87-98,共12页
要实现深层、超深层海相碳酸盐岩油气藏的高效开发,亟需相关酸化压裂技术理论的突破与创新。为了指导多种酸压工艺的现场实践,通过系统梳理和总结酸压数值模拟技术的已有研究成果,结合目前深层、超深层海相碳酸盐岩油气藏酸压工程的技... 要实现深层、超深层海相碳酸盐岩油气藏的高效开发,亟需相关酸化压裂技术理论的突破与创新。为了指导多种酸压工艺的现场实践,通过系统梳理和总结酸压数值模拟技术的已有研究成果,结合目前深层、超深层海相碳酸盐岩油气藏酸压工程的技术需求,探索研究了当前酸压数值模拟面临的新挑战和需要突破的方向。研究结果表明:①酸压三维数值模拟基于解耦思想,将酸压模型分为水力裂缝初始形态构建、酸刻蚀模拟及导流能力计算等3个模块,其中酸刻蚀模拟模块是酸压数值模拟的核心;②地质统计学参数方法在水力裂缝初始形态建模中的应用已较为成熟,酸刻蚀模拟通过N-S方程组、酸平衡方程、酸液滤失模型及酸岩反应溶蚀力方程耦合求解,已初步实现了精细化和油藏工程尺度的模拟,酸蚀裂缝导流能力的计算主要基于局部立方定律进行求解,并考虑了多重因素对导流能力的影响。结论认为,酸压数值模拟面临的新挑战包括酸液在复杂流动介质中的多场耦合高效计算、酸刻蚀过程的精细模拟、酸蚀裂缝导流能力的准确计算以及酸压数值模拟与酸压工程应用的匹配;需要突破的方向是实现多场、多尺度的酸压数值模拟。 展开更多
关键词 非均质 碳酸盐岩 油气藏 酸化压裂 数值模拟 研究进展 发展趋势
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热力射流温度场及温度应力数值模拟研究 预览
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作者 王国华 谭军 +2 位作者 熊继有 韩进强 匡生平 《西南石油大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期143-150,共8页
热力射流破岩技术是指利用高温介质诸如超临界水对岩石进行快速局部加热达到破碎岩石的目的。由于岩石基质热导率很低,因此会在岩石表面形成温度应力。当温度应力超过岩石的强度,会在岩石内部形成微裂缝,且裂缝不断扩展最终使得岩石表... 热力射流破岩技术是指利用高温介质诸如超临界水对岩石进行快速局部加热达到破碎岩石的目的。由于岩石基质热导率很低,因此会在岩石表面形成温度应力。当温度应力超过岩石的强度,会在岩石内部形成微裂缝,且裂缝不断扩展最终使得岩石表面发生热裂解,热裂解作用导致岩石表面从本体脱落从而使得岩石破碎。基于热-固耦合理论建立了热裂解钻井模型,利用Crank-Nicolson差分方法求解得到了热裂解过程中井底岩石温度场和温度应力的分布规律。结果表明,在热裂解钻井过程中,岩石受热部分温度迅速升高,在径向和轴向方向上产生温度梯度;受热部分体积膨胀在径向方向上受到压应力作用,在轴向方向上发生屈曲,受到剪应力作用。研究成果对热裂解钻井的现场应用具有十分重要的指导意义。 展开更多
关键词 钻井 热力射流 热裂解 温度场 温度应力
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基于黏弹性介质波动理论的页岩超声波数值模拟 预览
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作者 陈乔 徐烽淋 +4 位作者 程亮 刘洪 简旭 朱洪林 陈吉龙 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期63-70,共8页
利用超声波透射法来研究页岩的超声波响应特征,是页岩气开发过程中利用测井资料解决地质和工程问题的基础,而目前对于以页岩地层声波测井为目的的声学响应研究成果则鲜有报道且相关研究将页岩当作弹性介质来处理,未考虑页岩的黏弹性特... 利用超声波透射法来研究页岩的超声波响应特征,是页岩气开发过程中利用测井资料解决地质和工程问题的基础,而目前对于以页岩地层声波测井为目的的声学响应研究成果则鲜有报道且相关研究将页岩当作弹性介质来处理,未考虑页岩的黏弹性特征。为此,基于黏弹性介质波动理论,结合超声波透射实验背景,构建初始条件、振源条件、边界条件和稳定性条件,采用交错网格有限差分法模拟不同层理角度页岩的超声波透射实验。研究结果表明:①数值模拟计算和物理实验所得到的页岩声波特性变化趋势相互吻合;②基于理想和真实岩心的数值模拟计算和物理实验所得到的页岩衰减系数随测试频率、层理角度变化的规律均一致;③在层理尺度和密度恒定的条件下,随着层理角度的增大,波速呈幂函数递减,衰减系数呈线性增加。结论认为:①基于黏弹性介质声波波动理论,结合高阶交错网格差分技术建立的模拟页岩超声波透射实验的数值计算方法计算科学合理,具有较强的适应性;②利用该数值模拟方法可以从微观角度分析页岩层理特征对超声波传播特性的影响规律;③新方法拓展了层理性页岩地层声学研究的思路、避免了人为误差、节约了实验成本,具有重要理论价值和实际意义。 展开更多
