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弹间干扰对聚能射流成型及射孔穿深的影响规律

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天然气工业 2024年第7期44卷 144-153页

作者：李明飞邱金平刘军严张伟陈超峰江武王峰李必红窦益华西安石油大学机械工程学院中国石油油气和新能源分公司中国石油塔里木油田公司油气工程研究院中国石油新疆油田公司勘探事业部中国石油西部钻探工程有限公司试油公司物华能源科技有限公司

射孔是油气开采过程中的重要一环,射孔间距是影响射流成型效果和穿深的主要参数之一,相邻两射孔弹之间会产生弹间干扰,进而影响射流质量和穿深。为探究弹间距对弹间干扰的影响规律,利用LS-DYNA软件,结合ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)... 详细信息

射孔是油气开采过程中的重要一环,射孔间距是影响射流成型效果和穿深的主要参数之一,相邻两射孔弹之间会产生弹间干扰,进而影响射流质量和穿深。为探究弹间距对弹间干扰的影响规律,利用LS-DYNA软件,结合ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)算法进行算子分离,实现了单元边界的质量、内能和动量的穿透,并以某油田井下射孔为例,建立了射孔弹—射孔枪—套管—水泥环三维模型,分析了弹间干扰对射流成型和射孔穿深的影响规律。研究结果表明:①弹间干扰降低了射孔弹总能量转化为射流能量的效率:弹间距为5.0 mm时,临近射孔弹射流能量转化率减少0.31%,射流轴向速度减小39 m/s,径向速度增大20 m/s;弹间距为3.5 mm时,临近射孔弹射流能量转化率减少2.21%,射流轴向速度减小130 m/s,径向速度增大111 m/s。②弹间干扰减小了对穿深有效的轴向速度,增加了无效的径向速度,径向速度的增大影响射流质量,使得射流趋向发散,降低射孔穿深。③数值模拟结果揭示,随着相位角的减小,射流线之间的距离减小,弹间干扰加强,有效能量转化降低,射孔穿深降低。结论认为,该规律认识给出了弹间干扰对射流成型和射孔穿深的量化影响,可为合理优化射孔孔密和提高射孔弹穿深提供理论依据。

关键词：弹间干扰弹间距射流成型射流速度穿深射流质量相位角起爆延时

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页岩储层高性能钻井液体系研究及环境污染性能评价

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钻采工艺 2024年第5期47卷 152-157页

作者：吕莉王清臣苏兴华中国石油川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司中国石油川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司

随着环保要求的日益严格,油基钻井液在页岩储层水平段钻进过程中的应用受到越来越多限制。文章通过研制环保型页岩抑制剂APG-Ⅱ,并结合其他环保型处理剂,研发了一种适合鄂尔多斯盆地延长组页岩气水平井的高性能水基钻井液体系,并对其综... 详细信息

随着环保要求的日益严格,油基钻井液在页岩储层水平段钻进过程中的应用受到越来越多限制。文章通过研制环保型页岩抑制剂APG-Ⅱ,并结合其他环保型处理剂,研发了一种适合鄂尔多斯盆地延长组页岩气水平井的高性能水基钻井液体系,并对其综合性能和环境污染性能进行了评价,结果表明该钻井液体系具有良好的耐温、降滤失、润滑和抑制性能,在140℃下老化后钻井液的流变性能稳定,HTHP失水量小于5 mL,极压润滑系数小于0.09,岩屑滚动一次回收率大于95%,二次回收率大于91%;体系抗污染性能较强。现场高性能水基钻井液体系的石油类物质含量、生物毒性、生物降解性和重金属含量均能满足标准要求,对环境污染相对较小,环保性能明显优于目前现场使用的聚胺钻井液和聚磺钻井液体系。高性能水基钻井液在YC-1-B井水平段应用过程顺利,性能与油基钻井液基本相当,在满足环保要求的同时具有良好的钻井液性能。

关键词：页岩水基钻井液抑制剂抗污染性能环保性能

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深层超深层取心技术进展与未来解决方案

钻采工艺 2024年第2期47卷 113-120页

作者：杨柳青陈文才曾欣中国石油川庆钻探工程有限公司中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院

发展深层超深层取心技术是积极践行习近平总书记“向地球深部进军”号令的具体行动,是探索深层油气资源的重要手段。取心收获率、密闭率、保压成功率等重要指标是评价取心作业是否成功的关键,上述指标受地层岩性、取心工具材料、结构设... 详细信息

