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控压固井注入阶段井筒压力预测模型

钻井液与完井液 2024年第2期41卷 231-238页

作者：刘金璐李军李辉杨宏伟柳贡慧中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

控压固井技术在应对窄密度窗口地层固井难题时具有显著优势,但目前对注入阶段井筒压力的预测模型研究较少。结合控压固井的工艺流程,将注入阶段分为4个环节。基于流变学理论、井筒传热学理论和压力场理论,考虑注入阶段多流体间流变性能... 详细信息

控压固井技术在应对窄密度窗口地层固井难题时具有显著优势,但目前对注入阶段井筒压力的预测模型研究较少。结合控压固井的工艺流程,将注入阶段分为4个环节。基于流变学理论、井筒传热学理论和压力场理论,考虑注入阶段多流体间流变性能的差异,建立了温度-压力-流体性能参数耦合模型,并采用四循环迭代方法进行求解。以X井的控压固井参数为例进行了模拟计算,预测结果误差较小。对控压期间井筒的温度场、压力场和环空ECD进行了分析,研究结果表明,温度场在不同时间段对井口回压的影响规律不同,当环空流体结构为多液柱结构时,井口回压对温度的敏感性较小;井筒压力变化规律受流体位置的分布影响较大;在其他条件不变的情况下,提高注入排量会增加作业密度窗口,但环空最大ECD基本不变。根据研究结果提出了对应的改进思路,以便对控压参数进行更好地设计。

关键词：控压固井注入阶段井筒温度井筒压力环空ECD

深层超深层油气安全高效开发若干关键问题与新型解决方案

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石油钻探技术 2024年第2期52卷 24-30页

作者：柳贡慧查春青陈添汪伟北京工业大学机械与能源工程学院北京100124 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

深层超深层油气资源是我国油气资源的重要接替区和重点勘探开发领域,现已成为保障国家能源安全的重要战略资源。深层超深层油气安全高效开发面临诸多挑战,井下复杂工况识别难、套管破损严重、长水平段托压严重和井眼轨迹控制难度达等关... 详细信息

深层超深层油气资源是我国油气资源的重要接替区和重点勘探开发领域,现已成为保障国家能源安全的重要战略资源。深层超深层油气安全高效开发面临诸多挑战,井下复杂工况识别难、套管破损严重、长水平段托压严重和井眼轨迹控制难度达等关键问题尤为突出,亟待解决。为此,针对深层超深层油气开发所面临的关键问题,在分析传统解决方案局限性的基础上,提出了具有显著优势的新工具和新技术,为深层超深层油气的安全高效开发提供了有效的技术方案支持,也为深层超深层钻完井技术发展提供了新的方向。

关键词：深层超深层提速提效井眼轨迹控制套损修复工况识别

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深水固井循环阶段井筒温度场预测模型研究

石油钻探技术 2024年第4期52卷 66-74页

作者：刘金璐李军柳贡慧李辉杨宏伟中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

准确预测固井循环阶段井筒温度场有助于水泥浆性能参数的设计和井筒压力的计算,为此,基于井筒流动机理和传热学理论,考虑不同区域差异对传热过程的影响和不同流体热力学参数差异及其随井深变化的特点,结合流体界面位置描述方程,建立了... 详细信息

准确预测固井循环阶段井筒温度场有助于水泥浆性能参数的设计和井筒压力的计算,为此,基于井筒流动机理和传热学理论,考虑不同区域差异对传热过程的影响和不同流体热力学参数差异及其随井深变化的特点,结合流体界面位置描述方程,建立了适用于深水固井循环阶段的井筒温度场预测模型。利用2口井的实测数据对模型进行了验证,并进行了关键因素的影响规律分析。结果表明:注入水泥浆之前,钻井液应循环2~4周,以降低注入过程中循环时间改变对井底循环温度的影响;注入水泥浆过程中,排量越大,周围环境的升温或降温作用越不明显;计算过程中,若不考虑温度对比热容的影响,则预测的井底循环温度会偏高2~4℃;水泥浆密度对温度的影响规律与传热方向有关。研究结果对深水固井具有一定的指导作用。

