检索结果-内蒙古大学图书馆

安全与环境学报 2023年第9期23卷 3107-3114页

作者：孔祥伟刘冰史爽长江大学石油工程学院武汉430100 油气钻完井技术国家工程研究中心(长江大学) 武汉430100 国家石油天然气管网集团有限公司西气东输分公司上海200122

管道腐蚀深度是腐蚀行为研究的重要内容,准确预测管道腐蚀深度变化规律对于保障管道的安全运行意义重大。针对传统GM(1,1)模型背景值计算方法的不足,提出了一种基于二次多项式变换结合背景值优化的改进灰色模型,通过实例对比分析了改进... 详细信息

管道腐蚀深度是腐蚀行为研究的重要内容,准确预测管道腐蚀深度变化规律对于保障管道的安全运行意义重大。针对传统GM(1,1)模型背景值计算方法的不足,提出了一种基于二次多项式变换结合背景值优化的改进灰色模型,通过实例对比分析了改进模型和传统模型预测精度的差异。结果表明:当建模样本数为7时,传统模型、改进模型一(采用二次多项式变换方法所建模型)、改进模型二(采用二次多项式变换结合背景值优化方法所建模型)预测所得的平均相对误差分别为5.33%、4.00%和3.731%,因此改进模型二的预测精度高于改进模型一和传统灰色模型;当建模样本数分别为8和9时,改进模型二的预测精度仍最高,因此采用的背景值优化方法有助于提升改进模型一的预测精度;改进模型用于预测管道腐蚀深度完全可行,且所用方法具有计算简单、精度高的优点。

关键词：安全工程管道腐蚀深度二次多项式变换背景值优化改进GM(1,1)模型

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一种缓释型固体抑盐剂的研制与性能

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中国科技论文 2023年第1期18卷 50-56页

作者：陈妍马超任文东刘星雨刘鑫谷文长江大学石油工程学院武汉430100 油气钻采工程湖北省重点实验室(长江大学) 武汉430100 油气钻完井技术国家工程研究中心武汉430100

针对盐膏地层在油气生产过程中NaCl沉积所造成的油井产油量降低、作业维护费用增加和采油设备堵塞等问题,以及液体抑盐剂防盐周期短、人工成本高和加料频繁的弱点,研制出一种新型缓释型固体抑盐剂。首先筛选抑盐剂并经过优化形成复合抑... 详细信息

针对盐膏地层在油气生产过程中NaCl沉积所造成的油井产油量降低、作业维护费用增加和采油设备堵塞等问题,以及液体抑盐剂防盐周期短、人工成本高和加料频繁的弱点,研制出一种新型缓释型固体抑盐剂。首先筛选抑盐剂并经过优化形成复合抑盐剂,再以树脂、聚合物和交联剂为载体,按一定比例对复合抑盐剂进行包裹并固化,制成缓释型固体抑盐剂。结果表明:复合抑盐剂的最佳单剂质量比为m(亚铁盐)∶m(氨羧络合物)=2∶5,其平均抑盐率可达95%;经缓释浓度测定及抑盐率测定实验得出,缓释型固体抑盐剂质量配比为51.22%复合抑盐剂+19.51%树脂+12.20%聚合物Ⅰ+4.87%聚合物Ⅱ+12.20%交联剂时,缓释、抑盐效果最好,在90℃条件下可有效防盐120 d,在此期间抑盐率始终保持在85.27%~96.72%。此抑盐剂不仅具有良好的抑盐性能,而且能够有效延长防盐周期并克服液体抑盐剂加料频繁的弱点,从而满足油井长期抑盐的需要。

关键词：氯化钠结盐固体抑盐剂缓释剂清防盐

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基于压力—速度解耦的深水井筒多相流高精度数值模拟新算法

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天然气工业 2024年第2期44卷 132-144页

作者：娄文强王志远孙大林张剑波孙小辉孙宝江油气钻完井技术国家工程研究中心·长江大学石油工程学院油气钻采工程湖北省重点实验室中国石油大学(华东)石油工程学院中国石油大学(华东)计算机科学与技术学院

深水钻完井过程中,受海水及海底地质条件复杂影响,井筒压力控制精度要求高、控制难度大。高精度、高稳定性的深水井筒多相流动模拟器成为解决井筒压力精细化控制的关键。为解决深水井筒高动态流动系统的预测难题,针对深水井筒多相流动... 详细信息

