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基于群体平衡的胶凝原油水力悬浮体系流动特性模拟

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第3期48卷 162-169页

作者：孙省身侯磊杨琨刘珈铨张鑫儒朱祚良唐帅帅周庆林中国石油大学(北京)机械与储运工程学院/石油工程教育部重点实验室北京102249 中油辽河工程有限公司辽宁盘锦124010

胶凝原油水力悬浮体系流动特性研究是高含水油田实现不加热集输的关键。近年来随着计算流体力学的发展,数值模拟成为复杂流体流动特性研究的有效工具。根据群体平衡模型,引入关键的凝油颗粒碰撞聚并与剪切破碎函数,描述颗粒群间的相互作... 详细信息

胶凝原油水力悬浮体系流动特性研究是高含水油田实现不加热集输的关键。近年来随着计算流体力学的发展,数值模拟成为复杂流体流动特性研究的有效工具。根据群体平衡模型,引入关键的凝油颗粒碰撞聚并与剪切破碎函数,描述颗粒群间的相互作用,在三维管道模型下求解,通过文献试验数据对模拟结果进行验证。结果表明:随着流速或含水率的增加,凝油颗粒平均粒径减小,粒径呈圆环状分布,油相分布更加均匀,不易产生凝油壁面沉积;在高含水阶段,流速增大对流动压降增大的影响占主导地位,含水率的影响不明显,颗粒粒径减小或凝油沉积也会导致流动压降增大。

关键词：胶凝原油群体平衡模型碰撞聚并剪切破碎流动特性

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胜利工程智能钻井关键技术探索与建议

石油钻探技术 2024年

作者：裴学良黄哲中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院

随着深层和非常规油气资源开采需求增加及人口老龄化加剧的影响，油气钻探工程面临结构性缺员和高风险、高成本、低效率的问题。为了应对这些问题与挑战，智能钻井技术成为行业发展的关键。首先概述了智能钻井的4个关键环节——数据采... 详细信息

随着深层和非常规油气资源开采需求增加及人口老龄化加剧的影响，油气钻探工程面临结构性缺员和高风险、高成本、低效率的问题。为了应对这些问题与挑战，智能钻井技术成为行业发展的关键。首先概述了智能钻井的4个关键环节——数据采集、传输、决策和控制，并介绍了中石化胜利石油工程有限公司（胜利工程）在地面自动化装备、井下测量与控制工具以及信息化建设3个领域的技术探索情况。然后，提出了智能钻井的实施路线图，并对其关键技术进行了详细的讨论。最后，针对胜利工程在智能钻井实施层面的挑战，提出了一系列建议，包括提高井下与地面的数据通讯能力、增强系统的融合度和业务逻辑的交叉融合及深入挖掘数据，以提升理论研究的深度。研究认为，智能钻井技术的发展不仅需要技术上的突破，还需要对传统钻井理论进行深入理解和创新。

关键词：智能钻井信息分析智能决策自动控制

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差压步进钻头提高破岩速度原理及现场试验

中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第4期48卷 101-108页

作者：刘永旺李坤管志川刘嘉雄呼怀刚陈小元王委赵国山张曙辉深层油气全国重点实验室(中国石油大学(华东)) 山东青岛266580 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102200 中国石化集团华东石油工程有限公司江苏钻井公司江苏邵博212001 中石化经纬有限公司胜利定向井公司山东东营257061 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500

井底岩石承受较大的原地应力作用,且随着井深增加原地应力呈增大趋势。原地应力的存在增加了岩石的压实程度,导致岩石坚硬、可钻性差、研磨性强等问题,成为破岩工具切削效率低、使用寿命短和钻井速度慢的最主要原因之一。针对此背景,提... 详细信息

井底岩石承受较大的原地应力作用,且随着井深增加原地应力呈增大趋势。原地应力的存在增加了岩石的压实程度,导致岩石坚硬、可钻性差、研磨性强等问题,成为破岩工具切削效率低、使用寿命短和钻井速度慢的最主要原因之一。针对此背景,提出释放井底部分原地应力弱化地层抗钻特性提高破岩速度的理念,研发一种可释放井底部分原地应力弱化地层抗钻特性且能够集中钻压强化攻击能力的差压步进钻头,该钻头充分利用钻井过程中的井底钻压波动,实现扩眼钻头与领眼钻头钻压动态分配及钻进过程交替进行的目标,通过弱化地层、强化攻击及转化振动三重效果提高破岩速度。为验证差压步进钻头的应力释放效应,建立三维流固耦合的阶梯井底应力场模型,并在江苏油区某区块砾石层井段开展3口井的实钻试验。结果表明:阶梯井底能够使阶梯处岩石更易破碎;小直径领眼钻头应力释放效果较好;随着地层深度的增加,差压步进钻头应力释放效果更加显著,应力释放比约为60.2%;差压步进钻头提速效果显著,砾石层钻速较牙轮钻头提升可达161.89%,最高提速318.11%。

