检索结果-内蒙古大学图书馆

钻井液与完井液 2022年第4期39卷 415-422页

作者：刘星雨马超谢龙龙陈妍任文东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武汉430100 油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室武汉430100

在盐膏地层或者泥页岩地层钻井过程中,钻遇的地层含有大量的蒙脱石,蒙脱石是典型的水化膨胀性矿物,当钻井液滤液进入蒙脱石含量较高的地层会因水化膨胀作用导致井壁失稳,发生卡钻、井眼缩径、井塌等井下复杂事故。有机盐钻井液的主要成... 详细信息

在盐膏地层或者泥页岩地层钻井过程中,钻遇的地层含有大量的蒙脱石,蒙脱石是典型的水化膨胀性矿物,当钻井液滤液进入蒙脱石含量较高的地层会因水化膨胀作用导致井壁失稳,发生卡钻、井眼缩径、井塌等井下复杂事故。有机盐钻井液的主要成分是含有抑制作用强的甲酸钾,成为目前钻复杂井段的重要水基钻井液体系。为了深入揭示有机盐钻井液中的主要抑制剂甲酸钾抑制蒙脱石水化的机理,采用分子动力学的方法,从分子角度研究其抑制机理。通过建立甲酸钾和蒙脱石的模型,计算两者的相互作用。研究发现在甲酸钾溶液中,电离出的甲酸根主要偏向作用于层间水,且能与水分子形成氢键,电离出的钾离子会吸附在蒙脱石表面,与蒙脱石表面作用,降低蒙脱石的Zeta电位,当质量分数大于一定量时,钾离子对蒙脱石表面作用饱和并开始向层间扩散。通过模拟发现,低浓度的甲酸钾有利于蒙脱石力学性质稳定,随着其浓度继续增加,有利于抑制水分子扩散,而蒙脱石的杨氏模量、剪切模量略微降低,泊松比上升,当浓度大于一定量后,其抑制性趋于稳定,蒙脱石力学性质趋于稳定。模拟认为钻井液中甲酸钾最佳质量分数(相对于水)范围应在32.57%~34.92%。

关键词：蒙脱石水化有机盐钻井液甲酸钾分子动力学模拟

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温敏聚合物/纳米SiO_(2)复合材料的制备与性能评价

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油田化学 2023年第1期40卷 12-18页

作者：陈璐鑫卓绿燕 ALAIN Pierre Tchameni 吕军贤谢彬强长江大学石油工程学院湖北武汉430100 油气钻采工程湖北省重点实验室湖北武汉430100 油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室湖北武汉430100 大港油田石油工程研究院天津300280

由于目前大部分温敏增稠剂的耐温抗盐性能较差,难以适用于高深储层。以自制温敏单体(PADA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和改性纳米SiO_(2)颗粒(N-np)为原料,通过原位聚合法制备了一种温敏聚合物/纳米S... 详细信息

由于目前大部分温敏增稠剂的耐温抗盐性能较差,难以适用于高深储层。以自制温敏单体(PADA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和改性纳米SiO_(2)颗粒(N-np)为原料,通过原位聚合法制备了一种温敏聚合物/纳米SiO_(2)复合材料N-AMPA。采用正交实验优化了N-AMPA的合成条件,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(^(1)H-NMR)等确定了N-AMPA的分子结构,考察了N-AMPA溶液的温敏增稠性能、耐温抗盐性能和抗剪切性能。研究结果表明,N-AMPA溶液在65~180℃内具有温敏增稠性能,最大增稠率达94%;N-AMPA溶液在200℃高温老化后黏度保留率为68%;在20%NaCl盐水溶液中,黏度保留率为63%;在剪切速率为1021 s^(-1)时其溶液黏度达50 mPa·s。与温敏聚合物AMPA相比,N-AMPA表现出良好的耐温抗盐性、较强的抗剪切性能。

关键词：纳米SiO_(2)改性温敏增稠耐温抗盐抗老化抗剪切

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P(AMPS-MBA)-g-P(AM-DEAM)的合成与温敏行为

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高分子材料科学与工程 2021年第7期37卷 35-41页

作者：温建泰罗明望陈璐鑫 Alain Pierre Tchameni 赵林油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室长江大学石油工程学院湖北省油气钻采工程重点实验室长江大学石油工程学院湖北武汉430100

