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深水钻井导管-软土作用特性与疲劳影响分析

石油机械 2024年第4期52卷 80-86页

作者：苏堪华李昊李猛魏健达文豪张浪重庆科技大学石油与天然气工程学院

深水钻井过程中,导管承受复杂的水平载荷作用,导管-软土相互作用特性有待深入研究,且软土作用对管柱疲劳的影响规律尚不明确。为此,基于有限元软件建立了深水钻井导管-软土相互作用数值分析模型,研究了黏土和砂土2种地基模型中水平载荷... 详细信息

深水钻井过程中,导管承受复杂的水平载荷作用,导管-软土相互作用特性有待深入研究,且软土作用对管柱疲劳的影响规律尚不明确。为此,基于有限元软件建立了深水钻井导管-软土相互作用数值分析模型,研究了黏土和砂土2种地基模型中水平载荷作用对钻井导管产生的剪力、弯矩影响规律。考虑单向循环载荷、双向不对称循环载荷、双向对称循环载荷3种载荷形式,对钻井导管进行疲劳寿命分析。研究结果表明:黏土地基中由于土反力较小,导致导管出现更大的弯矩、剪力,在长期循环应力的作用下将产生严重的疲劳损伤;砂土地基中导管疲劳损伤情况仅存在于浅部位置,且疲劳寿命明显大于黏土地基中的导管模型;当海底浅部地层为黏土时,需要采取措施减小导管顶部水平载荷、改变载荷作用形式以提高钻井导管疲劳寿命。所得结论可为现场作业提供理论支撑。

关键词：深水钻井钻井导管相互作用特性循环载荷疲劳

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自然演化碎屑锆石裂变径迹长度影响因素分析

地球科学进展 2024年第2期39卷 169-180页

作者：陈鸿蔡长娥罗开通雷超尚文亮重庆科技大学复杂油气田勘探开发重庆市重点实验室重庆401331 重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆401331

锆石裂变径迹长度是锆石裂变径迹热年代学研究的一个重要参数。基于不同热背景的沉积盆地样品实测数据,分析锆石裂变径迹的退火行为,探讨锆石裂变径迹长度的影响因素。研究表明,Sk1井样品的裂变径迹长度和径迹与结晶C轴夹角之间具有一... 详细信息

锆石裂变径迹长度是锆石裂变径迹热年代学研究的一个重要参数。基于不同热背景的沉积盆地样品实测数据,分析锆石裂变径迹的退火行为,探讨锆石裂变径迹长度的影响因素。研究表明,Sk1井样品的裂变径迹长度和径迹与结晶C轴夹角之间具有一定的负相关性,即夹角愈小,径迹长度愈长;反之,夹角愈大,径迹长度愈短。Sk1井样品径迹与结晶C轴夹角主要分布在10°~70°,整体分布较随机;而Ku1井样品多分布于高角度(60°~90°),整体分布不随机。Sk1井锆石裂变径迹在沉积盆地开始退火温度为220℃,深层样品的平均径迹长度为5.02~5.55μm;Ku1井锆石裂变径迹在沉积盆地开始退火温度为170℃,深层样品的平均径迹长度为8.06~8.31μm,高温热背景下Sk1井的锆石裂变径迹开始受到沉积盆地影响的温度高于Ku1井。研究认为锆石裂变径迹在不同热背景下的开始退火温度和退火行为产生的差异是由盆地不同的增温速率导致的。Sk1井的中浅层样品平均径迹长度范围为5.85~8.36μm,Ku1井中浅层样品平均径迹长度为9.21~10.05μm。2口井中浅层样品的最小年龄大于地层年龄,表明未受到沉积盆地的影响,缩短的径迹长度是受到母源区热事件的影响。对锆石裂变径迹的退火行为和径迹长度影响因素的分析对于油气成藏过程以及烃源岩的热演化史研究具有指导意义。

关键词：碎屑锆石裂变径迹退火行为径迹与结晶C轴夹角增温速率母源区热事件

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渤海湾盆地渤南低凸起西段低角度正断层分段生长特征及其油气地质意义

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石油与天然气地质 2024年第3期45卷 710-721页

作者：娄瑞孙永河张中巧重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆401331 复杂油气田勘探开发重庆市重点实验室重庆401331 中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300459

为了研究渤海湾盆地渤南低凸起低角度正断层分段生长诱发的时空差异演化特征及控藏机制,基于最新三维地震资料,精细刻画表征了断层分段生长过程及差异演化特征,结合区域构造背景,探讨断层成因机制及对油气成藏的控制作用。结果表明:渤... 详细信息

