检索结果-内蒙古大学图书馆

中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 939-950页

作者：祝效华周博文敬俊叶文勇田洋倪宗清西南石油大学机电工程学院四川成都610500 中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院陕西西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018

在有限元仿真金属切削过程中,本构模型是仿真的基础,目前井下生产管柱J55油管材料的本构模型参数尚不明确,为此,提出一种基于正交切削理论逆识别油管材料Johnson-Cook(J-C)本构模型参数的方法。首先,通过准静态拉伸试验得到油管材料的应... 详细信息

在有限元仿真金属切削过程中,本构模型是仿真的基础,目前井下生产管柱J55油管材料的本构模型参数尚不明确,为此,提出一种基于正交切削理论逆识别油管材料Johnson-Cook(J-C)本构模型参数的方法。首先,通过准静态拉伸试验得到油管材料的应力-应变曲线,根据曲线拟合确定J55油管的初始屈服强度A、应变硬化系数B和应变硬化因子n;其次,通过正交切削试验获得切削力以及进给力,根据正交切削试验和平行剪切区模型,计算正交切削过程主剪切区中的流动应力、应变、应变率以及切削温度,并将这些参数与计算出的A、B、n代入J-C模型中,得到多组应变率敏感性参数C以及热软化效应参数m,从而确定其约束范围;第三,采用自适应权重粒子群算法在约束范围中搜索出参数C和m的最优值,进而确定J55油管材料本构模型参数;最后,使用逆识别法得出的J-C本构模型进行有限元仿真,将仿真结果与试验结果进行了对比。研究结果表明:与试验相比,有限元仿真的切削力和进给力最大相对误差分别为14.4%和13.64%,有限元仿真模拟温度与实际测量温度的最大相对误差为10.57%,仿真模型和实际切削过程在切屑形态上表现出了一致规律,验证了逆识别方法可行性和本构模型的可靠性。

关键词： J55油管本构模型逆向识别正交切削有限元仿真

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页岩油原位转化工况下微硅复合六偏磷酸钠改性铝酸盐水泥石性能评价

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钻井液与完井液 2023年第5期40卷 644-651页

作者：万向臣张健王文斌中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室西安710018

低成熟度页岩油原位转化工况下极端高温会导致固井水泥石强度发生衰退。因此,研究了微硅复合六偏磷酸钠改性铝酸盐水泥在650℃处理前后的宏观性能及微观结构。结果表明,50℃下六偏磷酸钠能显著降低铝酸盐水泥石的渗透率,但对抗压强度提... 详细信息

低成熟度页岩油原位转化工况下极端高温会导致固井水泥石强度发生衰退。因此,研究了微硅复合六偏磷酸钠改性铝酸盐水泥在650℃处理前后的宏观性能及微观结构。结果表明,50℃下六偏磷酸钠能显著降低铝酸盐水泥石的渗透率,但对抗压强度提升不明显,微硅复合六偏磷酸钠改性铝酸盐水泥石的渗透率明显降低,同时抗压强度提升明显。650℃处理后,5.0%六偏磷酸钠改性铝酸盐水泥石的抗压强度最高,为47.19 MPa,而微硅复合六偏磷酸钠改性铝酸盐水泥石的抗压强度呈现降低趋势。铝酸盐水泥石在650℃处理前后水化产物发生明显转化,主要是C3AH6和AH3转化为C12A7和CA,其中,C3AH6和AH3主要在180~400℃期间发生热分解,同时水泥石由于晶型的转化导致孔隙增大。微硅促使铝酸盐水泥石在50℃环境下生成的C2ASH8,有助于改善水泥石的微观结构,但是,650℃处理后由于C2ASH8的分解同样会导致水泥石孔隙增大。

关键词：页岩油原位转化铝酸盐水泥六偏磷酸钠微硅粉体高温处理水化产物

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鄂尔多斯盆地深层煤岩气水平井钻井液技术进展及展望

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钻采工艺 2024年第6期47卷 110-116页

作者：侯雨庭许朝阳刘双全张小平贾俊陈磊梁海军中国石油长庆油田公司中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程工程技术研究院低渗透油气田勘探开发国家工程实验室

鄂尔多斯盆地本溪8#深层煤岩气储层分布面积广、资源量大,是我国天然气增储增产的重要接替层位。但深层煤岩层理/节理及微裂缝发育、煤矸分布广泛、非均质性强,井壁坍塌和卡钻事故成为制约深层煤岩气井安全高效钻进的主要技术难题。文... 详细信息