以2-氨基乙硫醇盐酸盐(AET)为链转移剂,丙烯酰氯为链端转化剂合成了聚(丙烯酰胺-co-N,N-二乙基丙烯酰胺)(Poly(AM-co-DEAM),PADA)温敏大单体,再与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)通过自由基共聚,得到... 详细信息

以2-氨基乙硫醇盐酸盐(AET)为链转移剂,丙烯酰氯为链端转化剂合成了聚(丙烯酰胺-co-N,N-二乙基丙烯酰胺)(Poly(AM-co-DEAM),PADA)温敏大单体,再与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)通过自由基共聚,得到以PADA为侧链的温敏增稠共聚物(CGPADA)。采用核磁共振、元素分析确定了PADA与CGPADA的分子结构;研究了共聚物溶液的温敏增稠特性,并进一步考察了共聚物质量浓度、剪切速率和盐浓度等因素对其温敏增稠性能的影响。结果表明,当共聚物溶液达到一定浓度时,其具有优良的温敏增稠性,且增稠效果随共聚物质量浓度及外加盐浓度的增加而提升。

关键词：温敏大单体自由基共聚温敏增稠

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川南威远地区筇竹寺组页岩力学性质及可压性评价

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钻采工艺 2022年第2期45卷 61-66页

作者：肖剑锋胡棚杰韩烈祥沈建国李忠慧中国石油川庆钻探工程有限公司长江大学石油工程学院湖北省武汉市430100 长江大学油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室湖北省武汉市430100

川南龙马溪页岩气规模开发已取得理想效果,但由于页岩气开采具有明显的快速产量递减规律,因此探索新层系的勘探开发和压裂潜力必须提前谋划。文章以川南威远地区筇竹寺组页岩为研究对象,通过X衍射分析、电子显微镜扫描、岩石强度试验、... 详细信息

川南龙马溪页岩气规模开发已取得理想效果,但由于页岩气开采具有明显的快速产量递减规律,因此探索新层系的勘探开发和压裂潜力必须提前谋划。文章以川南威远地区筇竹寺组页岩为研究对象,通过X衍射分析、电子显微镜扫描、岩石强度试验、地应力大小测试等方法,综合分析了该地区筇竹寺组页岩力学性质及可压性,并与龙马溪组页岩进行了对比。结果表明,威远地区筇竹寺组页岩为硅质页岩,脆性矿物含量高,天然微裂缝发育,具有良好的储层改造基础物性;页岩层理面内不同方位力学参数变化小,抗拉/抗压强度比值低,且地应力差异系数较小,具有产生复杂裂缝的力学条件;结合微观特征和力学特征的综合可压性评价认为,威远地区筇竹寺组页岩可压性优于龙马溪组页岩,展示了良好的资源接替潜力。

关键词：筇竹寺组龙马溪组页岩微观特征力学性质可压性评价

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钻井模型与机器学习耦合的实时卡钻预警技术

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石油机械 2022年第4期50卷 15-21,93页

作者：李紫璇张菲菲祝钰明吴墨染刘泳敬于琛长江大学石油工程学院油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室油气钻采工程湖北省重点实验室青海油田分公司渤海钻探第一钻井分公司渤海钻探第三钻井分公司渤海钻探工程技术研究院

在现场钻井过程中,由于未考虑井眼清洁状况,导致基于钻井模型的卡钻分析模型的应用受限,只能达到卡钻后识别,并不能实现真正意义上的卡钻预警。为此,基于瞬态岩屑运移模型和改进的摩阻扭矩模型,结合邻井历史录井数据,使用贝叶斯优化算... 详细信息

在现场钻井过程中,由于未考虑井眼清洁状况,导致基于钻井模型的卡钻分析模型的应用受限,只能达到卡钻后识别,并不能实现真正意义上的卡钻预警。为此,基于瞬态岩屑运移模型和改进的摩阻扭矩模型,结合邻井历史录井数据,使用贝叶斯优化算法对钻井模型进行训练,使钻井模型更适应当前区块,提高卡钻事故预测结果。采用钻井模型与机器学习相耦合的方法,提出了基于录井数据的实时卡钻预警技术。通过实时录井数据的输入,采用训练后的模型对卡钻风险参数进行实时监测。实例分析结果表明,该模型能够捕捉到卡钻是否发生,同时能够对要发生的卡钻进行分类,并在事故发生前给出预警信号。该方法将井眼清洁加入到卡钻风险预测,可为钻井作业提供更为全面的决策支持,帮助工程技术人员及时采取有效措施避免卡钻发生,缩短非生产时间。

