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粗糙裂缝内支撑剂运移与展布规律数值模拟

石油钻探技术 2024年第4期52卷 104-109页

作者：刘善勇尹彪楼一珊张艳油气钻采工程湖北省重点实验室(长江大学) 湖北武汉430100 油气钻完井技术国家工程研究中心(长江大学) 湖北武汉430100 长江大学录井技术与工程研究院湖北荆州434023 长江大学石油工程学院湖北武汉430100

粗糙狭窄裂缝壁面造成水力压裂有效裂缝体积减小,极大地影响缝内支撑剂运移与铺置和压裂改造效果。为此,采用Matlab建立自相关高斯分布曲面,并结合分形理论识别分析裂缝粗糙面,采用计算流体动力学—颗粒元(CFD-DEM)双向耦合方法,建立了... 详细信息

粗糙狭窄裂缝壁面造成水力压裂有效裂缝体积减小,极大地影响缝内支撑剂运移与铺置和压裂改造效果。为此,采用Matlab建立自相关高斯分布曲面,并结合分形理论识别分析裂缝粗糙面,采用计算流体动力学—颗粒元(CFD-DEM)双向耦合方法,建立了不同粗糙度的裂缝三维模型,分析了不同支撑剂粒径组合在不同粗糙度缝道内的沉积和运移过程及规律。研究表明:随着缝面由平滑向粗糙变化,支撑剂堵塞明显;在重力作用下小粒径支撑剂(粒径与缝宽比为0.3)具有出更好的运移能力,但难以保证近井端支撑效果;大粒径支撑剂(粒径与缝宽比为0.8)覆盖面积增加158.1%,堵塞于缝口附近,影响后续支撑剂向远处运移,推荐粒径缝宽比为0.4;对于组合粒径加砂方式,推荐采用“先小后大”的注入顺序,以保证支撑剂运移距离和效率。研究结果有助于更好地理解裂缝粗糙度对支撑剂在裂缝中运移的影响,对压裂设计及施工参数优化具有指导意义。

关键词：水力压裂计算流体动力学颗粒元粗糙裂缝粗糙度支撑剂运移

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A New Fracability Evaluation Approach for Shale Reservoirs Based on Multivariate Analysis: A Case Study in Zhaotong Shale Gas Demonstration Zone in Sichuan, China

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2019年第4期93卷 1005-1014页

作者： LIU Shanyong LI Lin YUAN Yuan lou yishan LI Zhonghui Institute of Mud Logging Technology and Engineering Yangtze UniversityJingzhou 434023HubeiChina Shandong Provincial Key Laboratory of Depositional Mineralization&Sedimentary Mineral Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China The Key Laboratory of Well Stability and Fluid&Rock Mechanics in Oil and Gas Reservoir of Shaanxi Province Xi’an Shiyou UniversityXi’an 710065China Research Institute of Petroleum Exploration and Development Petro ChinaZhejiang Oilfield CompanyHangzhou 310023ZhejiangChina College of Technology&Engineering Yangtze UniversityJingzhou 434020HubeiChina School of Petroleum Engineering Yangtze UniversityWuhan 430100HubeiChina

Fracability characterizes the effectiveness of hydraulic *** existing assessment methods cannot reflect the actual value of the effectiveness due to a lack of comprehensive consideration and neglect of the influences of engineering *** study aims to solve this problem by implementing geological static data and production dynamic data in multivariate analysis in Zhaotong shale gas demonstration ***,the reservoir quality index(RQI)was introduced to evaluate the exploration potential by integrating the geological parameters with gray relational ***,the differences in fracturing fluid types and proppant sizes were considered,and the operating parameters were normalized on the basis of the equivalence ***,the general reservoir fracability index(GRFI)was proposed based on a dimensioned processing of the various parameters.A case study was conducted to verify the accuracy and feasibility of this new *** results demonstrate that(1)the organic carbon and gas content are adjusted to contribute the most to the calculation of the RQI,while the effective porosity contributes the least;(2)the fracturing scale is the main operating parameter determining the fracability,which has the strongest correlation with the effectiveness of fracking;and(3)the GRFI has a positive correlation with shale gas production,and the lower limit of the GRFI of 2,000 corresponds to a daily production of 50,000 m3/d;this value is defined as the threshold value of a stripper *** GRFI is consistent with the productivity trend of shale gas wells in the research block,which suggests that the new model is accurate and practical for well candidate selection.

