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石墨烯增强铝基可溶球座研制与性能评价

石油钻探技术 2022年第2期50卷 113-117页

作者：魏辽中国石化石油工程技术研究院北京102206 北京化工大学机电工程学院北京100029 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京102206

为了解决水平井多级投球滑套球座在钻除过程中存在的钻除效率低、钻除不彻底影响作业工具重入等问题,研制了石墨烯增强铝基复合材料用于制备滑套可溶球座。利用石墨烯及碳化硅陶瓷颗粒增强铝合金,结合粉末冶金方法,制备得到石墨烯增强... 详细信息

为了解决水平井多级投球滑套球座在钻除过程中存在的钻除效率低、钻除不彻底影响作业工具重入等问题,研制了石墨烯增强铝基复合材料用于制备滑套可溶球座。利用石墨烯及碳化硅陶瓷颗粒增强铝合金,结合粉末冶金方法,制备得到石墨烯增强铝基复合材料,其具有高强度、高硬度和在盐水环境下实现自行快速溶解等特点,屈服强度达469 MPa,表面硬度达170 HBW。采用石墨烯增强铝基复合材料加工的可溶球座,经砂比30%的含砂压裂液在排量4 m^(3)/min条件下冲蚀26 h后,仍然具备密封承压能力,质量仅减少2.1%;在温度90℃、质量分数4%的KCl溶液中浸泡32.5 h后能够完全溶解。现场试验表明,石墨烯增强铝基可溶球座满足多级滑套压裂大排量、高砂比和长时间作业要求,压裂后能在井下液体环境下自行溶解实现井筒全通径。研制的石墨烯增强铝基可溶球座为储层二次改造提供了清洁、安全的井筒条件。

关键词：压裂滑套可溶球座分段压裂石墨烯增强铝基复合材料

水溶性高分子材料在油气田压裂中的应用研究进展

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中国塑料 2022年第5期36卷 149-157页

作者：魏辽中国石化石油工程技术研究院页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京102206 北京化工大学机电工程学院北京00029

以我国油气田压裂所用的暂堵球、暂堵剂等2大类产品为主线,系统总结了不同工艺及配方合成的暂堵产品的暂堵机理、性能特点及应用现状,阐述了各产品的溶解特性,结合油气田绿色环保开发需求提出了现有水溶性暂堵球、暂堵剂存在的问题,并... 详细信息

以我国油气田压裂所用的暂堵球、暂堵剂等2大类产品为主线,系统总结了不同工艺及配方合成的暂堵产品的暂堵机理、性能特点及应用现状,阐述了各产品的溶解特性,结合油气田绿色环保开发需求提出了现有水溶性暂堵球、暂堵剂存在的问题,并对暂堵产品未来的发展方向进行了展望。

关键词：水溶性高分子材料分段压裂暂堵转向可降解

聚乙醇酸材料的加工改性及其水下降解特性的研究进展

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中国塑料 2022年第9期36卷 74-84页

作者：马超马兰荣魏辽尹慧博林祥北京科技大学化学与生物工程学院北京100083 中国石化石油工程技术研究院有限公司北京102206

从具有广阔应用前景的聚乙醇酸(PGA)材料的物性、加工改性及应用等方面概括了PGA的基本改性原理、改性方法以及加工过程中需要注意的问题;从增韧、增强、增塑、增容等角度,阐述了不同助剂,如增容剂、扩链剂及增塑剂等对PGA材料的改性机... 详细信息

从具有广阔应用前景的聚乙醇酸(PGA)材料的物性、加工改性及应用等方面概括了PGA的基本改性原理、改性方法以及加工过程中需要注意的问题;从增韧、增强、增塑、增容等角度,阐述了不同助剂,如增容剂、扩链剂及增塑剂等对PGA材料的改性机理,比较了不同增韧材料与PGA材料相容性及界面互溶增强技术;最终总结了PGA加工性能及使用性能的调控规律。

关键词：聚乙醇酸改性降解应用

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济阳页岩油水平井套管变形影响规律研究

石油机械 2023年第8期51卷 93-99页

作者：刘爱颜廷俊魏辽朱庆利王文胜刘帅北京化工大学机电工程学院中国石化石油工程技术研究院胜利油田井下作业公司

套管变形导致压裂工具串遇阻是胜利济阳页岩油压裂开发过程中面临的主要难题之一。压裂开采中套管载荷影响因素复杂,基于常规区块的页岩油套管变形研究理论不能有效适用于工程地质条件复杂的济阳页岩。为此,针对济阳首口页岩油井,在分... 详细信息