关键词 页岩 黏弹性介质 层理角度 超声波透射 数值模拟 波动理论 响应特征 人为误差 实验成本
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压裂后焖井期间页岩吸水起裂扩展研究——以四川盆地长宁区块龙马溪组某平台井为例 预览 被引量:1
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作者 韩慧芬 杨斌 彭钧亮 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期74-80,共7页
为了确定页岩气井压后的焖井时间,需要预测关井期间储层条件下页岩自吸压裂液对裂缝起裂扩展的影响。为此,基于裂缝闭合判断准则,针对四川盆地长宁区块三轴地应力测试结果,判定裂缝的闭合状态,然后基于张开裂缝的拉伸和剪切起裂准则,计... 为了确定页岩气井压后的焖井时间,需要预测关井期间储层条件下页岩自吸压裂液对裂缝起裂扩展的影响。为此,基于裂缝闭合判断准则,针对四川盆地长宁区块三轴地应力测试结果,判定裂缝的闭合状态,然后基于张开裂缝的拉伸和剪切起裂准则,计算拉伸破坏和剪切破坏情况下的最大周向应力和最大有效剪切应力,并结合三轴及单轴岩石抗压力学实验和单轴巴西劈裂抗拉强度实验结果,获得裂缝起裂阈值压力,进而探讨了该区块下志留统龙马溪组页岩气井的合理焖井时间。研究结果表明:①该区块龙马溪组页岩气井压裂后,在焖井期间储层中的微裂缝总是保持开启的;②储层条件下裂缝所处的应力状态十分复杂,即使是张开裂缝,也有可能发生剪切破坏;③当裂缝倾角为0°时,裂缝尖端获得最大周向应力值,对应裂缝起裂角为0°,即裂缝会沿着最大水平主应力方向起裂延伸,当缝内流体压力低于70MPa后,裂缝不会再产生拉伸起裂;④当裂缝倾角为0°时,对应最大有效剪切应力,此时裂缝起裂角为55°,当缝内流体压力低于60MPa后,裂缝不再产生剪切起裂;⑤若要充分发挥页岩气井压裂后焖井期间压裂液的改造作用,该区块龙马溪组气井压裂后的合理焖井时间为5~10天。 展开更多
关键词 吸水起裂 焖井时间 页岩气 剪切破坏 阈值压力 起裂角 四川盆地 长宁区块 早志留世
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水合物法捕集烟气中CO2的新拟合热力学模型 预览
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作者 李璐伶 赵金洲 +7 位作者 李海涛 张烈辉 樊栓狮 李清平 庞维新 吕鑫 郑利军 魏纳 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期104-110,共7页
水合物法捕集烟气中的CO2具有能耗低、操作简便和有利于后续CO2储存利用的优点,为了降低多级水合反应累计的总误差,建立准确的热力学模型就显得尤为重要。为此,基于vdW-P+CPA模型,考虑了CO2与H2O之间的相互缔合作用,重新拟合了热力学模... 水合物法捕集烟气中的CO2具有能耗低、操作简便和有利于后续CO2储存利用的优点,为了降低多级水合反应累计的总误差,建立准确的热力学模型就显得尤为重要。为此,基于vdW-P+CPA模型,考虑了CO2与H2O之间的相互缔合作用,重新拟合了热力学模型中的参数。首先将H2O与CO2的能量参数α0.5分别拟合为[1-(T/Tc)0.5]的三次函数与一次函数,然后基于与温度相关的二元交互作用参数(kij),将vdW-P模型中Langmuir吸收系数的计算参数重新拟合。研究结果表明:①新拟合的热力学模型在预测饱和液相密度时,H2O与CO2的平均绝对误差分别由1.84%降至0.08%、由4.06%降至2.09%;②在预测纯CO2与纯N2生成水合物的相平衡压力时,平均绝对误差分别为0.86%与0.82%;③在计算不同组成烟气生成水合物的相平衡条件时,平均绝对误差由15.16%降至5.02%。结论认为,新拟合的热力学模型准确度较高,一定程度上降低了多级水合反应的总累计误差,为水合物法捕集烟气中CO2的实际应用提供了参考。 展开更多