为了研究渤海湾盆地渤南低凸起低角度正断层分段生长诱发的时空差异演化特征及控藏机制,基于最新三维地震资料,精细刻画表征了断层分段生长过程及差异演化特征,结合区域构造背景,探讨断层成因机制及对油气成藏的控制作用。结果表明:渤南低凸起南边界F1断层和F2断层均为低角度正断层,源于中生代NWW—近EW向先存逆冲断层发生负反转,在新生代发生再次活化。F1断层具有平面上分段连接、垂向上多幕活动的特征,中段继承原有断面持续活动,西段和东段分别与裂陷Ⅱ幕新生NEE向断层和裂陷Ⅲ幕新生近EW向断层垂向搭接形成现今形态。低角度正断层对油气成藏的控制作用主要表现为:①低角度正断层断控侧沉积规模大,可提供充足的可容纳空间,形成规模陡坡砂体;②长期活动的低角度正断层是垂向油气运移通道,控制了油气垂向上的富集层位;③低角度正断层多期活动改造了深部储层物性,断层活动强度与优质储层的发育密切相关。

关键词：差异演化分段生长控藏机制低角度正断层渤南低凸起渤海湾盆地

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页岩气水平井压裂工况下水泥环力学特性的研究

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石油天然气学报 2024年第2期46卷 179-193页

作者：张稳鹏刘烜李鹏飞重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆

本文主要目的是探究在页岩气水平井压裂过程中的水泥环的物理性质。我们利用有限元建模技术来精确划分子单元格并设置约束条件,以深入了解射孔孔径、密度、方向角度及相位角等因素如何影响水泥环的压力状态。此外,我们也考察了分段压裂... 详细信息

本文主要目的是探究在页岩气水平井压裂过程中的水泥环的物理性质。我们利用有限元建模技术来精确划分子单元格并设置约束条件,以深入了解射孔孔径、密度、方向角度及相位角等因素如何影响水泥环的压力状态。此外,我们也考察了分段压裂期间射孔段水泥环内的温度和压力的变化情况,同时还研究了套管内压、孔径和孔密度对水泥环封闭效果的影响模式。我们的实验表明,射孔参数的调整会对水泥环的压力分布产生重大影响,进而影响到井壁的安全性。当考虑到瞬间的热力和机械相互作用时,水泥环孔口处的失效概率会有所增加。虽然孔径和孔密度的变动对水泥环的剪切应力的影响相对较小,但这些结论为实际操作提供有价值的理论参考,有利于提升压裂设计的质量和增强井筒的安全性能。结论和建议部分总结了研究的主要发现,并提出了未来研究方向。

关键词：压裂水泥环力学特性

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水平井井筒气两相流动规律及积液特征研究

石油天然气学报 2024年第2期46卷 295-301页

作者：黄晶晶石恒进周伟博杨航陈庆猛重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆

由于气田开发中出水气井所占比例逐年增加,明确水平井井筒气两相流动规律及积液特征对于解决气井出水问题具有重要意义。然而,水平气井出水特征规律复杂、无法准确预测积液风险,导致水平井井筒气两相流动规律及积液特征尚不清楚。因此,... 详细信息

由于气田开发中出水气井所占比例逐年增加,明确水平井井筒气两相流动规律及积液特征对于解决气井出水问题具有重要意义。然而,水平气井出水特征规律复杂、无法准确预测积液风险,导致水平井井筒气两相流动规律及积液特征尚不清楚。因此,从水平气井气水两相流动规律研究入手,通过建立水平井气水两相渗管耦合流动模型,我们可以对水平井复杂完井段的积液过程进行深入的数值模拟分析。并在总结前人成果的基础上,深入探讨了水平气井的气水两相流动规律,同时研究了积液过程的携液模型和积液模型。研究结果表明,水平井筒内的气两相流动有多种流型,有分层流、间歇流、环雾流等。这些流型受多种因素影响,如管径,倾角,流体性质等。特别是影响空气和水流类型最显著的是管径和倾斜度。积液过程受到各种因素的影响,如气量、水量、轨迹上的倾角以及轨迹的起伏程度等。

关键词：水平井井筒气两相流动规律积液特征数值模拟

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苏里格气田影响暂堵压裂效果主控因素研究

矿山工程 2024年第3期12卷 350-357页

作者：张晗谢鑫王鸿森向九洲重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆

苏里格气田致密气水平井在开发过程中,气田不同区块、同一区块中不同井甚至同一口井中不同暂堵段暂堵压裂效果差异较大,影响暂堵压裂效果因素不清楚。明确主控因素对优化暂堵压裂工艺具有指导意义。采用灰色关联度法与Spearman相关性分... 详细信息