套管变形导致压裂工具串遇阻是胜利济阳页岩油压裂开发过程中面临的主要难题之一。压裂开采中套管载荷影响因素复杂,基于常规区块的页岩油套管变形研究理论不能有效适用于工程地质条件复杂的济阳页岩。为此,针对济阳首口页岩油井,在分析现场测井数据的基础上,采用有限元方法模拟了固井质量和压裂施工参数对套管变形的影响规律。研究结果表明:水泥环在缺失严重时(缺失角度大于50°或缺失深度大于25 mm)会使套管发生强度破坏,水泥环缺失的临界部位是最容易发生套管损坏的部位;套管的最大应力随水泥环弹性模量的增大而减小,而受泊松比影响较小;注入排量的增加与周围地应力差成正比,在排量为10~12 m^(3)/min时可获得较好的裂缝宽度,注入时间在150 s时周围地应力差最小;随压裂段间距的增加,套管周围地应力差减小,在压裂间距大于18 m后,再增大压裂间距以降低套管应力作用已不大。研究结果可为济阳页岩油水平井下一步压裂施工提供理论依据。

关键词：页岩油水平井套管损坏固井质量水泥环压裂数值模拟

基于优化的在役石油井架承载能力检测仿真研究

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基于优化的在役石油井架承载能力检测仿真研究

作者：魏辽北京化工大学

学位级别：硕士

受环境及搬迁影响,石油井架在使用一段时间后会产生多种缺陷,致使承载能力下降,标准规定须进行承载能力检测。目前的检测由于受井架较高、攀爬危险等因素影响,其应力检测布点测量部位集中在位置较低层面。对于使用多年且存在缺陷(特别... 详细信息

受环境及搬迁影响,石油井架在使用一段时间后会产生多种缺陷,致使承载能力下降,标准规定须进行承载能力检测。目前的检测由于受井架较高、攀爬危险等因素影响,其应力检测布点测量部位集中在位置较低层面。对于使用多年且存在缺陷(特别是较严重缺陷)的井架来说,其测试获得的数据可能不是井架最危险、受力最大的部位,用此数据作基础进行评估计算难免带来误差。为建立与在役石油井架等效的仿真模型,探索井架各类型缺陷对其受力状况的影响,提高模型与实测井架之间应力、损伤缺陷状况等数据的吻合精度,获得在役井架现场承载能力。本文依托有限元分析计算基础,建立了无损伤缺陷井架受力计算模型并进行了仿真分析,得到无损伤缺陷井架受载时应力分布规律,再以仿真分析井架存在局部杆件截面锈蚀、弯曲、大腿整体弯曲及支座沉降等缺陷时井架应力分布特点为基础,提出一种基于井架杆件实测应力与仿真模型应力数值的均方差构建的优化目标函数,以井架缺陷类型、位置、程度等参数为设计变量,杆件材料的许用应力为约束条件,运用ANSYS零阶和一阶优化算法的模型修正方法。将此方法应用于含损伤缺陷的仿真井架和实验井架,对井架有限元仿真模型进行修正后,通过提取测点处杆件应力,对比实际井架和修正后井架的损伤状况及应力分布,相对误差在10%左右。表明该方法用于钻井井架结构极限承载能力评定是可行和有效的,为钻机系统的安全运行提供了重要参考依据。

关键词：井架损伤缺陷 ANSYS优化模型修正承载能力

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高强快速分解Mg-xAl合金的组织与性能

材料热处理学报 2015年第3期36卷 101-104页

作者：魏辽肖代红朱敏涛郭朝辉朱和明中国石化石油工程技术研究院北京100101 中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083

采用铸锭法制备了高铝含量的Mg-Al系合金。通过X射线衍射、扫描电镜、压缩性能测试及浸泡腐蚀测试,研究了添加不同高Al含量对镁合金的显微组织、抗压缩性能与快速分解性能的影响。结果表明,通过添加15%~20%Al到纯镁中,可明显提高基体合... 详细信息