深水钻完井过程中,受海水及海底地质条件复杂影响,井筒压力控制精度要求高、控制难度大。高精度、高稳定性的深水井筒多相流动模拟器成为解决井筒压力精细化控制的关键。为解决深水井筒高动态流动系统的预测难题,针对深水井筒多相流动漂移流模型,将对流迎风分裂方法(AUSMV)的通量分裂方法与交错网格技术进行融合,优化了压力—密度解耦的高刚度问题,形成了压力—速度解耦的数值算法,并利用二阶优化守恒律的单调迎风—中心方案(OMUSCL2)空间重构+两步龙格库塔时间重构技术提升了数值算法的精度,最后建立了深水井筒多相流高精度数值求解算法,并验证了数值算法的精度与性能。研究结果表明:(1)与常规AUSMV算法相比,新算法具有较低的数值耗散,间断物理信息捕捉能力强,对井筒内气液两相前缘位置的识别度更高;(2)与注气量10×10^(4)m^(3)/d和15×10^(4)m^(3)/d井喷实验对比,新算法模拟井底压力的平均误差分别为1.79%和1.86%;(3)新算法在井口气体剧烈膨胀、超音速流动模拟方面表现出了良好的稳定性和鲁棒性。结论认为,该新算法不仅提升了常规数值算法的精度,同时可为复杂高动态流动系统的井筒压力调控提供有效的技术支撑,有助于提高我国深水井筒压力控制的理论水平,保障深水油气的有效开发。

关键词：深水多相流压力—速度解耦 OMUSCL2 AUSMV 交错网格

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考虑页岩层理剪切滑移的水力裂缝几何参数计算方法

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岩土力学 2023年第2期44卷 461-472页

作者：杨焕强刘杨张晴晴熊冬长江大学石油工程学院湖北武汉430100 长江大学油气钻完井技术国家工程研究中心湖北武汉430100 长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室湖北武汉430100 中石油新疆油田开发公司新疆克拉玛依834000 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

针对现有页岩气体积压裂层理裂缝扩展模型及其计算方法研究的不足,基于三点弯曲试验,结合数字图像法获取了页岩层理关键力学参数;利用弹性力学理论和线弹簧模型建立了页岩气体积压裂层理裂缝扩展拟三维数学模型,并得到了试验验证;开发... 详细信息

针对现有页岩气体积压裂层理裂缝扩展模型及其计算方法研究的不足,基于三点弯曲试验,结合数字图像法获取了页岩层理关键力学参数;利用弹性力学理论和线弹簧模型建立了页岩气体积压裂层理裂缝扩展拟三维数学模型,并得到了试验验证;开发了裂缝几何参数计算程序,计算分析了层理参数与压裂施工参数对水力裂缝扩展的影响规律。结果表明:当层理刚度小于10 GPa/m及大于30 GPa/m时,剪切滑移量达到极大值及极小值,且基本保持不变,当层理刚度在10~30 GPa/m之间时,层理刚度与剪切滑移量呈线性负相关关系;当层理密度为5~7条时,主裂缝会沟通更多的层理;当层理强度为5~8 MPa时,水力裂缝易穿层扩展,且能使层理产生剪切滑移,从而生成复杂裂缝;当压裂液排量和压裂液黏度分别在9~12 m^(3)/min和2.5~5m Pa·s范围内时,水力裂缝易穿层扩展,最终形成十字型裂缝,有助于复杂裂缝的形成。该研究对认识页岩层理力学性能及其对层理裂缝扩展规律的影响有一定的指导意义。

关键词：页岩层理体积压裂三点弯曲拟三维模型剪切滑移

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环氧渣油套漏治理剂的研制与应用

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精细化工 2024年第1期41卷 206-214页

作者：邓俊辉陈文征郑伟胡煜刘靓陈立峰油气钻采工程湖北省重点实验室(长江大学) 湖北武汉430100 长江大学石油工程学院油气钻完井技术国家工程研究中心湖北武汉430100 中国石油技术开发有限公司北京100028 中海油研究总院有限责任公司北京100028

以环氧植物渣油和甲基六氢苯酐为原料,制备了套漏治理剂(CLTA)。通过FTIR、SEM和金相显微镜对CLTA进行了表征,测试了CLTA的稳定性、流变性和力学性能,探讨了CLTA渗透性、封堵性及其固化机理和降解机理。结果表明,CLTA注入性能较好,固化... 详细信息

以环氧植物渣油和甲基六氢苯酐为原料,制备了套漏治理剂(CLTA)。通过FTIR、SEM和金相显微镜对CLTA进行了表征,测试了CLTA的稳定性、流变性和力学性能,探讨了CLTA渗透性、封堵性及其固化机理和降解机理。结果表明,CLTA注入性能较好,固化时间可控,其适用温度上限为258℃,可用于<258℃油藏环境的封堵。在温度为100℃、矿化度为8×10~4 mg/L的模拟地层环境中,老化90 d后,CLTA的抗压强度为41.93 MPa,质量保留率为93.1%,表明制备的CLTA具有优异的长期稳定性,可满足储层的长效堵水需求。CLTA固化物的抗压强度和弹性模量分别为44.77 MPa和1.62 GPa,约为G级水泥的1.77倍和12.5%,其破坏形变达到7.63%,而G级水泥仅为0.53%,表明CLTA在强度和弹塑性方面优于G级水泥。此外,CLTA的胶结强度为5.09 MPa。并且CLTA在80~140℃环境中,能在270 h内被降解剂完全降解。