关键词 水合物法 烟气 CO2捕集 CO2热力学模型 多级水合反应 能量参数 Langmuir吸收系数 预测
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一种快速计算溶解油气比的工程实用方法 预览
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作者 魏纳 席永钊 +5 位作者 刘安琪 赵金洲 张烈辉 吕鑫 李蜀涛 赵向阳 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期90-95,共6页
天然气在原油中的溶解度是评价油气溶解性的重要参数之一,在工程上需查取图版而得到,结果不够准确、使用不太方便,不适于现场快速应用。为了便于在实际工程中快速准确地计算该参数,在雷萨特的模型上将美国石油协会相对密度与脱气原油摩... 天然气在原油中的溶解度是评价油气溶解性的重要参数之一,在工程上需查取图版而得到,结果不够准确、使用不太方便,不适于现场快速应用。为了便于在实际工程中快速准确地计算该参数,在雷萨特的模型上将美国石油协会相对密度与脱气原油摩尔质量的图版进行取点拟合成函数关系,结合原雷萨特关系式将其数学模型归纳推理得到一个新模型,只需要代入绝对压力、温度、脱气原油对水的相对密度以及天然气对空气的相对密度4个已知参数,通过计算机便可快速计算出溶解油气比。研究结果表明:①较之于雷萨特相关式,新模型简化了繁琐的迭代,不仅可以一步到位计算溶解油气比,而且还可以从公式中反映出各个参数是如何影响溶解油气比的;②油气比随着绝对压力的增大而增大、随着温度的增大而减小、随着脱气原油对水相对密度的增大先增大后减小、随着天然气对空气相对密度的增大而减小。结论认为,新模型可以快速、准确地计算出溶解油气比,其计算结果与原雷萨特模型符合度高;新方法提高了工程上计算溶解油气比的效率及准确性,可以推广使用。 展开更多
关键词 天然气 溶解度 溶解油气比 雷萨特模型 美国石油协会相对密度 脱气原油摩尔质量 数学模型
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注CO2采油井油管柱腐蚀速率预测 预览
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作者 张智 刘金铭 +2 位作者 张华礼 李玉飞 罗伟 《西南石油大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期175-184,共10页
针对注CO2采油井生产中油管柱存在的腐蚀现象,开展了注CO2采油井不同阶段的油管腐蚀规律研究。对油管柱CO2腐蚀进展进行了概述,基于动力学原理与金属的电化学腐蚀理论,考虑油气生产过程的产液量、含水率、井口温度、生产压差、流体流速... 针对注CO2采油井生产中油管柱存在的腐蚀现象,开展了注CO2采油井不同阶段的油管腐蚀规律研究。对油管柱CO2腐蚀进展进行了概述,基于动力学原理与金属的电化学腐蚀理论,考虑油气生产过程的产液量、含水率、井口温度、生产压差、流体流速等因素,得到油管内温度压力分布,研究了CO2采油井油管腐蚀速率预测方法。对实例井的油管柱腐蚀速率做出了预测,并开展主控因素下油管柱腐蚀速率随时间、井深的变化规律研究。结果表明,在整个吞吐周期中,油管腐蚀主要发生在生产阶段。腐蚀情况预测结果与现场实测腐蚀情况吻合较好。 展开更多
关键词 油管柱 CO2腐蚀 预测模型 腐蚀速率 吞吐周期
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海洋非成岩天然气水合物原位快速制备实验及评价 预览
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作者 李海涛 赵金洲 +8 位作者 刘安琪 张烈辉 魏纳 伍开松 周守为 裴俊 张文颐 杨璐岳 戢慧 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期151-158,共8页
