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煤层井壁稳定的时间延迟效应探讨

煤炭学报 2011年第2期36卷 255-260页

作者：屈平申瑞臣付利王子健中国石油集团钻井工程技术研究院北京100195 中国石油勘探开发研究院北京100083

为预测煤层井壁钻后垮塌的可能性及延迟时间,从孔隙压力、井壁渗流入手,结合断裂力学进行了分析。基于煤层富含割理的特性,分析了孔隙压力对割理的受力影响,表明孔隙压力只影响割理表面的正应力,不影响其切应力。结合排采实例,分析了孔... 详细信息

为预测煤层井壁钻后垮塌的可能性及延迟时间,从孔隙压力、井壁渗流入手,结合断裂力学进行了分析。基于煤层富含割理的特性,分析了孔隙压力对割理的受力影响,表明孔隙压力只影响割理表面的正应力,不影响其切应力。结合排采实例,分析了孔隙压力变化对煤岩稳定性的影响,发现孔隙压力下降会导致煤粉增加。讨论了欠平衡钻井和过平衡钻井下井壁渗流产生的孔隙压力变化情况以及由此带来的时间延迟效应。利用数值方法分析了钻井中流固耦合行为,通过拟合给出了孔隙压力随时间变化的关系。利用断裂力学井壁稳定理论,定量分析了井壁稳定的时间延迟效应,给出了具体条件下延迟时间求解公式。研究表明,在富含割理的煤层中,井壁的稳定性确实存在时间延迟效应;孔隙压力变化是时间延迟效应的主因,割理的存在是内因。

关键词：煤层井壁稳定时间延迟效应孔隙压力断裂力学流固耦合

煤层气钻井井壁稳定机理及钻井液密度窗口的确定

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天然气工业 2010年第10期30卷 64-68页

作者：屈平申瑞臣中国石油钻井工程技术研究院

在煤层中钻井时,保持井壁的稳定具有重要意义。为此,利用有限元软件分析了近井壁裂纹尖端的受力状况,比较了尖端与井壁两处应力集中的情况,结果表明,裂纹尖端受力高于井壁的应力集中约一个数量级。从断裂力学的角度,研究了近井壁裂纹的... 详细信息

在煤层中钻井时,保持井壁的稳定具有重要意义。为此,利用有限元软件分析了近井壁裂纹尖端的受力状况,比较了尖端与井壁两处应力集中的情况,结果表明,裂纹尖端受力高于井壁的应力集中约一个数量级。从断裂力学的角度,研究了近井壁裂纹的扩展,分析了裂纹扩展在节理煤岩井壁失稳中所起的作用,讨论了裂纹表面闭合、孔隙压力及井壁渗透性等因素对井壁失稳的影响。利用经典断裂力学理论即应力强度因子理论和最大周向应力准则,对近井壁的裂纹进行了抽象建模,建立了煤岩井壁失稳的判据。根据失稳判据,提出拉剪破坏压力和压剪破坏压力的概念,两者分别为节理煤层钻井液密度窗口的上下临界值,两者之间为井壁稳定,两者之外便是井壁失稳。利用山西沁水盆地的岩心数据及现场钻井资料进行了实例计算,基于常规岩石力学方法求出的破裂压力和坍塌压力分别为19.1MPa、6.4MPa,而用所建立的方法得到的上下临界压力为18.1MPa、7.6MPa。由此证明了所建立的方法得到的密度窗口小于前者,与实际情况更加相符。

关键词：断裂力学节理煤层井壁稳定应力强度因子钻井液密度窗口

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泡沫发生器结构设计综述

石油机械 1993年第5期21卷 52-55页

作者：申瑞臣新疆石油管理局钻井工艺研究所

泡沫作业技术是针对低压油气区勘探开发特点而发展起来的一门综合性工业技术,包括泡沫钻井、泡沫洗井、泡沫冲砂、泡沫水泥固井、泡沫压裂酸化、泡沫试油和泡沫调剖堵水等。在美国、加拿大、前苏联等石油工业发达国家泡沫作业技术开发... 详细信息

泡沫作业技术是针对低压油气区勘探开发特点而发展起来的一门综合性工业技术,包括泡沫钻井、泡沫洗井、泡沫冲砂、泡沫水泥固井、泡沫压裂酸化、泡沫试油和泡沫调剖堵水等。在美国、加拿大、前苏联等石油工业发达国家泡沫作业技术开发时间早、应用范围广,并已取得显著经济效益。近十年来,这项技术的研究应用在我国的新疆、华北、辽河。

