国家科技重大专项(2011ZX05036-001)
- 作品数：18 被引量：138H指数：8
- 相关作者：岳前升闫相祯杨秀娟陈军汪伟英更多>>
- 相关机构：长江大学中国石油中国石油大学（华东）更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程矿业工程天文地球建筑科学更多>>
- 多分支水平井悬空侧钻起始段的井壁破碎研究
- 悬空侧钻技术是煤层气多分支水平井钻完井关键技术之一,是决定分支水平井眼能否有效延伸和安全钻进的首要因素和必要条件,是影响排采过程中分支井眼是否稳定畅通顺利排水采气的提高单井的产量的关键因素。文章结合山西沁水盆地郑1平井内...
- 吴润琦邵兵于本福闫相祯
- 关键词：煤层气多分支水平井悬空侧钻岩石破碎有限元
- 基于Lagrange显式算法的井壁侧钻过程动态破碎规律被引量：4
- 2015年
- 在煤层气多分支水平井裸眼悬空侧钻过程中,理解并掌握井眼连接段在地应力及钻具作用下的破碎及稳定机理对指导钻井过程尤为重要。结合Z1井岩芯样品的三轴抗压实验数据,运用Lagrange显式算法建立钻头-井壁-钻井液相互作用的瞬态显式有限元模型。采用DruckerPrager准则对裸眼悬空侧钻过程进行动态仿真模拟,研究钻头旋转冲击破岩过程中非线性动力作用及螺杆钻具接触对分支井眼形成过程的影响。将侧钻破岩至井眼形成阶段定义为"刻蚀过程",并细分为初、中、末3个阶段。通过大规模并行仿真计算,得到3个刻蚀阶段的井壁岩石的应力波动、破碎状态及刻蚀成井的钻压控制条件等参数;研究了"刻蚀过程"中井壁在地应力、钻具、钻井液等多种因素影响下的破碎规律,揭示了侧钻形成分支井眼过程中井壁的破碎机理。
- 杨勇邵兵王风锐闫相祯倪元勇崔树清杨益涵
- 关键词：多分支水平井悬空侧钻岩石破碎
- 沁水盆地煤层气水平井井壁垮塌机理及钻井液对策研究被引量：7
- 2014年
- 针对煤层气水平井清水钻井液储层保护和井壁稳定矛盾突出特点,以山西沁水盆地山西组3号煤层为研究对象,从其煤岩成分、黏土矿物组成、微观扫描分析、膨胀性、润湿性、煤岩强度等化学和力学方面研究出发,研究了水平井煤层垮塌机理。高压差下水相沿煤层割理侵入煤层造成煤中黏土矿物水化膨胀,最终导致煤岩强度降低是煤层气水平井井壁失稳的根本原因。提高钻井液黏度或成膜能力阻止或延缓水相侵入煤层是煤层气水平井钻井液的有效技术措施。
- 岳前升马玄陈军蒋光忠
- 关键词：煤层气水平井井壁稳定钻井液储层保护沁水盆地
- 复杂结构井管柱力学模型及动态三维数字井筒被引量：10
- 2015年
- 复杂结构井,尤其是煤层气多分支水平井的分支井眼多、井眼轨道局部弯曲段多的特点使得井内管柱作业时所受摩阻、扭矩较大,造成作业困难甚至复杂事故。将二维刚性模型、二维整体模型及三维刚性模型3种刚杆模型进行程序化,并基于能量平衡原理,结合软绳模型及狗腿平面的管柱刚性,推导出刚度力模型,从计算效率及精度上通过对比确定刚度力模型为推荐最优计算模型。基于但不局限于杆管模型,细化并实现动态数字化井筒技术:利用三次样条插值函数及最小二乘法数据拟合进行井眼实际测井数据平滑处理,建立复杂结构井的三维"数学井筒";采用量化色度分级方法,将管柱摩阻、偏磨、井壁破碎及井壁坍塌风险等指标进行等级划分,建立带有指标分级云图的"物理井筒";结合工程需求,考虑井下工具组合及VR处理技术,实现可直接为工程服务的"工程井筒"。"三步"数字井筒技术路线为数字井筒的全面实现提出了可行性方案,所开发的复杂结构井三维数字井筒动态可视化软件平台可为复杂结构井工程提供极大的便利。
- 杨勇邵兵王风锐倪元勇田炜崔树清杨益涵闫相祯
- 关键词：复杂结构井管柱力学可视化
- 混凝-芬顿氧化法处理煤层气采出水被引量：5
- 2014年
- 为实现沁水盆地煤层气采出水无害化处理及其再利用,根据沁水盆地煤层气采出水特点,采用混凝-芬顿氧化方法处理煤层气采出水,先在采出水中加入混凝剂,再在混凝处理后的采出水中加入芬顿试剂。试验结果表明:悬浮物去除率接近100%,COD去除率达到97.29%,色度去除率达到98.89%,混凝-芬顿氧化后的采出水达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准。采用储层敏感性流动试验评价储层损害程度,结果表明:沁水河水对储层损害程度为52.87%,而处理后采出水对储层损害程度为4.86%,以处理后的采出水为钻井液具有优异的储层保护能力。