关键词：植物渣油废弃物资源化利用降解性高强度套漏治理剂油田化学品

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预防页岩气套变的橡胶组合套管研制及其抗剪切性能评价

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天然气工业 2023年第11期43卷 131-136页

作者：陈朝伟周文高项德贵谭鹏宋建陈晓军任乐佳黄浩中国石油工程技术研究院有限公司油气钻完井技术国家工程研究中心中国石油川庆钻探工程有限公司中国石油大学(北京)

页岩气是目前天然气勘探开发的重点和热点,但页岩气在开发过程中经常会遇到套管变形问题,套管变形不仅影响单井产量,还将缩短井筒生命周期,严重制约着我国页岩气的规模效益开发。为此,利用橡胶吸收裂缝/断层的滑动位移原理,创新设计了... 详细信息

页岩气是目前天然气勘探开发的重点和热点,但页岩气在开发过程中经常会遇到套管变形问题,套管变形不仅影响单井产量,还将缩短井筒生命周期,严重制约着我国页岩气的规模效益开发。为此,利用橡胶吸收裂缝/断层的滑动位移原理,创新设计了一种橡胶组合套管;在综合套管变形量、橡胶膨胀率、下套管摩阻、水泥浆通道和吸水膨胀效率等因素基础上,优选了橡胶胶种,设计橡胶筒成槽孔结构;并利用物理模拟试验系统对橡胶组合套管进行了抗剪切试验,最后利用ABAQUS有限元软件建立了橡胶组合套管位移加载三维力学模型,评价了橡胶组合套管的抗剪切能力。研究结果表明:①膨胀橡胶通过变形和破碎吸收了地层位移载荷,保护了套管,吸收地层滑动量可达到37.2~40.0 mm;②当橡胶筒厚度增加时,套管的变形量随之减小,当橡胶筒厚度达到21.7 mm时,橡胶可以完全吸收施加的位移,避免套管发生变形。结论认为,橡胶组合套管可以有效吸收裂缝/断层的滑动位移,从而保护了内层套管不受影响,进而提高了页岩气井的压裂施工效率,缩短了投产周期,可为我国页岩气的效益开发提供重要的技术支撑。

关键词：页岩气套管变形大位移量橡胶组合套管剪切试验

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考虑钻柱涡动的环空摩阻压降影响因素分析

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化工自动化及仪表 2025年第3期 400-407页

作者：张强耿永鹏任宪可李玮赵栋东北石油大学机械科学与工程学院油气钻完井技术国家工程研究中心破岩与高压水射流实验室中国石油集团工程技术研究院有限公司

环空摩阻压降的准确预测是实现井筒压力精确控制的关键，常规的环空摩阻压降预测往往忽略了钻柱运动的复杂性。采用滑移网格方法，开展幂律流体在层流条件下的流动特性分析，研究钻柱涡动和偏心度对环空摩阻压降的影响规律。结果表明，... 详细信息

环空摩阻压降的准确预测是实现井筒压力精确控制的关键，常规的环空摩阻压降预测往往忽略了钻柱运动的复杂性。采用滑移网格方法，开展幂律流体在层流条件下的流动特性分析，研究钻柱涡动和偏心度对环空摩阻压降的影响规律。结果表明，钻柱涡动和偏心度耦合作用时，在钻柱自转角速度不大于12.57 rad/s，公转角速度不大于2.35 rad/s条件下，当偏心度小于0.45时，环空摩阻压降随着偏心度的增大而增大；当偏心度大于0.45时，环空摩阻压降随着偏心度的增大而减小。在钻柱自转角速度和公转角速度大于以上数值时，环空摩阻压降整体上随着偏心度的增大而增大，且钻柱的自转角速度越大，这种增大的趋势越明显。

关键词：钻柱涡动摩阻压降偏心度数值模拟滑移网格

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基于有效牵引力系数的水力振荡器减阻效果评价方法

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西安石油大学学报（自然科学版） 2023年第6期38卷 133-139页

作者：王学迎张淙胜张恒张菲菲长江大学石油工程学院油气钻完井技术国家工程研究中心长江大学分实验室湖北武汉430100 长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室湖北武汉430100 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