我国的海洋天然气水合物(以下简称水合物)资源主要分布在沿海大陆架水深介于300~3 000 m的深水区,具有弱胶结、非成岩的特征,为了测试和研究该类型水合物必须原位、大量、快速制备样品,而目前常用的搅拌法、喷淋法、鼓泡法等制备技术却... 我国的海洋天然气水合物(以下简称水合物)资源主要分布在沿海大陆架水深介于300~3 000 m的深水区,具有弱胶结、非成岩的特征,为了测试和研究该类型水合物必须原位、大量、快速制备样品,而目前常用的搅拌法、喷淋法、鼓泡法等制备技术却存在着生成速度慢、储气密度低等问题。为此,自主设计、研制了1 062 L非成岩水合物快速制备釜,针对我国南海非成岩水合物的物性特征,开展了搅拌法、鼓泡法、喷淋法单一制备方法及“三合一”法(上述3种方法相结合)水合物制备实验,测试了实验过程中温度、压力、电阻率及反应时间等数据,分析比较了几种不同制备方法的水合物生成情况与制备效率。实验结果表明:①搅拌法、鼓泡法、喷淋法制备水合物过程中,生成的水合物均缓慢增加并逐渐铺满整个液面;②搅拌法制备过程中可以观测到明显的诱导期,而喷淋法、鼓泡法及“三合一”法却无明显的诱导期;③单一制备方法及“三合一”法制备水合物过程中,电阻率均随反应时间的增加而增加,其变化趋势亦与水合物制备速率基本一致;④“三合一”法的制备周期明显短于单一制备方法(搅拌法、喷淋法、鼓泡法单一方法的制备时间分别约为“三合一”法的5.14倍、3.59倍、3.16倍)。结论认为,所研制的1 062 L水合物快速制备釜能够实现海洋非成岩水合物样品的原位、快速制备;较之于单一制备方法,“三合一”法大大提高了水合物的制备效率。 展开更多
关键词 非成岩 天然气水合物 快速制备 “三合一”法 制备釜 诱导期 搅拌法 喷淋法 鼓泡法
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气井积液预测研究进展 预览
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作者 张烈辉 罗程程 +4 位作者 刘永辉 赵玉龙 谢春雨 张琦 艾先婷 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期57-63,共7页
准确预测气井积液时间并及时采取排水采气工艺措施,对于维持低产气井稳定生产至关重要。为此,基于对国内外气井积液预测方法及积液气井数值模拟方法的广泛调研和总结,综合分析了目前解释气井积液的液滴反转模型、液膜反转模型和气井稳... 准确预测气井积液时间并及时采取排水采气工艺措施,对于维持低产气井稳定生产至关重要。为此,基于对国内外气井积液预测方法及积液气井数值模拟方法的广泛调研和总结,综合分析了目前解释气井积液的液滴反转模型、液膜反转模型和气井稳定性分析方法,阐述了积液气井瞬态数值模拟的研究进展。研究结果表明:①不同积液预测模型计算值之间及不同类型气藏气井携液临界气量之间存在着巨大的偏差,引起气井积液的机理不仅仅由单一液体反转现象造成,而是地层与井筒共同作用的结果;②液体反转理论在解释气井出现动液面上有悖于气液两相管流的基本规律,气井动液面的产生与气井受到瞬态扰动相关。在上述研究的基础上,指出了气井积液机理研究的发展方向:结合地层数值模拟,建立合理井筒压力波动模型并将其考虑为内边界条件,开展地层—井筒耦合实验及理论研究,揭示不同类型气藏积液的控制机理并建立相应积液预测模型,以期为气井排水采气工艺设计提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 气井积液 液滴反转模型 液膜反转模型 气井稳定性分析 地层-井筒耦合 数值模拟 实验室试验
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固井注水泥浆顶替效率评估的新模型 预览
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作者 杨谋 唐大千 +3 位作者 袁中涛 张俊 徐力群 陈英 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期115-122,共8页
提高固井注水泥浆顶替效率是保障水泥环密封性能的前提,已有的理论和实验室方法多集中于两相流(钻井液/隔离液、隔离液/水泥浆、钻井液/水泥浆)顶替模拟,而与实际工况下钻井液与隔离液先掺混、再被水泥浆顶替的动态过程特征相距甚远。为... 提高固井注水泥浆顶替效率是保障水泥环密封性能的前提,已有的理论和实验室方法多集中于两相流(钻井液/隔离液、隔离液/水泥浆、钻井液/水泥浆)顶替模拟,而与实际工况下钻井液与隔离液先掺混、再被水泥浆顶替的动态过程特征相距甚远。为此,基于流体顶替过程中掺混与扩散机理,建立流体动态顶替过程数学模型,借助流动仿真软件探讨隔离液性能变化对顶替钻井液和被水泥浆顶替的内在演变机理,结合仿真数据,建立了水泥浆顶替效率评估的新计算模型。