关键词：深水固井温度场钻井液循环注水泥井底循环温度数学模型物理模型

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考虑分段流变模式的深井井筒压力精确预测模型

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钻采工艺 2024年第2期47卷 42-50页

作者：柳贡慧杨宏伟李军张更王文旭北京工业大学机械与能源工程学院中国石油大学(北京)石油工程学院

超深井、特深井井筒温度和压力分布范围宽,钻井液流变性受超高温超高压影响显著,基于常规流变模式的井筒压力预测误差较大,文章通过开展温度为20~220℃、压力为0.1~200 MPa的水基钻井液和油基钻井液流变性测试实验,提出了不同温度和压... 详细信息

超深井、特深井井筒温度和压力分布范围宽,钻井液流变性受超高温超高压影响显著,基于常规流变模式的井筒压力预测误差较大,文章通过开展温度为20~220℃、压力为0.1~200 MPa的水基钻井液和油基钻井液流变性测试实验,提出了不同温度和压力范围内的钻井液分段流变模式优选方法,建立了考虑多因素综合影响的钻井井筒压力精确预测模型。研究结果表明,随着温度和压力的变化,钻井液流变曲线的变化规律不一致,单一流变模式无法完全表征钻井液的流变特性;赫巴流变模式对100℃以下的水基钻井液和140℃以下的油基钻井液的流变性适用性更好,其他温度范围内罗斯流变模式的适用性更好;分段流变模式对井底压力的影响较为明显。将模型的计算结果与实测数据进行对比,发现井底压力预测误差在0.3 MPa以内,立管压力预测误差小于0.6 MPa;相对于油基钻井液,水基钻井液中的井筒压力预测误差更小。研究结果能够为超深井、特深井井筒压力精确预测奠定理论基础。

关键词：深井分段流变模式井筒压力钻井液

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底部钻具组合力学性能分析及优化

石油机械 2024年第6期52卷 20-28页

作者：纪慧李军杨宏伟柳贡慧关立臣中国石油大学(北京) 北京市昌平区102299 中国石油大学(北京)克拉玛依校区北京工业大学

深井段复杂地层倾角大,井斜控制难度大,严重影响了安全钻进。为准确控制井眼轨迹,提高钻具的造斜能力,采用纵横弯曲梁法建立力学计算模型,分析井眼曲率、地层倾角、各跨长度和外径、柔性短节、稳定器外径、翼肋推力、钻压和井斜角等因... 详细信息

深井段复杂地层倾角大,井斜控制难度大,严重影响了安全钻进。为准确控制井眼轨迹,提高钻具的造斜能力,采用纵横弯曲梁法建立力学计算模型,分析井眼曲率、地层倾角、各跨长度和外径、柔性短节、稳定器外径、翼肋推力、钻压和井斜角等因素对多种底部钻具组合力学性能的影响,优化底部钻具组合。研究结果表明:弯螺杆相比于直螺杆有更好的防斜纠斜能力,更适合在深部造斜力强的地层使用;当方位角在25°与205°时地层侧向力最小;定向井段井眼曲率对2种螺杆钻具组合的导向力影响最大,井斜角次之,钻压影响较小;翼肋推力对弯螺杆推靠式旋转导向钻具组合(RSBHA)的造斜力和造斜性能影响最为显著,钻压次之,井斜角的影响较小。研究结果可为复杂地层井斜规律的研究和控制提供参考依据,钻井工具的合理组合及优化对减少井斜问题、顺利完钻起着重要作用。

关键词：底部钻具组合井斜控制单弯螺杆钻具旋转导向钻具力学性能分析

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平台井拉链式压裂套管抗挤能力计算

新疆石油天然气 2024年第3期 37-45页

作者：李军张小军连威张俊成柳贡慧中国石油大学(北京)石油工程学院中国石油大学(北京)克拉玛依校区

随着拉链式压裂等新型技术在页岩油气开发中的广泛应用，压裂过程中套管内部承受多级循环内压作用，外部承受由拉链式压裂作业引起的非均匀外挤载荷作用。通过多级循环载荷实验以及数值模拟分析了多级循环载荷以及平台井拉链式压裂套管... 详细信息