发展深层超深层取心技术是积极践行习近平总书记“向地球深部进军”号令的具体行动,是探索深层油气资源的重要手段。取心收获率、密闭率、保压成功率等重要指标是评价取心作业是否成功的关键,上述指标受地层岩性、取心工具材料、结构设计、取心工艺以及现场作业等因素的影响非常大。文章针对深层超深层取心面临的井筒温度高、循环压力大、地层岩性破碎易堵心、岩心定位区分难度大等挑战,总结分析了近年来国内深层超深层取心技术取得的成绩和出现的典型问题,对比国外同类型取心工具的结构及成功应用案例,进而提出未来我国深井超深井取心技术的发展建议,并研究适用于深层超深层的系列取心工具和配套取心工艺技术,为“取全、取准”深层超深层地质资料,推动我国深层超深层油气资源勘探开发提供技术支撑。

关键词：深层超深层钻井取心取心工具收获率

基于钻井储能系统的热管理仿真与风道结构优化

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石油机械 2024年第9期52卷 17-26页

作者：赵友贵中国石油集团长城钻探工程有限公司

钻井储能系统在油气工业电气化中具有重要作用。储能电池作为核心部件存在热失控风险,储能系统的热管理至关重要。为提高电能利用效率,促进石油工业的能源替代和节能减排,解决集装箱式电池储能系统内部电池紧密排布且环境相对封闭而导... 详细信息

钻井储能系统在油气工业电气化中具有重要作用。储能电池作为核心部件存在热失控风险,储能系统的热管理至关重要。为提高电能利用效率,促进石油工业的能源替代和节能减排,解决集装箱式电池储能系统内部电池紧密排布且环境相对封闭而导致的温升问题,采用STARCCM软件对钻井储能系统进行热管理分析。通过建立系统的三维模型来提取传热和散热路径。运用计算流体动力学(CFD)仿真技术对系统内的流场和温度场进行详细分析。通过CFD仿真技术成功分析了钻井储能系统内部的流场和温度场,识别出热点区域并分析了温升的原因。基于仿真结果,对风道进行了优化设计,有效改善了电池排布区域的散热条件,降低了系统的整体温度。研究结果可为储能系统的热管理设计提供重要参考依据。

关键词：钻井储能系统热管理风道结构计算流体力学仿真

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脉冲位置编解码方式映射模型及效率分析

油气田地面工程 2024年第2期43卷 78-84页

作者：车卫勤杜晶郭子枫赵小勇傅余李宝鹏中国石油渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司中国石油渤海钻探工程有限公司第四钻井工程分公司

随着石油钻井工程各项技术的飞速发展,MWD、LWD及旋转导向等系统井下测量数据越来越多。为了实现井下测量数据快速有效传输,需优化编码调制方式分析泥浆脉冲信号的解码效率和数据传输速率。通过对比几种常用的编解码方式,可以了解脉冲... 详细信息

随着石油钻井工程各项技术的飞速发展,MWD、LWD及旋转导向等系统井下测量数据越来越多。为了实现井下测量数据快速有效传输,需优化编码调制方式分析泥浆脉冲信号的解码效率和数据传输速率。通过对比几种常用的编解码方式,可以了解脉冲位置编解码方式的原理、框架结构和编译计算过程。针对此种编码方式,提出了脉冲数K和时间帧数M之间的组合码关系,映射了对应关系的数学模型;并利用数据分析了快型和慢型两种组合方式的差异性,推导了编码效率计算方法;进一步计算分析快型和慢型两种方式的传输速率的差别,最后,通过软件对解码方式进行了实现。

关键词：脉冲信号脉冲位置调制组合码映射模型编码效率

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井下声波信号沿油管传输特性试验

油气井测试 2024年第3期33卷 19-24页

作者：雷鹏邵振鹏李俊杰程莹魏瑾刘学忠中国石油集团渤海钻探工程有限公司油气井测试分公司河北廊坊065007 中国石油华北油田河北储气库分公司河北廊坊065007

针对试油测试中声波遥传技术的信号传输问题,研制了声波中继器试验样机,开展了声波沿管柱的传输特性试验研究。通过3口井的现场试验,探索了声波沿管柱的传输规律,结果表明,声波信号沿管柱的传输特性受井眼尺寸、油管长度以及套管内介质... 详细信息

针对试油测试中声波遥传技术的信号传输问题,研制了声波中继器试验样机,开展了声波沿管柱的传输特性试验研究。通过3口井的现场试验,探索了声波沿管柱的传输规律,结果表明,声波信号沿管柱的传输特性受井眼尺寸、油管长度以及套管内介质影响较大,声波信号强度随油管长度的增加呈指数衰减规律,本次试验条件下,最大传输距离为805 m;井内介质对声波信号的较优载波频率影响较大,当井内为空气时较优载波频段为10~10.5kHz,当井内充满水时较优载波频段为13~13.5 kHz。研究成果为声波遥传技术相关工具的开发提供数据支持,也为打破技术垄断,实现实时高效测试技术奠定基础。