研究结果表明:①在顶替初期,低黏度、低密度隔离液体系与钻井液混浆严重,但有利于降低壁面钻井液黏滞力,清除滞留钻井液,进而改善水泥浆顶替效率;②高密度、低黏度隔离液虽然能快速清洗井筒钻井液,但也容易产生指进现象,进而导致水泥浆提前返出井口,容易被误认为顶替效率较好;③隔离液密度处于钻井液和水泥浆之间时,低黏度隔离液有助于清除壁面钻井液和被水泥浆顶替;④隔离液排量高于临界值时,顶替效果改善明显;⑤所建立的注水泥浆顶替效率评价新模型与数值仿真结果吻合度高,误差仅为4.6%。结论认为,该新模型有助于更好地认识与解释复杂流动机理,为改善注水泥井筒浆柱结构、浆体性能及提高顶替效率奠定了理论基础。 展开更多
关键词 固井 注水泥浆 顶替效率评估 数值模拟 隔离液 浆柱结构 浆体性能
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水平井偏心环空低速顶替运移机制研究 预览 被引量:1
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作者 孙劲飞 李早元 +2 位作者 罗平亚 张刚刚 焦少卿 《西南石油大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期111-118,共8页
水平井固井顶替过程中,受限于现场设备,难以实现紊流顶替,而在层流流速区间内,两相流体在偏心环空中运移机制复杂。基于计算流体动力学方法,建立几何模型和数值模型,采用流体体积法对两相流体顶替界面进行追踪,研究了不同顶替流速下水... 水平井固井顶替过程中,受限于现场设备,难以实现紊流顶替,而在层流流速区间内,两相流体在偏心环空中运移机制复杂。基于计算流体动力学方法,建立几何模型和数值模型,采用流体体积法对两相流体顶替界面进行追踪,研究了不同顶替流速下水平井偏心环空流体运移机制。结果表明,(1)低偏心度下,1倍隔离液用量能够实现90%顶替效率,而当偏心度大于0.5时,顶替效率相对较低,即使增加隔离液用量,也未能提高顶替效率;(2)针对套管严重偏心情况,将流速由1.0 m/s降低到0.2 m/s,有助于界面平稳发展,并多置换出6.8%钻井液,解决窄边滞留,宽边指进问题;(3)水平井偏心环空固井注替过程存在偏心效应、重力效应、黏滞效应等多方面影响,这些因素相互制约、相互作用,因此,针对现场实际井况,合理设计固井工艺参数,不仅能提高固井质量,还能起到降本增效的作用。 展开更多
关键词 水平井 偏心度 顶替流速 顶替效率 流动界面
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低渗砂岩地层因素的应力敏感研究 预览
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作者 刘忠群 陈猛 李闽 《西南石油大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期91-101,共11页
为探究有效应力变化对鄂尔多斯盆地低渗砂岩储层地层因素的影响,实验测试7块岩芯样品在围压(Pc)和内压(也称作孔隙压,Pp)变化下的地层因素。基于Biot有效应力定义,结合响应面函数对实验数据进行分析,发现采用响应面割线法得到的有效应... 为探究有效应力变化对鄂尔多斯盆地低渗砂岩储层地层因素的影响,实验测试7块岩芯样品在围压(Pc)和内压(也称作孔隙压,Pp)变化下的地层因素。基于Biot有效应力定义,结合响应面函数对实验数据进行分析,发现采用响应面割线法得到的有效应力系数(α)更能准确地表征有效应力,同时发现α并非为1.00的常数,而是分布在0.04~0.60并与围压和内压呈现一定函数关系。明确了低渗砂岩储层地层因素随有效应力的非线性变化规律,发育的微裂缝是导致有效应力非线性变化的主要因素。基于岩芯微观结构建立等效微裂缝模型,结合岩电理论,推导出地层因素与有效应力间的函数关系,表征了低渗透砂岩储层非线性有效应力作用下地层因素的变化规律。 展开更多
关键词 有效应力 地层因素 低渗透砂岩 微裂缝
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页岩储层吸水能力影响因素实验 预览
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作者 廖如刚 赵志红 +2 位作者 李婷 张晗 唐鹏程 《天然气勘探与开发》 2019年第2期113-117,共5页