苏里格气田致密气水平井在开发过程中,气田不同区块、同一区块中不同井甚至同一口井中不同暂堵段暂堵压裂效果差异较大,影响暂堵压裂效果因素不清楚。明确主控因素对优化暂堵压裂工艺具有指导意义。采用灰色关联度法与Spearman相关性分析法对主控因素进行分析,结果表明:1) 影响苏里格气田暂堵压裂效果的主控因素主要为:每段液量、簇间距、簇数。2) 簇间距、簇数及每段用液量存在最优区间,需要进一步优化;暂堵时机单一,时机前移或者后移可能会对暂堵效果产生较为明显的影响。

关键词：主控因素相关性分析灰色关联度 Spearman

基于石油钻井机械钻速预测的迁移学习理论研究

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矿山工程 2024年第3期12卷 395-401页

作者：郑凯文王国庆潘陆祥郭晓乐重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆

提高钻速预测模型的迁移性有助于实现对钻井机械钻速高效、精准的预测。经过深度调研,总结了迁移学习与传统机器学习的关系,迁移学习是机器学习范畴内一个重要的研究领域;详细对比了迁移学习模式与传统机器学习模式的差异性,并介绍了各... 详细信息

提高钻速预测模型的迁移性有助于实现对钻井机械钻速高效、精准的预测。经过深度调研,总结了迁移学习与传统机器学习的关系,迁移学习是机器学习范畴内一个重要的研究领域;详细对比了迁移学习模式与传统机器学习模式的差异性,并介绍了各类迁移学习方法的特点。深入研究了基于实例的迁移学习方法,对基于迁移学习理论的机械钻速预测模型进行了可行性分析并完成模型设计。

关键词：迁移学习机械钻速预机器学习

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深层页岩气等温吸附数学模型研究

石油天然气学报 2024年第2期46卷 135-140页

作者：蒋葵霖邹昊男杨周潘曲政翰重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆

我国深层页岩气储量占比大,明确深层页岩气吸附规律对于准确评价深层页岩气储量具有十分重要的意义。然而,深层页岩储层温度压力高,远超实验测试范围,导致深层页岩气吸附规律尚不清楚。因此,采用分子模拟技术构建深层页岩干酪根模型,模... 详细信息

我国深层页岩气储量占比大,明确深层页岩气吸附规律对于准确评价深层页岩气储量具有十分重要的意义。然而,深层页岩储层温度压力高,远超实验测试范围,导致深层页岩气吸附规律尚不清楚。因此,采用分子模拟技术构建深层页岩干酪根模型,模拟深层页岩甲烷高温高压吸附行为,揭示深层页岩气储层原位吸附规律,在此基础上,研究了深层页岩气等温吸附数学模型。结果表明:随着温度的增加,深层页岩气吸附量减少;随着压力的增加,深层页岩气吸附量呈现先快后慢的增加,并在高压段趋于平缓;通过采用Langmuir模型、Freundlich模型以及Langmuir-Freundlich模型对模拟数据进行拟合,明确了Langmuir-Freundlich模型能够更好描述深层页岩气吸附规律。

关键词：深层页岩气干酪根吸附数学模型分子模拟

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页岩气压裂水平井产量预测模型研究

渗流力学进展 2024年第1期13卷 1-8页

作者：邹昊男蒋葵霖杨雨晨曲政翰重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆

准确预测页岩气井生产动态特征是页岩气藏开发的关键。然而,页岩气井通常具有初期产量递减快、后期产量低的生产变化特征,导致页岩气井产量预测难度大。因此,通过考虑页岩气赋存特征,结合等值渗流阻力法,建立了考虑吸附作用下的页岩气... 详细信息

准确预测页岩气井生产动态特征是页岩气藏开发的关键。然而,页岩气井通常具有初期产量递减快、后期产量低的生产变化特征,导致页岩气井产量预测难度大。因此,通过考虑页岩气赋存特征,结合等值渗流阻力法,建立了考虑吸附作用下的页岩气压裂水平井产量预测模型,并完成了模型的校验及分析。研究表明:页岩气吸附作用对气井产量影响显著,其中页岩气井产量受Langmuir体积因素影响高于Langmuir压力因素;裂缝半长和压裂段数对页岩气产量影响也是不可忽略的,尽管页岩气井产量与裂缝半长和压裂段数都呈正相关,但裂缝半长对于页岩气井整个生产阶段都有较大的影响,而压裂段数对气井产量的影响会随生产时间的增加而逐渐减小。

关键词：页岩气产量数学模型吸附