随着拉链式压裂等新型技术在页岩油气开发中的广泛应用，压裂过程中套管内部承受多级循环内压作用，外部承受由拉链式压裂作业引起的非均匀外挤载荷作用。通过多级循环载荷实验以及数值模拟分析了多级循环载荷以及平台井拉链式压裂套管抗挤强度变化规律，得到了多级压裂套管综合抗挤能力系数计算方法，并应用该计算方法对新疆油田某井区一口套变井进行实例计算。结果表明，在多级循环载荷作用下，套管抗挤强度随循环次数呈线性降低规律；拉链式压裂作业引起井周地应力非均匀分布，套管抗挤强度随地应力非均匀度呈近线性降低趋势；在内外综合作用下，套管抗挤强度降幅超15%，增大了套管变形的风险。提出的平台井拉链式压裂套管抗挤能力计算方法可为现场压裂施工预防套管变形提供一定的计算指导。

关键词：平台井循环载荷拉链式压裂套管强度套管变形水平井

控压固井注入阶段流体密度和流变性分段预测方法

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石油钻探技术 2024年第1期52卷 45-53页

作者：刘金璐李军何举涛杨宏伟柳贡慧李辉中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油长庆油田分公司第七采油厂甘肃庆阳710021

为解决控压固井注入阶段入井流体密度及流变性预测难的问题,设计了流体密度和流变性测量试验,基于试验结果优选了流变模式,建立了考虑不同流体性能差异的温压耦合模型,提出了流体密度和流变参数的分段预测方法。以川北地区X井为例进行... 详细信息

为解决控压固井注入阶段入井流体密度及流变性预测难的问题,设计了流体密度和流变性测量试验,基于试验结果优选了流变模式,建立了考虑不同流体性能差异的温压耦合模型,提出了流体密度和流变参数的分段预测方法。以川北地区X井为例进行了模拟计算,模拟结果表明:采用分段方法可将赫巴模式、四参数模式等多种流变模式作为优选对象,能更精确地描述流体的流变性;控压固井注入阶段采用常规计算方法,井口回压值偏低,大大增加了地层气侵风险,且不同方法预测的环空温度场相差不大;温度和压力的耦合作用对于流体密度和流变性及其变化规律的影响较大,也会对环空浆柱结构的设计及固井施工效果产生重要影响。研究结果为控压固井设计施工提供了理论依据。

关键词：控压固井流变性流变模式分段预测环空压力温度场

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甜瓜刺激性及自然单性结实研究

甜瓜刺激性及自然单性结实研究

作者：贡慧敏浙江大学

学位级别：硕士

甜瓜(Cucumis melo L.)是葫芦科(Cucurbitaceae)一年生植物。作为世界十大水果之一,在我国深受消费者欢迎。在南方地区,早春时节的多雨、低温、寡照等不利的气候因素会给甜瓜授粉造成困难,时常会出现坐果难,“化瓜”现象频发。这一问题... 详细信息