关键词：声波传输地层测试中继器传输距离载波频率试验研究无线遥传

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全过程精细控压钻完井技术研究进展及展望

钻采工艺 2024年第4期47卷 120-131页

作者：李枝林左星乔豁通李赛中国石油川庆钻探工程有限公司科技信息部中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院中国石油川庆钻探工程有限公司工程技术部

为解决深部复杂地层常规钻井钻、测、固、完井各阶段漏喷复杂多、固井质量差、井控风险高等难题,在精细控压钻井技术基础上,发展形成了“钻—测—固—完井”全过程精细控压钻完井技术。本文详细介绍了国内外精细控压钻完井技术的研发、... 详细信息

为解决深部复杂地层常规钻井钻、测、固、完井各阶段漏喷复杂多、固井质量差、井控风险高等难题,在精细控压钻井技术基础上,发展形成了“钻—测—固—完井”全过程精细控压钻完井技术。本文详细介绍了国内外精细控压钻完井技术的研发、应用历程及发展现状,并剖析了该技术领域的发展趋势,即向个性化/系列化、集成化/融合化与数智化/智能化发展,逐步替代传统井控设备、走向智能井控技术;并给出了智能化发展的必经技术途径,为行业井筒压力控制技术发展提供参考。

关键词：全过程精细控压钻完井精细控压钻井控压固井井控安全钻井研究进展

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液压复合解卡工艺技术

油气井测试 2024年第1期33卷 32-36页

作者：平恩顺赵庆杰马克然赵磊黄其李龙中国石油集团渤海钻探工程有限公司井下技术服务分公司天津300283 中国石油大港油田分公司第三采油厂河北沧县061000

为解决复杂井修井作业过程中常规单一解卡打捞工艺成功率低,施工周期长的问题,研制了一种液压增力打捞器,详述了液压增力打捞器的主要结构,工作原理和主要技术性能参数,并配套了震击器、加速器等辅助工具,形成了液压复合解卡工艺技术,... 详细信息

为解决复杂井修井作业过程中常规单一解卡打捞工艺成功率低,施工周期长的问题,研制了一种液压增力打捞器,详述了液压增力打捞器的主要结构,工作原理和主要技术性能参数,并配套了震击器、加速器等辅助工具,形成了液压复合解卡工艺技术,并在大港油田板X井进行了现场应用。应用结果表明,该工艺不仅具备了液压增力解卡和液压增力震击解卡两种功能,而且可快速提供上提拉力和上提速度,直接将解卡上提力作用于井内卡点位置,避免了井身结构和人为因素的影响,提高了解卡打捞成功率,缩短了施工周期,具有较广泛的应用前景。

关键词：复杂井修井液压增力震击器加速器复合解卡打捞现场应用

基于管柱动力学的特深井通井组合刚度评价方法与应用

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钻采工艺 2024年第2期47卷 51-58页

作者：祝效华李文哲李柯陈力力孟鐾桥沈欣宇罗伟贺明敏西南石油大学中国石油西南油气田分公司中国石油川庆钻探工程有限公司

我国特深井钻井正处于快速发展阶段,受井眼尺寸大和深度深的影响,钻井过程中极易出现微井斜、扩径缩径和井壁台阶等,导致套管下入困难,因此通井钻具组合评价尤为重要。目前,现场使用的评价方法常忽略了管柱下入过程中与井壁的碰撞和变形... 详细信息

我国特深井钻井正处于快速发展阶段,受井眼尺寸大和深度深的影响,钻井过程中极易出现微井斜、扩径缩径和井壁台阶等,导致套管下入困难,因此通井钻具组合评价尤为重要。目前,现场使用的评价方法常忽略了管柱下入过程中与井壁的碰撞和变形,导致通井效果时好时坏。为了辅助现场施工,文章基于全井管柱动力学模型和HHT-α数值计算方法提出了一种能够模拟管柱下入的动态过程的通井钻具组合的评价方法,该方法考虑了实测井眼轨迹、井眼扩大率和下入阻力等要素。通过某特深井三开下套管前的钻具组合进行实例计算分析,表明井眼扩大率和套管串下入阻力对通井能力和套管下入影响较大,当井眼扩大率较小且套管串下入阻力较大时,需要使用刚度较大的多扶正器通井钻具组合。本方法可以实现实测井况条件下比较精准的刚度对比模拟,也成功指导了案例井?486 mm套管的安全下入。

关键词：特深井通井钻具组合管柱动力学模型刚度比井眼扩大率下入阻力