水力振荡器的优化设计和合理使用受到水力振荡器减摩阻效果评价标准不够完善的影响,为此建立了钻柱轴向振动传播模型,提出用有效牵引力系数评价水力振荡器的减摩阻效果,并基于此研究了有效牵引力系数的影响因素。研究表明:水力振荡器产... 详细信息

水力振荡器的优化设计和合理使用受到水力振荡器减摩阻效果评价标准不够完善的影响,为此建立了钻柱轴向振动传播模型,提出用有效牵引力系数评价水力振荡器的减摩阻效果,并基于此研究了有效牵引力系数的影响因素。研究表明:水力振荡器产生的有效牵引力系数随着机械钻速的增加而降低;激振力幅值和振荡短节碟簧组刚度对减摩阻效果有较大影响,而激振频率的影响较小;有效牵引力系数随着水力振荡器离钻头距离的增加而先增加后趋于平稳,最佳的工具安放位置为有效牵引力系数达到平稳的第一个位置点。

关键词：有效牵引力系数水力振荡器减摩阻水平井安放位置优化

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粗糙裂缝内支撑剂运移与展布规律数值模拟

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石油钻探技术 2024年第4期52卷 104-109页

作者：刘善勇尹彪楼一珊张艳油气钻采工程湖北省重点实验室(长江大学) 湖北武汉430100 油气钻完井技术国家工程研究中心(长江大学) 湖北武汉430100 长江大学录井技术与工程研究院湖北荆州434023 长江大学石油工程学院湖北武汉430100

粗糙狭窄裂缝壁面造成水力压裂有效裂缝体积减小,极大地影响缝内支撑剂运移与铺置和压裂改造效果。为此,采用Matlab建立自相关高斯分布曲面,并结合分形理论识别分析裂缝粗糙面,采用计算流体动力学—颗粒元(CFD-DEM)双向耦合方法,建立了... 详细信息

粗糙狭窄裂缝壁面造成水力压裂有效裂缝体积减小,极大地影响缝内支撑剂运移与铺置和压裂改造效果。为此,采用Matlab建立自相关高斯分布曲面,并结合分形理论识别分析裂缝粗糙面,采用计算流体动力学—颗粒元(CFD-DEM)双向耦合方法,建立了不同粗糙度的裂缝三维模型,分析了不同支撑剂粒径组合在不同粗糙度缝道内的沉积和运移过程及规律。研究表明:随着缝面由平滑向粗糙变化,支撑剂堵塞明显;在重力作用下小粒径支撑剂(粒径与缝宽比为0.3)具有出更好的运移能力,但难以保证近井端支撑效果;大粒径支撑剂(粒径与缝宽比为0.8)覆盖面积增加158.1%,堵塞于缝口附近,影响后续支撑剂向远处运移,推荐粒径缝宽比为0.4;对于组合粒径加砂方式,推荐采用“先小后大”的注入顺序,以保证支撑剂运移距离和效率。研究结果有助于更好地理解裂缝粗糙度对支撑剂在裂缝中运移的影响,对压裂设计及施工参数优化具有指导意义。

关键词：水力压裂计算流体动力学颗粒元粗糙裂缝粗糙度支撑剂运移

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基于PFC的微波辅助PDC齿破岩数值模拟

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地下空间与工程学报 2024年第5期20卷 1634-1647页

作者：李扬叶一亨刘勇向杨杨迎新西南石油大学机电工程学院成都610500 油气钻完井技术国家工程研究中心北京102206 中国石油西南油气田物资分公司成都610051

微波辅助机械破岩是近年来提出的一种破岩新方法,为探索该方法辅助PDC钻头破碎难钻地层的可行性,本文基于离散元软件PFC的黏结颗粒模型(BPM),建立了微波加热下PDC齿与岩石互作用模型,研究了不同微波照射条件对PDC齿切削破岩的影响。结... 详细信息

微波辅助机械破岩是近年来提出的一种破岩新方法,为探索该方法辅助PDC钻头破碎难钻地层的可行性,本文基于离散元软件PFC的黏结颗粒模型(BPM),建立了微波加热下PDC齿与岩石互作用模型,研究了不同微波照射条件对PDC齿切削破岩的影响。结果表明:在相同微波照射时间下,照射功率较低时,切削破岩模式以PDC齿的挤压刮切作用为主,随着功率的提升,岩石内部热裂纹逐渐增多,破坏模式转变为微波诱导热裂纹所主导的脆性块状破坏为主;微波损耗功率达到3.51 kW、照射90 s后,平均切削力和破岩比功分别较常规切削时降低56.77%和73.9%,微波损耗功率越大,照射时间越长,破岩效率越高;微波照射可减小切削力的波动幅度,使切削力的变化更平缓,有助于提高PDC齿的工作寿命。

关键词：微波辅助破岩 PFC 切削破岩 PDC齿

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