关键词： fracability multivariate analysis equivalence principle network fracturing shale gas

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地层自然造斜能力在定向钻井中的应用

石油钻采工艺 1998年第1期20卷 21-24页

作者：楼一珊江汉石油学院石油工程系

地层自然造斜规律和造斜能力是定向井井眼轨迹控制和直井防斜打直的基本地质依据。文中从钻柱力学的基本原理着手，分析了钻头与地层的相互作用，建立了地层自然造斜能力的力学模型，利用江苏油田桥河口地区的实际资料，对桥河口地区的... 详细信息

地层自然造斜规律和造斜能力是定向井井眼轨迹控制和直井防斜打直的基本地质依据。文中从钻柱力学的基本原理着手，分析了钻头与地层的相互作用，建立了地层自然造斜能力的力学模型，利用江苏油田桥河口地区的实际资料，对桥河口地区的地层各向异性指数、地层造斜系数和方位漂移系数进行了计算，并根据计算结果设计了新的钻具结构。

关键词：地层造斜力定向井定向钻井油田

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北极永冻区钻井地层压力预测方法

天然气工业 2022年第3期42卷 99-105页

作者：范西哲李晓吴永川张居贵楼一珊刘善勇朱亮中海油田服务股份有限公司钻井事业部长江大学石油工程学院陕西省油气井及储层渗流与岩石力学重点实验室长江大学录井技术与工程研究院

北极地区油气资源潜力巨大,但面临地质条件复杂,生态环境敏感,施工作业窗口期短等困难,其中由于极地地区地层压力难以预测为该区钻井开发带来极大的挑战。为此,以北极喀拉海海域地区为研究对象,基于Eaton法并同时考虑永冻层密度和声波... 详细信息

北极地区油气资源潜力巨大,但面临地质条件复杂,生态环境敏感,施工作业窗口期短等困难,其中由于极地地区地层压力难以预测为该区钻井开发带来极大的挑战。为此,以北极喀拉海海域地区为研究对象,基于Eaton法并同时考虑永冻层密度和声波偏移的影响,提出了修正后的地层压力预测模型,建立了该地区地层三压力剖面。研究结果表明:(1)极寒条件下,永冻层岩石裂隙中的充填物会增加岩石的强度,有利于提高上部层破裂压力,而解冻后岩石强度下降,岩石弹性模量会明显下降,塑性变形能力显著增强,沉降变化幅度介于49.5%~72.3%;(2)第四系—白垩系上部500 m左右厚度的永冻层使声波对数随井深的拟合曲线偏离正常趋势线,根据建立的地层压力模型计算得到研究区块地层压力系数范围在0.87~1.23;(3)修正模型预测钻井剖面安全钻井液密度窗口范围介于1.20~1.75 g/cm^(3),地层破裂压力当量密度预测值与地漏实验取得的实际值平均误差为3.3%。结论认为,该方法预测可以有效预测北极永冻区的地层压力,能满足钻井工程的精度要求,为该区后续极地钻井提供了重要支撑,具有十分重要的现实意义。

关键词：北极永冻区喀拉海海域海上钻井声波偏移安全钻井液密度窗口地层压力预测模型

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双频InSAR系统绝对模糊数获取技术

测绘科学技术学报 2018年第4期35卷 400-404页

作者：楼屹杉楼嘉晗西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071

传统干涉合成孔径雷达InSAR系统在获取高程数据过程中,通常需要利用场景中至少一点的高程信息获取绝对模糊数,为无控制点区域高程数据获取带来一定困难。为解决该问题,提出一种InSAR系统中基于双频的绝对模糊数求解方法。该方法在不同... 详细信息

传统干涉合成孔径雷达InSAR系统在获取高程数据过程中,通常需要利用场景中至少一点的高程信息获取绝对模糊数,为无控制点区域高程数据获取带来一定困难。为解决该问题,提出一种InSAR系统中基于双频的绝对模糊数求解方法。该方法在不同频点上分别获取同一区域的一对干涉相位图,通过二维遍历搜索获取绝对模糊数。在简要介绍星载双频系统及工作方式基础上,给出双频InSAR系统绝对相位模糊数求解公式,对双频的频差要求进行分析,仿真数据验证了该方法的正确性和可行性。

关键词：干涉合成孔径雷达双频干涉相位模糊数星载

可压性指数对压裂裂缝扩展规律的影响研究--以南海LF油田为例

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石油钻探技术 2023年第3期51卷 105-112页

作者：吴百烈彭成勇武广瑷楼一珊尹彪中海油研究总院有限责任公司北京100028 海洋石油高效开发国家重点实验室北京100028 长江大学石油工程学院湖北武汉430100

南海深层古近系油气资源丰富,但储层物性差、非均质性强,需通过水力压裂才能实现商业化开采。为探究可压性指数对压裂裂缝扩展规律的影响,以南海LF油田为研究对象,综合考虑储层岩石脆性及力学特征,建立了适用于南海LF油田的可压性指数... 详细信息

南海深层古近系油气资源丰富,但储层物性差、非均质性强,需通过水力压裂才能实现商业化开采。为探究可压性指数对压裂裂缝扩展规律的影响,以南海LF油田为研究对象,综合考虑储层岩石脆性及力学特征,建立了适用于南海LF油田的可压性指数计算模型,利用该模型计算出南海LF油田文昌组3个小层的可压性指数分别为0.75,0.45和0.92。选用南海LF油田不同可压性指数的露头岩样,利用真三轴水力压裂物理模拟试验装置,进行了压裂物理模拟试验。试验结果表明:文昌组3个小层的人工裂缝易在层理和天然裂缝发育位置起裂,在各射孔处并不是同时起裂;可压性指数越高越,越易形成形态复杂的人工裂缝。研究成果对评价海上低孔低渗油气藏可压裂性、优选甜点位置以及优化压裂方案具有重要的指导意义。