关键词：实时卡钻监测钻井模型机器学习贝叶斯优化时序数据分析

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页岩气开发水力压裂技术进展

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山东化工 2023年第1期52卷 71-73页

作者：江雨龙陈前一王彬蔡海洋长江大学石油工程学院油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室湖北武汉430100 油气钻采工程湖北省重点实验室湖北武汉430100

为实现页岩气资源的高效开发,本文调研了大量学者对于页岩气水力压裂技术的研究成果,全面总结了该项技术的发展历程。同时对压裂液技术发展历程及现状、裂缝扩展技术研究等做出了详细的介绍。在此基础上提出了少水无水压裂技术,智能化... 详细信息

为实现页岩气资源的高效开发,本文调研了大量学者对于页岩气水力压裂技术的研究成果,全面总结了该项技术的发展历程。同时对压裂液技术发展历程及现状、裂缝扩展技术研究等做出了详细的介绍。在此基础上提出了少水无水压裂技术,智能化、可溶解压裂工具技术以及复杂裂缝扩展技术三项未来发展方向。

关键词：页岩气水力压裂压裂液裂缝扩展少水、无水压裂复杂裂缝

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确定岩石抗钻特性空间分布规律的新方法

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石油机械 2021年第1期49卷 11-19页

作者：胡棚杰李忠慧蒋战峰楼一珊杨明合张艳长江大学石油工程学院长江大学油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室新疆贝肯能源工程股份有限公司

现有岩石抗钻特性分布规律的确定方法存在同一深度岩石抗钻特性分布不连续、应用测井资料不能建立岩石抗钻特性空间分布规律的问题。鉴于此,测定了新疆玛湖凹陷百口泉组地层岩心的单轴抗压强度、硬度和可钻性级值等,结合岩心对应深度的... 详细信息

现有岩石抗钻特性分布规律的确定方法存在同一深度岩石抗钻特性分布不连续、应用测井资料不能建立岩石抗钻特性空间分布规律的问题。鉴于此,测定了新疆玛湖凹陷百口泉组地层岩心的单轴抗压强度、硬度和可钻性级值等,结合岩心对应深度的测井资料,建立了基于测井数据的岩石抗钻特性参数计算模型。将地层岩石抗钻特性参数的空间分布规律问题转化为纵横分布问题,在纵向上采用深度分层归一化处理法,消除了不同井位的地层厚度和海拔高度不同对岩石抗钻特性参数平面分布连续性的影响。在横向上采用克里金插值法,实现抗钻特性参数在横向分布上的最优线性无偏差估计。通过层深坐标系建立岩石抗钻特性参数横向分布规律的纵向联系,实现岩石抗钻特性参数的空间分布,形成了一种分析岩石抗钻特性参数空间分布规律的新方法。应用新方法对玛湖凹陷百口泉组地层的岩石抗钻特性参数空间分布规律进行预测,预测精确度达到90%以上。研究结果可为钻井提速方案的制定提供一定的参考。

关键词：岩石抗钻特性分布规律深度分层归一化克里金插值法

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寒带海域永冻层的力学特性对油气钻井的挑战

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天然气工业 2020年第11期40卷 110-119页

作者：朱亮范西哲李军伟邹和均楼一珊李忠慧油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室·长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室·长江大学长江大学石油工程学院中海油田服务股份有限公司中国石油集团西部钻探工程有限公司工程技术处

全球海洋油气勘探开发活动目前主要集中在热带和温带地区,但随着世界能源发展格局的变化以及油气需求量的不断增长,寒带海域的油气资源越来越受到关注和重视。永冻层所具有的力学性质特殊性,给寒带海域油气开采带来了极大的困难与挑战,... 详细信息