关键词：钻井井底原地应力地层抗钻特性差压步进钻头应力释放岩石破碎

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一种新型一次关井测试阀的研制

油气井测试 2024年第3期33卷 13-18页

作者：毛军中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206

针对国内超深、高温、高压油气井逐步形成的“五阀一封”等地层测试工艺,在使用中存在承下压不足导致测试数据采集不合格潜在风险。通过分析RDS结构的风险引发原因,设计球阀辅助密封机构,将原有的机械动力传送改为活塞液压动力传送,设... 详细信息

针对国内超深、高温、高压油气井逐步形成的“五阀一封”等地层测试工艺,在使用中存在承下压不足导致测试数据采集不合格潜在风险。通过分析RDS结构的风险引发原因,设计球阀辅助密封机构,将原有的机械动力传送改为活塞液压动力传送,设计机械自锁式辅助结构解决活塞上行问题,设计并研制了一种全新的可作为测试主阀使用的一次关井测试阀。该工具完成了室内试验,采用国产球阀,保证工具耐温、耐压满足204℃,105 MPa,球阀承下压能力由原来35 MPa提高至105 MPa。该工具可替代RDS阀使用,球阀承压不受进口球阀限制,降低了工具成本。通过配套其它测试工具,规避现有测试工艺技术潜在风险,为超深井测试提供技术保障。

关键词：地层测试五阀一封高温高压 APR RDS阀测试主阀活塞破裂盘

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钻井液堵漏剂HDL-Ⅰ的研制及性能评价

化学与生物工程 2024年第3期41卷 53-57,62页

作者：张军义中石化华北石油工程有限公司技术服务公司河南郑州450006

选择毫米级的白云石作为骨架材料(架桥颗粒),以微米级的白云石为主要填充材料,以活化处理的贝壳、蟹壳、虾壳为辅助填充材料,加入2%膨胀性聚合物SMS-Ⅱ,得到酸溶性堵漏剂HDL-Ⅰ,并评价了其性能。结果表明,在聚磺钻井液体系中加入10%的... 详细信息

选择毫米级的白云石作为骨架材料(架桥颗粒),以微米级的白云石为主要填充材料,以活化处理的贝壳、蟹壳、虾壳为辅助填充材料,加入2%膨胀性聚合物SMS-Ⅱ,得到酸溶性堵漏剂HDL-Ⅰ,并评价了其性能。结果表明,在聚磺钻井液体系中加入10%的堵漏剂HDL-Ⅰ后,封堵效果最好;3~5 mm裂缝岩心的承压能力至少达到12.5 MPa;在聚磺钻井液体系中加入8%~12%的堵漏剂HDL-Ⅰ后,岩心的渗透率恢复值达到80%以上,储层保护效果较好,具有一定的应用前景。

关键词：裂缝岩心堵漏材料酸溶率驱替压力渗透率恢复值

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考虑颗粒充填的水平井控水完井产量预测方法

石油钻采工艺 2024年第1期46卷 78-88页

作者：谭吕张宁秦世利安永生熊成琛中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518054 中国石油大学石油工程教育部重点实验室北京102249

近年来在水平井管柱与井眼环空进行颗粒充填的控水方法在底水油藏得到了广泛的应用,目前尚没有准确的产量预测方法。为此,从宏观流动与微观流动的差异性入手,分析了流体在底水油藏、颗粒充填层、控水工具等不同空间维度内流动之间的相... 详细信息

近年来在水平井管柱与井眼环空进行颗粒充填的控水方法在底水油藏得到了广泛的应用,目前尚没有准确的产量预测方法。为此,从宏观流动与微观流动的差异性入手,分析了流体在底水油藏、颗粒充填层、控水工具等不同空间维度内流动之间的相互关系,在油水两相数值模拟模型的基础上,采用“矩阵镶边”的方法将3个维度的流动模型相互耦合,提出了考虑颗粒充填的水平井控水完井产量预测方法,准确度比常规等效方法提高9.17%。研究结果表明,新方法能够实现流体在油藏、颗粒充填层和控水工具间窜流量的定量求解,更直接地体现不同空间维度流动对控水效果的影响,为底水油藏考虑颗粒充填的水平井控水完井产量预测提供了有力工具。