鄂尔多斯盆地本溪8#深层煤岩气储层分布面积广、资源量大,是我国天然气增储增产的重要接替层位。但深层煤岩层理/节理及微裂缝发育、煤矸分布广泛、非均质性强,井壁坍塌和卡钻事故成为制约深层煤岩气井安全高效钻进的主要技术难题。文章基于鄂尔多斯盆地深层煤岩矿物组分、理化性能、微观结构分析等明确了煤层气水平井坍塌主控因素,针对性地研发出一种适用于深层煤岩气水平井的高效封堵防塌钻井液技术,其API滤失量≤2 mL、HTHP滤失量≤8 mL,综合封堵性能较常规钻井液提升30%以上。笔者通过在鄂尔多斯盆地不同区域40余口深层煤岩气水平井的应用,系统性地分析了深层煤岩气水平井钻井液技术存在密度过高、成本高、钻遇煤矸夹层井壁坍塌频发以及完井困难等技术难题,对煤岩/煤矸交界面扩展与滑脱规律基础理论研究、钻井液性能优化升级、降低复杂时效及降本增效等深层煤层气高效开发的钻井液技术发展进行了展望。

关键词：煤岩气鄂尔多斯盆地煤矸井壁坍塌

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水泥环孕育机理及其压裂工况下密封力学分析

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油气井测试 2024年第1期33卷 6-13页

作者：张承武武月荣王坤中国石油川庆钻探工程有限公司工程技术研究院陕西西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018

在油气井压裂过程中,压裂液的高压和降温作用存在破坏水泥环密封性的风险,对于多级压裂或者重复压裂,井筒压力和温度的交替作用加剧了水泥环的破坏,影响多级压裂的效果。研究了水泥环的孕育机理,利用有限元软件对套管—水泥环—地层系... 详细信息

在油气井压裂过程中,压裂液的高压和降温作用存在破坏水泥环密封性的风险,对于多级压裂或者重复压裂,井筒压力和温度的交替作用加剧了水泥环的破坏,影响多级压裂的效果。研究了水泥环的孕育机理,利用有限元软件对套管—水泥环—地层系统进行了全尺寸等效建模和力学仿真,对多级压裂水泥环的变形和破坏规律进行了定量分析。结果表明,井下水泥环的先天环境压力不同于养护压力,应当归属于水泥环的材料属性;压裂时水泥环表现为环向拉应力破坏,且内侧比外侧更容易破坏;压裂停泵时,水泥环残余变形导致一界面产生剥离应力,如果剥离应力大于一界面的粘结强度,一界面将出现剥离破坏;提高水泥石的抗拉强度和降低弹性模量可提升水泥环的密封性能。该分析为油气井水泥材料的研究提出改进方向,为多级压裂的参数优化提供参考。

关键词：水泥环密封性孕育机理多级压裂全尺寸建模力学分析剥离应力完整性分析

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井下电驱切割油管工具研究与试验

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石油机械 2023年第2期51卷 93-100页

作者：叶文勇胡东锋王思凡中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院低渗透油气田勘探开发国家工程实验室

国内井下管串动力切割工具现处于研究初始阶段,为此,研发出了一种新型井下油管电动切割工具。对该型工具的结构组成及其切割作业原理进行了重点介绍,并通过地面试验验证工具的结构合理性与控制系统可靠性。研究结果表明:研发的井下电驱... 详细信息

国内井下管串动力切割工具现处于研究初始阶段,为此,研发出了一种新型井下油管电动切割工具。对该型工具的结构组成及其切割作业原理进行了重点介绍,并通过地面试验验证工具的结构合理性与控制系统可靠性。研究结果表明:研发的井下电驱切割油管工具外径为54 mm,总长为4 m,适用于外径73.0和88.9 mm油管,可根据目标油管管径切割需求更换切割刀具,可按流程准确实施对各个节点动作和工具状态的实时监控和调整,并完成信息的传输与存储;地面切割试验验证了该工具切割模块结构的合理性,验证了推进机构和旋转换向机构能精确完成动力的传递和动作的执行。所得结论可为油气井带压修井作业的高效、安全实施提供技术支撑。

关键词：井下工具电驱切割油管工具控制系统地面试验

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页岩油地层固井用改性铝酸盐水泥的水化行为及性能

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油田化学 2023年第4期40卷 614-620,626页