全球海洋油气勘探开发活动目前主要集中在热带和温带地区,但随着世界能源发展格局的变化以及油气需求量的不断增长,寒带海域的油气资源越来越受到关注和重视。永冻层所具有的力学性质特殊性,给寒带海域油气开采带来了极大的困难与挑战,目前国内对于寒带海域油气钻井技术鲜见报道。为此,通过调研国内外的文献资料,分析了永冻层在不同状态下的力学特性及其在井筒安全、钻井平台、钻井液体系、固井和天然气水合物等方面所存在的风险,综合阐述了套管隔热、优快钻井、低温钻井液、低温固井及钻井平台设计等永冻层油气钻井关键工艺及配套技术的现状。研究结果表明:①永冻层所在的环境温度对其力学性质较为敏感,温度是稳定永冻层力学性质以及实现安全快速钻井的关键因素;②合理而高效的保温隔热技术、低温流体工艺技术和抗冰钻井平台技术是确保海域永冻层钻井顺利实施的核心技术。结论认为,寒带海域油气资源丰富,在弄清永冻层分布特征和力学特性的基础上,研发并掌握寒带海域相关钻井技术对于提高我国海洋钻井技术的国际竞争力具有重要的意义。

关键词：寒带海域永冻层力学特性钻井工程钻井风险低温关键技术优快钻井

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瞬态通用固液两相流模型及其在动态井眼清洁模拟中的应用

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应用力学学报 2021年第3期38卷 1044-1053页

作者：王茜张菲菲李兴宝杨光王怡迪王越之长江大学石油工程学院油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室武汉430100 长庆油田采气第二采气厂西安710000 川庆钻探有限公司长庆钻井总公司西安710000 油气钻采工程湖北省重点实验室武汉430100

为准确了解岩屑在井眼中的实时运移、积累过程及其变化规律,基于质量守恒和动量守恒方程,考虑岩屑运移流型和流型转换条件,建立了适应流型变化的瞬态通用固液两相流模型;并将其应用于一口窄密度窗口井的动态井眼清洁模拟过程中,实时模... 详细信息

为准确了解岩屑在井眼中的实时运移、积累过程及其变化规律,基于质量守恒和动量守恒方程,考虑岩屑运移流型和流型转换条件,建立了适应流型变化的瞬态通用固液两相流模型;并将其应用于一口窄密度窗口井的动态井眼清洁模拟过程中,实时模拟整个钻井过程中岩屑沿井筒分布情况。研究结果表明:岩屑对环空压力分布有重要影响;成功钻穿窄安全密度窗口井的关键是实时监测岩屑对井筒压力剖面的影响,通过洗井作业清理岩屑,将井底压力控制在安全密度窗口之内。本文结果能够为洗井间隔设计提供理论依据。

关键词：固液两相流实时钻井井眼清洁动态模型

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填充介质对非均匀应力下双层套管所受应力的影响

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石油钻采工艺 2021年第6期43卷 744-749页

作者：张俊成李忠慧张艳英胡棚杰杨恺朱亮长江大学石油工程学院油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室油气钻采工程湖北省重点实验室中海石油(中国)有限公司秦皇岛32-6作业公司中国石油集团渤海钻探工程技术研究院

采用双层套管是防止盐膏层套管变形和损坏的有效手段,而填充介质是影响双层套管整体力学性能的重要因素。以荆丘地区J45断块沙一段盐膏岩层段套管为研究对象,在确定盐膏岩蠕变本构方程的基础上,应用有限元方法建立了地层-水泥环-外层套... 详细信息

采用双层套管是防止盐膏层套管变形和损坏的有效手段,而填充介质是影响双层套管整体力学性能的重要因素。以荆丘地区J45断块沙一段盐膏岩层段套管为研究对象,在确定盐膏岩蠕变本构方程的基础上,应用有限元方法建立了地层-水泥环-外层套管-填充介质-内层套管在非均匀地应力条件下的受载模型,得到内外层套管在不同填充介质厚度、不同填充介质类型条件下的等效应力分布,并进行比较分析。结果表明:增加介质厚度能减弱应力传递效果,但对双层套管整体所受等效应力影响较小;介质类型对套管所受等效应力影响较大,采用机油和天然橡胶介质时内层套管等效应力为使用水泥介质的33.55%和5.87%。基于以上规律,推荐采用正常钢级外层套管+液体介质+低钢级内层套管的双层套管,可以有效降低成本和保障油气生产安全。

关键词：井筒完整性套管保护盐膏层非均匀应力双层套管填充介质有限元模拟等效应力

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