关键词：海洋石油完井底水水平井控水工具颗粒充填耦合产量预测

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固井趾端滑套研制与现场试验

钻采工艺 2024年第5期47卷 120-126页

作者：刘海龙苏怀宇马鑫兆关子越唐浩郭玲鲁文婷中国石油新疆油田公司采油工艺研究院中国石油新疆油田公司储气库有限公司中国石油新疆油田公司石西油田作业区

针对水平井桥塞射孔联作分压工艺首段采用连续油管传输射孔,存在施工费用高、作业时间长、特殊井况连续油管无法下入等问题,开展了固井趾端滑套技术研究。趾端滑套与油层套管一起下入固井完井,通过井口憋压开启即可进行首段压裂作业,同... 详细信息

针对水平井桥塞射孔联作分压工艺首段采用连续油管传输射孔,存在施工费用高、作业时间长、特殊井况连续油管无法下入等问题,开展了固井趾端滑套技术研究。趾端滑套与油层套管一起下入固井完井,通过井口憋压开启即可进行首段压裂作业,同时为后续层段桥塞泵送提供液体通道。文章设计了趾端滑套完井压裂工具,抗内压强度132 MPa,开启压力可调,具有开启可靠、便于压裂等优点。室内试验合格后,在新疆油田玛湖地区超长水平井开展现场试验,完井作业过程中趾端滑套承压可靠,顺利完成固井施工;压裂作业过程中趾端滑套成功开启并完成首段压裂施工,解决了连续油管无法下入射孔的问题,同时节约作业时间1 d。结果表明,研制的固井趾端滑套可以满足现场作业需求,为水平井安全效益改造提供了一种有效手段。

关键词：水平井首段射孔连续油管趾端滑套现场试验

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普光主体南部区块海相地层安全优快钻井技术实践

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断块油气田 2024年第4期31卷 707-713页

作者：宋兆辉中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206

针对普光主体南部区块海相地层裂缝发育、存在大段盐膏层、储层井漏风险高、钻井时效低等问题,文中通过引入科学优化钻井系统,建立区域地质模型和岩石可钻性剖面,研选高效钻头和提速工具,实时优化钻井参数;构建强封堵复合盐钻井液体系,... 详细信息

针对普光主体南部区块海相地层裂缝发育、存在大段盐膏层、储层井漏风险高、钻井时效低等问题,文中通过引入科学优化钻井系统,建立区域地质模型和岩石可钻性剖面,研选高效钻头和提速工具,实时优化钻井参数;构建强封堵复合盐钻井液体系,动态精准计算钻井液井下循环当量密度,优化钻井液防漏堵漏措施;采用封隔式分级注水泥新型固井工具,形成一整套安全优快钻井技术。该技术在P3021-5井现场应用中取得了良好效果:飞仙关组单趟钻机械钻速达15.22 m/h,创工区最高纪录;盐膏层全程保持稳定,并有效预防了低压储层井漏和卡钻风险;缩短完井周期5 d。

关键词：科学优化钻井系统优快钻井海相普光主体南部区块

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海上油田分层防砂分层注聚技术工艺优化

石油机械 2024年第3期52卷 67-72页

作者：张雪梅张剑贺启强车传睿任从坤石琼中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院

针对胜利油田已有的双管分层防砂分层注聚技术无法满足其海上低剪切、防堵塞、长效注聚需求的现状,对注聚筛管、环空安全阀及液控封隔器等核心工具进行了优化改进,形成了双管宽流道分层防砂分层注聚技术。优化研究结果表明:形成的注聚... 详细信息

针对胜利油田已有的双管分层防砂分层注聚技术无法满足其海上低剪切、防堵塞、长效注聚需求的现状,对注聚筛管、环空安全阀及液控封隔器等核心工具进行了优化改进,形成了双管宽流道分层防砂分层注聚技术。优化研究结果表明:形成的注聚筛管采用倒梯形缝状结构,表面双疏涂层,自洁不堵塞,流通量提高25%~40%;优化环空安全阀过流通道使内外管环空过流面积增加3.3倍;优化液控封隔器结构,使胶筒肩部受力减小12.6%,坐封活塞面积增加0.78倍,解封后环空面积增大1.5倍。该技术已在海上油田成功应用35井次,井筒黏度保留率达93%,提高5%,平均注入压力下降1.1 MPa。该技术对油田海上、陆地化学驱区块的长效注采开发具有一定的示范指导作用。

关键词：注采工艺分层防砂分层注聚注聚管柱环空安全阀液控封隔器现场应用