作者：万向臣张健陈小荣中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院陕西西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018

页岩油原位转化的资源潜力巨大,属于中国油气的战略性替代资源。但是,低成熟度页岩油在原位转化过程中极端高温会导致固井水泥石强度衰退。系统研究了改性材料六偏磷酸钠对铝酸盐水泥水化行为及在650℃高温环境下应用性能的影响规律,并... 详细信息

页岩油原位转化的资源潜力巨大,属于中国油气的战略性替代资源。但是,低成熟度页岩油在原位转化过程中极端高温会导致固井水泥石强度衰退。系统研究了改性材料六偏磷酸钠对铝酸盐水泥水化行为及在650℃高温环境下应用性能的影响规律,并对其宏观性能和微观结构进行了深入探究。低场核磁共振分析测试技术显示,改性材料六偏磷酸钠对铝酸盐水泥初期水化行为存在较为显著延缓作用,且可有效改善其流变性能。50℃环境下,掺入六偏磷酸钠能显著降低铝酸盐水泥石的渗透率,但对强度提升不明显;650℃处理后,掺入5%六偏磷酸钠的改性铝酸盐水泥石的抗压强度最高为47.19 MPa。铝酸盐水泥石在650℃处理前后水化产物发生明显转化,主要是C3AH6和AH3转化为C12A7和CA,其中,C3AH6和AH3主要在180~400℃期间发生热分解。同时,压汞孔径分布显示,净浆铝酸盐水泥石以及5%六偏磷酸钠改性铝酸盐水泥石孔径范围主要分布在100~1000 nm之间,且两种类型水泥石高温650℃处理后由于晶型的转化均导致孔隙明显增大。

关键词：页岩油原位转化铝酸盐水泥六偏磷酸钠力学强度水化产物

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输油管线在线电磁加热收球装置研制与应用

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钻采工艺 2023年第2期46卷 175-178页

作者：高宝元陈倩郑维师李昭辉中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院低渗透油气田勘探开发国家工程实验室

为了防止原油结块影响输油管线的正常运行,会在油井与增压点之间定期投放清蜡球,收球装置是增压点定期回收清蜡球应用而生的设备。长庆油田收球装置种类繁多,收球速度慢,清蜡球取出后需要二次清洗且伤害环境,同时不能在线监测,为此研制... 详细信息

为了防止原油结块影响输油管线的正常运行,会在油井与增压点之间定期投放清蜡球,收球装置是增压点定期回收清蜡球应用而生的设备。长庆油田收球装置种类繁多,收球速度慢,清蜡球取出后需要二次清洗且伤害环境,同时不能在线监测,为此研制了新型输油管线在线电磁加热收球装置。该装置主要包括快速收球装置、高效内加热体和在线电磁加热控制柜三个关键部位。在保证输油管线正常运行的情况下,将清蜡球快速导入收球筒内,具有收球等待时间短、加热快、智能控制的特性,避免了人工收球来回倒流程、开关阀门等工序。收球装置加热通过电磁无热源内加热方式,提高了加热效率,缩短了加热时间。能够根据季节温度变化,实时加热功率的调节,节能效果明显。而且该收球装置采用一体化设计,适用于野外偏远地区,对工作环境温度无要求,使用寿命长,且有利于环境保护,通过远程控制终端,实现无人值守自动收球。目前,该装置在长庆油田投运3套,实现了输油管线清蜡球自动收球,清蜡球所携带的蜡被及时融化又降低能耗,具有很强的推广价值。

关键词：输油管线清蜡球电磁加热收球装置

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致密气藏超长水平段低摩阻水泥浆固井技术

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钻井液与完井液 2022年第4期39卷 488-494页

作者：王鼎陈财政杜松涛川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室西安710018

长庆油田致密气藏超长水平段固井,存在裸眼段长、环空间隙小、流动摩阻压耗大和施工压力高,易发生漏失造成固井质量差和后期环空带压等一系列复杂问题,严重影响后续开采和单井产量。为此开发了低摩阻低密度水泥浆和低摩阻高强韧性水泥浆... 详细信息