页岩压裂实践表明,页岩储层压裂后返排率普遍低于30%,涪陵页岩中部核心区块压裂后的返排率甚至低于5%。与常规油气藏相比,页岩返排率与产量之间无明显正相关,甚至可能为负相关,现场实践发现压裂后闷井页岩气产量有增加现象,说明页岩吸... 页岩压裂实践表明,页岩储层压裂后返排率普遍低于30%,涪陵页岩中部核心区块压裂后的返排率甚至低于5%。与常规油气藏相比,页岩返排率与产量之间无明显正相关,甚至可能为负相关,现场实践发现压裂后闷井页岩气产量有增加现象,说明页岩吸水因素对压裂效果的影响很大。因此,针对涪陵志留系龙马溪页岩,建立完善了页岩自吸实验方法,开展了渗透率各向异性、天然微裂缝、围压、和液体类型等页岩自吸实验分析。结果表明:①平行层理面的岩样比垂直层理面的岩样吸水能力强;②围压对页岩自吸能力有一定的抑制作用,相同条件下,深层页岩压裂后的返排率比浅层高;③页岩自吸能力在不同液体中的表现不一,蒸馏水>2%KCl溶液>煤油;④不同实验条件下的页岩吸水后均能在不同程度上产生诱导微裂缝,对页岩的渗透性有较大的改善。 展开更多
关键词 页岩 自吸能力 微裂缝 围压 液体类型 渗透率 实验
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氮气钻井井底岩爆机理及动态过程演化 预览
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作者 罗成波 孟英峰 +3 位作者 李皋 刘厚彬 杨旭 林楠 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期99-105,共7页
氮气钻井钻遇致密砂岩裂缝圈闭高压导致井底岩爆是QL1井恶性井喷事故的根本原因,针对岩爆机理进行系统分析并形成正确的认识是恢复气体钻井技术良性发展的紧迫需要。为此,通过分析井底岩石性质、计算井底岩石裂缝面应力,利用常规井壁失... 氮气钻井钻遇致密砂岩裂缝圈闭高压导致井底岩爆是QL1井恶性井喷事故的根本原因,针对岩爆机理进行系统分析并形成正确的认识是恢复气体钻井技术良性发展的紧迫需要。为此,通过分析井底岩石性质、计算井底岩石裂缝面应力,利用常规井壁失稳分析方法研究井底岩爆机理;在此基础上,借助Visual Basic语言和Matlab软件编程,进行了岩爆的动态演化模拟,分析判断QL1井录井监测参数的异常变化。研究结果表明:当井底逐渐接近裂缝圈闭高压的过程中,裂缝面周向应力和径向应力差值逐渐增大,主应力之间的差值所引起的剪应力的增长使裂缝面产生压剪破坏以及压剪和拉伸复合破坏模式,直至破坏区连通井筒,高压气体携带大量碎屑喷入井内,释放大量能量,产生井底岩爆,上顶压缩钻具。结论认为,该研究成果系统地解释了QL1井录井监测参数的异常变化,其分析方法可以为井底岩爆的防治提供理论基础。 展开更多
关键词 氮气钻井 有效应力 缝圈闭高压 弹塑性井底应力 井底岩爆
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塔河油田含氮天然气回注安全性及经济性研究 预览
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作者 马国光 尹晨阳 +2 位作者 何金蓬 熊好羽 姚丽蓉 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期122-126,共5页
塔河油田随着注氮开采的进行,其采出气氮含量不断上升,天然气热值不达标,故有必要开展含氮天然气回注的安全性及经济性研究。从含氮天然气对注气井腐蚀速率、含氮天然气爆炸极限和含氮天然气临界氧比例等3个方面讨论了含氮天然气回注的... 塔河油田随着注氮开采的进行,其采出气氮含量不断上升,天然气热值不达标,故有必要开展含氮天然气回注的安全性及经济性研究。从含氮天然气对注气井腐蚀速率、含氮天然气爆炸极限和含氮天然气临界氧比例等3个方面讨论了含氮天然气回注的安全性,并进一步分析了含氮天然气注气工艺和变压吸附制氮注氮工艺的能耗。结果表明:塔河油田含氮天然气中的氧对注气井无腐蚀危险;在注气压力下,含氮天然气爆炸极限范围极窄,含氮天然气中氧含量远低于临界氧比例,回注无爆炸危险,含氮天然气回注安全性较高。工艺能耗对比结果表明,含氮天然气回注工艺所需能耗仅为变压吸附制氮注氮工艺的三分之一,具有更好的经济性。 展开更多
关键词 含氮天然气 能耗对比 腐蚀速率 爆炸极限 临界氧比例
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