采用铸锭法制备了高铝含量的Mg-Al系合金。通过X射线衍射、扫描电镜、压缩性能测试及浸泡腐蚀测试,研究了添加不同高Al含量对镁合金的显微组织、抗压缩性能与快速分解性能的影响。结果表明,通过添加15%~20%Al到纯镁中,可明显提高基体合金的抗压缩强度与93℃下的分解速率。Mg-20%Al合金的室温抗压缩强度达到423 MPa,93℃及3%KCl溶液下的腐蚀分解速率达到25 mg·h-1·cm-2。

关键词：镁合金铝含量显微组织压缩性能分解速率

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新型无级差套管滑套及其应用

石油机械 2012年第10期40卷 91-94,99页

作者：郭朝辉魏辽马兰荣德州大陆架石油工程技术有限公司

新型无级差套管滑套作为低渗油气藏、薄油层、页岩气和煤层气等非常规油气储层增产改造的关键工具,在油田增产增效方面具有较大的优势。主要介绍了国外无级差压裂技术配套的套管滑套的结构、原理与应用情况,阐述了其具有施工流程简单、... 详细信息

新型无级差套管滑套作为低渗油气藏、薄油层、页岩气和煤层气等非常规油气储层增产改造的关键工具,在油田增产增效方面具有较大的优势。主要介绍了国外无级差压裂技术配套的套管滑套的结构、原理与应用情况,阐述了其具有施工流程简单、费用低廉、压裂级数不受限制、管柱保持通径、生产后期可对滑套选择性关闭等诸多特点,以期为国内非常规油气藏的增产改造技术及配套工具研制提供参考与技术支撑。同时指出,无级差套管滑套国产化应着眼于工具结构可靠、工艺简单、耐高温高压、操作智能化等方向进行研究。

关键词：无级差滑套分段压裂开关工具非常规储层储层改造

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模拟套管固井滑套工况下冲蚀实验方案设计

西南石油大学学报（自然科学版） 2017年第1期39卷 169-176页

作者：王国荣钱权杨昌海魏辽郭朝辉西南石油大学机电工程学院四川成都610500 中国石化石油工程技术研究院北京朝阳100101

新研发的井下工具必须经严格实验检验才能投放现场,因此,实际工况的准确模拟显得尤为重要。针对固井滑套在压裂时具有大排量与高含砂比的特点,设计了四泵串并联方式的工况模拟实验模型。根据实验条件,先假设冲蚀实验设备连接方案为两泵... 详细信息

新研发的井下工具必须经严格实验检验才能投放现场,因此,实际工况的准确模拟显得尤为重要。针对固井滑套在压裂时具有大排量与高含砂比的特点,设计了四泵串并联方式的工况模拟实验模型。根据实验条件,先假设冲蚀实验设备连接方案为两泵并联方式,而理论计算得出泵为管路所提供的扬程需达到35.82 m,与实测单台离心泵Q H特性曲线相结合,最终确定了设备连接方案为四泵串并联方式。通过监测模拟冲蚀实验中的排量与含砂比,结果表明,所设计的实验方案能够满足模拟大排量(4.5～7.0 m3/min)、高含砂比(体积比25%)的冲蚀要求且存在较大余量;同时得出进行压裂作业时不同孔眼数的滑套对管路整体压力损耗、实验流量、泵送能力等影响明显。

关键词：固井滑套冲蚀模拟扬程计算 QH特性曲线四泵串并联

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新型等通径键槽式滑套压裂技术

特种油气藏 2018年第6期25卷 140-144页

作者：朱玉杰赵建军魏辽中国石化石油工程技术研究院北京100101 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100101

为解决常规投球式滑套压裂后不能实现全通径、后期储层改造困难的难题,研制了一种新型等通径键槽式滑套分段压裂技术,该技术主要由键槽式滑套和配套的专用打开工具组成,通过逐级投入专用打开工具打开滑套进行压裂施工,压裂结束后专用打... 详细信息

为解决常规投球式滑套压裂后不能实现全通径、后期储层改造困难的难题,研制了一种新型等通径键槽式滑套分段压裂技术,该技术主要由键槽式滑套和配套的专用打开工具组成,通过逐级投入专用打开工具打开滑套进行压裂施工,压裂结束后专用打开工具可返排出井口或在井内溶解,无需下钻即可实现管柱内的全通径,节省了施工时间和成本。地面实验和模拟入井试验结果表明,打开工具可顺利通过并打开滑套,工具的各项技术指标均满足设计要求,达到了现场应用条件,具有较好的适用性和应用前景,可为非常规油气藏的降本增效开发提供技术支撑。

关键词：键槽式滑套等通径分段压裂水平井