关键词：水力压裂脆性指数可压性指数物理模拟裂缝扩展

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阴离子对P110钢表面富铁相硫化亚铁腐蚀产物膜保护性的影响

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腐蚀与防护 2022年第1期43卷 50-55页

作者：伍丽娟楼一珊史宝成张兴凯张引弟长江大学油气钻采工程湖北重点实验室武汉430100

通过Mott-Schottky法和失重法,研究了两种阴离子溶液(Na_(2)SO_(4)和NaHCO_(3))对P110钢表面富铁相硫化亚铁(FeS_(1-x))腐蚀产物膜保护性的影响,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对其保护性的变化进行了解释... 详细信息

通过Mott-Schottky法和失重法,研究了两种阴离子溶液(Na_(2)SO_(4)和NaHCO_(3))对P110钢表面富铁相硫化亚铁(FeS_(1-x))腐蚀产物膜保护性的影响,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对其保护性的变化进行了解释。结果表明:经过Na_(2)SO_(4)溶液浸泡的腐蚀产物膜更容易发生电子转移和溶质扩散,表现为p型半导体特性,保护性较差;经过NaHCO_(3)溶液浸泡后,电子转移和溶质扩散得到减缓,腐蚀产物膜表现为n型半导体特性,保护性较好。

关键词：富铁相硫化亚铁保护性 P110钢腐蚀产物膜

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防砂筛管金属平纹编织网冲蚀模拟分析

中国科技论文 2020年第6期15卷 701-707页

作者：赵轩康楼一珊长江大学石油工程学院武汉430100

针对金属平纹编织网在油井防砂过程中的冲蚀磨损问题,基于Realizable k-ε模型和离散相模型模拟固液两相流动,采用McLaury模型计算壁面冲蚀速率,研究了金属平纹编织网冲蚀磨损的特点及流场分布特征,分析了各因素影响下的冲蚀磨损规律。... 详细信息

针对金属平纹编织网在油井防砂过程中的冲蚀磨损问题,基于Realizable k-ε模型和离散相模型模拟固液两相流动,采用McLaury模型计算壁面冲蚀速率,研究了金属平纹编织网冲蚀磨损的特点及流场分布特征,分析了各因素影响下的冲蚀磨损规律。结果表明:金属平纹编织网冲蚀严重区域集中在下纬丝靠经丝区域;在不考虑砂粒堵塞的工况下,金属平纹编织网冲蚀率随流体流速增加呈指数增长,随含砂质量分数及砂粒直径增加呈线性增长;冲击角度越大,冲蚀率越高,当冲击角度为90°时冲蚀率最大,随着冲击角度的降低,冲蚀破坏区域逐渐向经丝上表面和下纬丝与经丝交汇处发展。

关键词：金属平纹编织网冲蚀率离散相模型 McLaury模型经丝纬丝

蠕变岩层地层刚度和松弛时间对套管外挤力的影响

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石油学报 2015年第10期36卷 1299-1304页

作者：翟晓鹏楼一珊曹砚峰文敏长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉434023 长江大学石油工程学院湖北武汉434023 中海油研究总院北京100027

蠕变岩层套管外挤力计算要考虑蠕变松弛时间和固井水泥环性能的共同作用,目前的计算模型没有同时考虑两者的影响,使得计算结果偏差较大。在考虑水泥环作用条件下,建立了蠕变地层下套管外挤力黏弹性模型,利用该模型研究了松弛时间、地层... 详细信息

蠕变岩层套管外挤力计算要考虑蠕变松弛时间和固井水泥环性能的共同作用,目前的计算模型没有同时考虑两者的影响,使得计算结果偏差较大。在考虑水泥环作用条件下,建立了蠕变地层下套管外挤力黏弹性模型,利用该模型研究了松弛时间、地层刚度和水泥环性能对套管外挤力的影响。研究结果显示,不考虑水泥环作用,蠕变岩层套管外挤力与无蠕变作用的套管外挤力最终值相同,考虑水泥环作用时,蠕变岩层套管外挤力取决于水泥环性能;与以往蠕变岩层套管外挤力主要受地应力与蠕变率影响的认识有所不同,影响蠕变岩层套管外挤力的主要因素还包括地层刚度和松弛时间,它们影响套管外挤力大小和峰值、稳定值变化趋势;考虑内压和水泥环作用时,所得到的蠕变岩层套管外挤力远大于SY/T5724-2008套管设计标准计算得到蠕变岩层套管外挤力,该标准中蠕变岩层套管外挤力计算方法仍然值得商榷。利用所建模型和实验结果,分别对伊拉克Missan油田和中原文中油田蠕变盐膏层段套管外挤力进行比较分析,在相同地应力和蠕变松弛时间作用下,地层刚度不同,套管外挤力相差很大,所得结论与现场情况相吻合。

关键词：蠕变地层刚度松弛时间黏滞系数套管外挤力