关键词：泡沫发生器结构设计钻井洗井

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国内固井技术现状问题及研究方向建议

钻采工艺 2004年第2期27卷 7-10页

作者：齐奉忠申瑞臣刘英金庆姬中国石油勘探开发研究院廊坊分院完井所中油测井华北事业部廊坊测井分公司

“八五”特别是“九五”以来 ,在固井工艺、固井工具、水泥外加剂等方面均有了较快的发展 ,但是也存在一定的问题 ,与国外相比差距还很大 ,从而影响固井质量的提高和固井技术的发展。文中介绍了国内的固井技术发展、固井技术现状及固井... 详细信息

“八五”特别是“九五”以来 ,在固井工艺、固井工具、水泥外加剂等方面均有了较快的发展 ,但是也存在一定的问题 ,与国外相比差距还很大 ,从而影响固井质量的提高和固井技术的发展。文中介绍了国内的固井技术发展、固井技术现状及固井质量存在的问题 ,分析了国内与国外的差距。

关键词：中国固井技术固井工具外加剂水泥浆体系高压油气井浅层气井管串设计套管外封隔器

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页岩剪切摩擦与非稳态滑移特性实验

地球科学 2019年第11期44卷 3783-3793页

作者：付利申瑞臣庞飞杨恒林陈科中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国地质调查局北京100037 油气钻井技术国家工程实验室北京102206 中国地质调查局油气资源调查中心北京100083

龙一1亚段页岩是川南页岩气开发的主要目的层,实践表明水平井单井产气量对井轨迹所在小层较为敏感.龙一1亚段页岩各层脆性矿物组分、弹性模量变化幅度小,采用常规页岩脆性评价方法和模型不能有效评价川南龙一1亚段各小层页岩的可压性,... 详细信息

龙一1亚段页岩是川南页岩气开发的主要目的层,实践表明水平井单井产气量对井轨迹所在小层较为敏感.龙一1亚段页岩各层脆性矿物组分、弹性模量变化幅度小,采用常规页岩脆性评价方法和模型不能有效评价川南龙一1亚段各小层页岩的可压性,借鉴地震学地震成核原因研究思路,提出利用稳态-非稳态破坏特征来表征各小层可压性.优化设计一种页岩剪切摩擦、稳态-非稳态特性实验方法,利用川南页岩地面露头进行线切割制样开展相关实验测试,分析研究页岩摩擦系数受层理性构造、矿物组分、法向应力大小的影响,表征量化不同矿物组分下的页岩稳态-非稳态特征,确定了速度弱化向速度强化转换的粘土矿物含量临界值.以川南昭通YS108井区龙一1亚段页岩储层为例,对各小层可压性进行整体评价,得到:龙一^1~21层较易开启剪切滑移,且易形成网状裂纹,储层整体可压性好;龙一^31层较难开启剪切滑移,但裂纹为单一裂纹、网状裂纹过渡状态,储层整体可压性较差;龙一^41层较易开启剪切滑移,但裂纹则呈现单一状态,储层整体可压性较差.

关键词：页岩摩擦稳态非稳态可压性油气地质

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浅析泡沫钻井的优点

石油钻采工艺 1991年第3期13卷 23-28页

作者：申瑞臣刘世科新疆石油管理局钻井工艺研究所低压室

利用泡沫流体钻低压油气区的井,可以较好地解决泥浆漏失、油层污染及影响产能等要害问题,极有利于保护、发现和正确评价油气资源。在低压油气区内的详探井、扩边井应用泡沫钻井工艺,效果十分明显。本文在介绍泡沫钻井为什么能防止低压... 详细信息

利用泡沫流体钻低压油气区的井,可以较好地解决泥浆漏失、油层污染及影响产能等要害问题,极有利于保护、发现和正确评价油气资源。在低压油气区内的详探井、扩边井应用泡沫钻井工艺,效果十分明显。本文在介绍泡沫钻井为什么能防止低压油气区的油层污染的机理基础上,对比了常规泥浆钻井与泡沫流体钻井在低压油气区的钻探实效和电测资料,分析了两种不同钻井液体系对低压油气区产生不同钻探效果的原因。生产实践证明,泡沫流体钻井不但能保护油层,多产油,而且还可发现用常规钻井所不能发现的油层。所以在低压油气区,泡沫钻井是有广泛前途的理想的钻井新工艺。