- 胡友林李俊成高洁
- 关键词：煤层气井采出水储层损害
- 煤层气储层损害机理及应对措施被引量：16
- 2014年
- 针对山西沁水盆地南部中高阶煤储层,利用X射线衍射、溶剂抽提后质谱分析、扫描电镜、低温氮吸附和压汞法,测试了钻井液组分对煤岩有机分子结构、割理和基质孔隙的影响特征;开展了压力波动条件下,不同类型钻井液对煤储层应力敏感性、钻井液滤失量以及钻井液侵入后的储层损害的对比实验。分析认为减小煤层气储层损害需要综合考虑钻井液组分和钻井工程两方面因素,钻井液中淀粉类、纤维素类组分对煤岩的物理化学性质产生较大影响,压力波动是导致储层损害的主要推手。煤层气水平井钻井过程中,泡沫钻井液可以减少钻井液对煤储层的侵入量,清水钻井液侵入煤储层后的渗透率损害率最低,减小钻井压力波动是稳定井壁和保护储层重要工程措施。
- 杨恒林汪伟英田中兰
- 关键词：煤层气储层损害钻井液
- 基于尖点位移突变模型的井壁稳定性分析
- 2012年
- 引入基于广义Hoek-Brown准则的有限元强度折减法。考虑井壁不同位置的水平方向位移与强度折减系数的非唯一相关性,以及井壁失稳破坏时岩体变形的瞬时突变性,建立了井壁最大水平方向位移与强度折减系数的井壁稳定性尖点位移突变模型。利用上述模型研究了井眼直径与井筒压力对井壁稳定性影响规律。结果表明,随着井眼直径的增加,井壁稳定性安全系数降低速度越快。随着井筒压力的增大,井壁稳定性安全系数增加速度越快。
- 温庆阳杨秀娟杨恒林闫相祯
- 关键词：井壁稳定性强度折减法突变理论
- 表面活性剂对煤岩润湿性及相对渗透率的影响被引量：9
- 2015年
- 采用煤粉自吸法,分别研究了阴离子表面活性剂——石油磺酸盐和阳离子表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵与煤岩接触后,对煤岩表面润湿性的影响。通过稳定法测定了煤岩吸附活性剂和气-液界面张力改变对煤层气储层气-液两相相对渗透率曲线的影响。试验结果表明,煤岩表面润湿性呈弱亲水性,在吸附阴离子表面活性剂后煤岩亲水性增强,气相相对渗透率下降,液相相对渗透率升高。阳离子表面活性剂对润湿性改变作用较小,气液界面张力降低后,气相相对渗透率升高,有利于煤层气产出。
- 汪伟英田中兰杨林江杨恒林欧阳云丽张承洲
- 关键词：入井液煤岩表面活性剂
- 基于Hoek-Brown准则的深部煤层钻井坍塌压力弹塑性分析被引量：11
- 2013年
- 利用三轴压缩实验确定了沁水盆地平定区块深部煤岩在高围压条件下的弹塑性特征。以Hoek-Brown准则为极限平衡条件,提出了基于工程允许塑性区半径的深部煤层井眼坍塌压力弹塑性计算方法,得到控制深部煤层井壁坍塌的主要参数:煤岩地质强度指标GSI值、非均匀地应力系数及工程允许塑性区半径。以平定区块PD-095井为例,分析了深部煤层坍塌压力弹塑性结果与弹性结果的差别,讨论了坍塌压力弹塑性结果随影响因素的变化规律。结果表明,当工程允许塑性区半径为井眼半径的1.5倍时,PD-095井坍塌压力弹塑性结果较Hoek-Brown准则、Mohr-Cou-lomb准则弹性结果分别降低6.52%,4.66%;随着工程允许塑性区半径的增大、地应力非均匀性的降低,井眼坍塌压力下降;坍塌压力与地质强度指标GSI值呈负乘幂函数关系。
- 张立松闫相祯杨秀娟田中兰杨恒林
- 关键词：HOEK-BROWN准则深部煤层弹塑性
- 煤层气钻井工程多因素损害机理研究被引量：3
- 2013年
- 单井产量低严重制约着国内煤层气的效益开发,钻完井过程中的煤层渗透率损害被认为是影响单井产量的重要因素之一,针对山西沁水盆地中高阶煤岩的物理化学特性,通过煤岩解吸率和渗透率、恢复率、X射线衍射、溶剂抽提后质谱分析、扫描电镜、低温氮吸附和压汞法,测试煤岩的有机分子结构、割理和基质孔隙在钻井液单组分作用下的物理化学性质变化,并对不同类型钻井液在压力波动下应力敏感性损害、钻井压力波动下钻井液滤失量大小以及钻井液侵入后的渗透率损害进行了系统研究。
- 邹来方田中兰汪伟英杨恒林
- 关键词：煤层气储层损害单组分钻井液