长庆油田致密气藏超长水平段固井,存在裸眼段长、环空间隙小、流动摩阻压耗大和施工压力高,易发生漏失造成固井质量差和后期环空带压等一系列复杂问题,严重影响后续开采和单井产量。为此开发了低摩阻低密度水泥浆和低摩阻高强韧性水泥浆,来提高水泥浆的流动性,降低流动摩阻压耗、施工压力和漏失风险。低摩阻低密度水泥浆采用耐压性能优良的空心玻璃微珠做为主要减轻材料,提高体系的耐压性能,入井后保持较高的结构圆整度,有效降低摩阻压耗。低摩阻高强韧性水泥浆在常规高强韧性水泥浆的基础上,引入实心玻璃微珠和复合高效增强剂,在保证水泥石力学性能的基础上,提高了水泥浆的流动性能,降低了水泥浆的摩阻压耗。室内模拟实验表明,低摩阻低密度水泥浆较常规低密度水泥浆范宁摩阻系数由0.0593降低至0.0295,降低50.25%;低摩阻高强韧性水泥浆较常规高强韧性水泥浆摩阻系数由0.070降低至0.0414,降低40.86%。前期先导性试验应用表明,使用低摩阻水泥浆摩阻压耗降低明显,有效降低施工压力。采用低摩阻水泥浆并进行低摩阻高强韧性水泥浆分段梯度携砂设计,助力致密气藏5256 m超长水平段固井施工顺利完成,固井质量合格,为长庆致密气藏超长水平段固井提供有力的技术支撑。

关键词：超长水平段摩阻压耗低摩阻范宁摩阻系数分段梯度携砂设计

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环保型抗高温复合抗泥包润滑剂的制备及应用

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钻井液与完井液 2022年第6期39卷 738-742页

作者：陈磊张小平贾俊川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室西安710018

在深井、超深井和超长水平段井的开发过程中,钻进时摩阻高、扭矩波动大和托压频繁等难题严重影响了施工进度。随着环保法的深入实施,对水基钻井液的抗温、环保和润滑性能要求也日益提高。为解决以上技术难题,通过胶束共聚法合成了一种... 详细信息

在深井、超深井和超长水平段井的开发过程中,钻进时摩阻高、扭矩波动大和托压频繁等难题严重影响了施工进度。随着环保法的深入实施,对水基钻井液的抗温、环保和润滑性能要求也日益提高。为解决以上技术难题,通过胶束共聚法合成了一种具有多识别位点的共聚物,并通过插层纳米石墨,研发出一种新型的微纳米石墨-高分子复合抗泥包润滑减阻剂,该产品兼具防泥包和润滑的双重性能,产品抗温不小于160℃,荧光级别小于2,润滑系数降低率达85.0%,钻井液滤液的表面张力低于25 mN·m。接触角和X-射线光电子能谱结果表明,该润滑剂相比于水会优先吸附在钢片表面呈现疏水状态,并与Fe元素形成稳定的配位作用,从而提高润滑性能。

关键词：环保抗高温抗泥包润滑剂

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页岩油二氧化碳注气提采环境下固井水泥环完整性保障技术研究

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钻采工艺 2024年第6期47卷 93-101页

作者：李雪岗张健杨建永中国石油川庆钻探工程有限公司中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院低渗透油气田勘探开发国家工程实验室中国石油集团油田技术服务有限公司

为提高二氧化碳(CO_(2))注气提采环境下固井水泥石(环)的腐蚀完整性,文章从超临界CO_(2)腐蚀机理、防腐添加剂及体系三方面进行科研攻关,探讨不同水泥石在超临界CO_(2)环境养护中宏观力学与微观形貌的相关变化。研究结果表明:超临界态CO... 详细信息

为提高二氧化碳(CO_(2))注气提采环境下固井水泥石(环)的腐蚀完整性,文章从超临界CO_(2)腐蚀机理、防腐添加剂及体系三方面进行科研攻关,探讨不同水泥石在超临界CO_(2)环境养护中宏观力学与微观形貌的相关变化。研究结果表明:超临界态CO_(2)显著加速水泥石结构破坏,抗CO_(2)腐蚀固井水泥石可控制其腐蚀30 d的抗压强度衰退率≤8.56%,遇CO_(2)自修复水泥石具有≥90.22%的高效裂缝自修性,同时该水泥环腐蚀60 d后环空窜逸流量≤0.0002 mL/min,该技术在长庆油田陇东页岩油示范区完成推广应用83井次,固井质量优质率≥93.9%,施工至今无气体窜逸现象发生。该研究结果对提高页岩油二氧化碳注气提采环境下的固井水泥环完整性具有一定的实践指导意义。

关键词：页岩油 CO_(2) 固井水泥环 CO_(2)腐蚀 CO_(2)自修复水泥环完整性

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