关键词：泡沫钻井钻井

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煤层气井气体钻井技术发展现状与展望

石油钻采工艺 2011年第3期33卷 74-77页

作者：申瑞臣夏焱中国石油集团钻井工程技术研究院北京100195

煤层气储层的特殊性对煤层气钻井时的储层保护提出了更高的要求。用气体钻井方式开采煤层气是一种有效的保护储层的手段,被国外油田广泛采用。气体钻井方式的选择必须考虑地层的适用性、应用模式、后期完井方式以及经济性。通过对国外... 详细信息

煤层气储层的特殊性对煤层气钻井时的储层保护提出了更高的要求。用气体钻井方式开采煤层气是一种有效的保护储层的手段,被国外油田广泛采用。气体钻井方式的选择必须考虑地层的适用性、应用模式、后期完井方式以及经济性。通过对国外煤层气开发中气体钻井的应用情况、煤层特点、气体钻井应用于煤层气的技术模式进行分析,结合我国煤层气特点及气体钻井技术现状,探讨了在我国煤层气开发中开展气体钻井的可行性。

关键词：煤层气气体钻井储层保护

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煤岩破碎失效概率的可靠性分析及分级应用

煤炭学报 2012年第11期37卷 1823-1828页

作者：张立松闫相祯杨秀娟申瑞臣杨恒林王欣中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 中国石油集团钻井工程技术研究院北京100097 中国石油集团科学技术研究院廊坊分院河北廊坊065007

将煤岩破碎现象视为失效概率问题,在应用Hoek-Brown准则建立煤岩破碎预测模型的基础上,结合可靠性方法定义煤岩完整可靠度指标,并提出了煤岩破碎失效概率的计算方法。根据煤岩破碎失效概率大小将破碎程度划分为破碎(A级)、较强破碎(B级... 详细信息

将煤岩破碎现象视为失效概率问题,在应用Hoek-Brown准则建立煤岩破碎预测模型的基础上,结合可靠性方法定义煤岩完整可靠度指标,并提出了煤岩破碎失效概率的计算方法。根据煤岩破碎失效概率大小将破碎程度划分为破碎(A级)、较强破碎(B级)、较弱破碎(C级)、未破碎(D级)4个等级,并确定煤岩破碎分级标准;利用该方法分析了沁水盆地ZS-P4井井筒方向的煤岩破碎程度,并讨论了煤岩破碎失效概率与影响因素的变化关系。结果表明,ZS-P4井煤岩破碎失效概率在0.6～1.0,其分布形态呈顶底部煤层高、中部低的趋势;811.4～812.0 m煤岩破碎失效概率为1(A级),与该段煤层严重破碎实验现象吻合较好;煤岩破碎失效概率随着水平主应力差值的增大、单轴抗压强度的降低呈非线性增长趋势。

关键词：煤岩破碎失效概率完整可靠度可靠性方法 Hoek-Brown准则

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基于离散单元法的筛管内煤灰颗粒通过性分析

煤炭学报 2012年第12期37卷 2083-2086页

作者：黄中伟李根生王开龙申瑞臣闫相祯金磊邸飞中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油集团钻井工程技术研究院北京100195 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580

基于离散单元法,用PFC2D软件建立了煤灰颗粒通过筛管的颗粒流模型,研究了筛管内煤灰细观颗粒的通过能力,分析了粒间连接强度、缝径比和围压等参数对筛管内煤灰颗粒通过性的影响规律。结果表明:随着颗粒间连接强度的增加,通过割缝的颗粒... 详细信息

基于离散单元法,用PFC2D软件建立了煤灰颗粒通过筛管的颗粒流模型,研究了筛管内煤灰细观颗粒的通过能力,分析了粒间连接强度、缝径比和围压等参数对筛管内煤灰颗粒通过性的影响规律。结果表明:随着颗粒间连接强度的增加,通过割缝的颗粒体积线性减少;筛管内通过割缝的颗粒体积随缝径比的增大呈增大的趋势,同时为保证煤层结构稳定,缝径比应小于10;总体上讲,穿过割缝的颗粒体积随围压的增大而增加,但存在一定的跃升平台,即在某一井深范围内,煤灰颗粒通过割缝的体积量稳定。

关键词：离散单元法筛管颗粒连接强度围压