甜瓜(Cucumis melo L.)是葫芦科(Cucurbitaceae)一年生植物。作为世界十大水果之一,在我国深受消费者欢迎。在南方地区,早春时节的多雨、低温、寡照等不利的气候因素会给甜瓜授粉造成困难,时常会出现坐果难,“化瓜”现象频发。这一问题加重了生产者的资金、时间投入,降低了甜瓜的生产效益。本文从三个角度探讨了甜瓜单性结实性:首先研究了不同浓度氯吡脲(CPPU)对果实生长发育和品质的影响,为甜瓜生产过程中的CPPU的合理使用提供一定的依据;同时研究了GA处理对甜瓜刺激性结实的效果,研究GA处理浓度对甜瓜坐果率和果实生长发育的影响,探讨利用GA诱导甜瓜单性结实的可能性;此外,对甜瓜自然单性结实性进行了初步探索,研究甜瓜自然单性结实果实的大小及主要品质性状,探讨甜瓜自然单性结实性的利用价值。主要结果如下:1.以厚皮甜瓜品种‘浙甜401’和‘甬甜5号’为材料,在开花当天用20、10、3.3、2、1 mg/L CPPU溶液处理并以人工授粉为对照,结果发现无论是不同浓度的CPPU处理或是人工授粉,果实发育趋势基本一致,但随着CPPU处理浓度的提高,果实发育前期果实纵径、横径及单果重增加速度加快,低浓度的CPPU处理,幼果的增长速度与人工授粉接近;随着果实的发育,CPPU处理浓度对果实生长的影响逐渐缩小,在果实成熟期,各处理的果实大小无显著差异。与人工授粉相比,不同浓度的CPPU处理在不同程度上提高了果肉硬度,但对果实中心可溶性固形物含量无明显影响。CPPU对果实生长发育的影响在品种间存在差异,本试验中,‘甬甜5号’对CPPU的敏感度高于‘浙甜401’。综合果实各生长发育指标,在本试验条件下,3.3 mg/L CPPU溶液处理效果相对较好。2.以2个厚皮甜瓜品种和2个薄皮甜瓜品种为材料,在蕾期(开花前2 d)进行去雄或不去雄后对子房喷施25、50、100、200、400 mg/L的GA并套袋,以开花当天人工授粉为CK1、蕾期用2.5 mg/L CPPU溶液喷施子房为CK2。结果发现,GA处理浓度对坐果率存在显著差异,除了薄皮甜瓜品种A6外,多数处理组合的坐果率显著低于CK2;100 mg/L的GA处理其坐果率相对较高,在该处理浓度下,多数品种及处理组合其坐果率与CK1差异不显著。凡能通过GA诱导坐果的果实,均能正常生长,果实纵横径与CK1、CK2无显著差异。3.以24份不同类型的甜瓜自交系为材料,采用自然开放授粉(OP)、蕾期去雄套袋(EM)以及花期人工授粉(AP)3种处理方法研究甜瓜自然单性结实能力。试验结果表明,在本试验所及的24个甜瓜自交系中,有6个自交系可以在蕾期去雄套袋的情况下坐果(坐果率5.5%～43.76%,坐果株率20%～37.5%)、且果实成熟后无饱满种子,表明这6个自交系具有自然单性结实能力;这6个甜瓜自交系EM处理的成熟果实其纵横径、果重、果肉厚和中心可溶性固形物含量与人工授粉(AP)差异不明显。说明利用具有单性结实性的甜瓜资源可以在未经授粉的情况下生产出与人工授粉产量与品质相当的甜瓜产品;这些单性结实资源可以为进一步选育性状优良的单性结实甜瓜品种提供基础。

关键词：甜瓜 CPPU GA4+7 单性结实坐果率生长发育果实品质

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空心球多梯度控压钻井井筒压力控制方法

天然气工业 2022年第11期42卷 98-105页

作者：张锐尧李军杨宏伟田志强柳贡慧中国石化石油机械股份有限公司中国石油大学（北京）中国石油大学（克拉玛依）中国石油华北油田公司第三采油厂北京工业大学

深水钻井过程中，受海水和海底地质条件影响，井筒压力控制难度大，井下复杂情况频发。针对窄密度窗口的深水钻井井筒压力控制难度大的问题，近年来提出了多梯度控压钻井新方法，但多梯度钻井气侵条件下多梯度控制参数对井筒压力的影响... 详细信息

深水钻井过程中，受海水和海底地质条件影响，井筒压力控制难度大，井下复杂情况频发。针对窄密度窗口的深水钻井井筒压力控制难度大的问题，近年来提出了多梯度控压钻井新方法，但多梯度钻井气侵条件下多梯度控制参数对井筒压力的影响规律的研究却较少。为此，首先考虑井筒与地层之间的能量交换、气液相间传质以及空心球对流体物性参数的综合影响，建立了深水多梯度钻井瞬态气液两相流模型；其次，通过隐式差分方法对模型进行迭代求解，分析了多梯度参数对井底压力和截面含气率的影响规律；最后利用变异系数加权法原理对多梯度控制参数进行了优化设计，提出了不同控制目标时的最优控制方法。研究结果表明：(1)与井底恒压控压钻井相比，通过调节多梯度控制参数可以获得更快的井底压力响应速率；(2)以最快井底压力的响应速率作为控制目标时，调节空心球体积分数所产生的控制效果最好；(3)以最小井口截面含气率作为控制目标时，调节分离器位置所产生的控制效果最好。结论认为，该方法不仅为气侵条件下的控压钻井工艺技术的优化设计提供了参考，而且还对窄压力窗口条件下，尤其是海洋深水的安全钻井提供了理论指导和技术支撑，方法的推广应用有助于深海油气的高效开发。

关键词：多梯度钻井空心球分离器两相流井筒压力控制变异系数窄密度窗口参数优化