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煤层气水平井钻柱摩阻计算与优化
1
作者 苗强 辛江 +5 位作者 王维 林伟 曹振义 李世超 李柯 祝效华 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第5期15-23,共9页
煤层气的开发方式主要分为多分支水平井和从式水平井,由于两种生产方式均采用了水平井,因此钻柱在钻井过程中的摩阻和托压一直是业界关注的热点,但到目前为止,该问题仍未得到有效解决。为此,文章以大吉-吉县区块的深部煤层气水平井为例... 煤层气的开发方式主要分为多分支水平井和从式水平井,由于两种生产方式均采用了水平井,因此钻柱在钻井过程中的摩阻和托压一直是业界关注的热点,但到目前为止,该问题仍未得到有效解决。为此,文章以大吉-吉县区块的深部煤层气水平井为例,通过对全井钻柱系统建立动力学模型和应用数值仿真方法进行水平井摩阻研究。研究结果表明:钻压对煤层气水平井造斜段的摩阻影响较大,其中小井斜造斜段的摩阻与钻压成反比,大井斜造斜段的摩阻与钻压成正比,稳斜井眼段的摩阻对钻压变化不敏感;受钻柱屈曲变形的影响,水平段钻柱摩阻上升10.2%。因水平井大井斜井眼段和水平段较长,因此煤层气水平井的总摩阻整体来讲与钻压成正比。文章通过建模和数值仿真方法,揭示了深部煤层气水平井各井段摩阻对钻压的敏感性,并可根据不同钻压条件下对井眼轨迹进行了优化,以此指导现场作业,降低井下摩阻,提高机械钻速。 展开更多
关键词 煤层气 水平井 摩阻计算 钻柱动力学 钻压 井眼轨迹优化
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煤储层无水压裂技术现状及展望 被引量：1
2
作者 王梓麟 时婧玥 +4 位作者 徐栋 詹顺 何朋勃 李兵 白坤森 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第1期80-86,共7页
中国煤层气产业已迈入全新发展阶段,水力压裂技术不断创新的同时,也面临着水资源消耗量巨大,煤储层伤害严重,裂缝扩展不充分等问题,寻求一种可替代的无水或少水压裂技术势在必行。文章研究总结出三种当前适用于煤储层的无水压裂技术(超... 中国煤层气产业已迈入全新发展阶段,水力压裂技术不断创新的同时,也面临着水资源消耗量巨大,煤储层伤害严重,裂缝扩展不充分等问题,寻求一种可替代的无水或少水压裂技术势在必行。文章研究总结出三种当前适用于煤储层的无水压裂技术(超临界二氧化碳压裂、液态氮气压裂、泡沫压裂),对其作用机理、理论创新以及国内现场应用的现状进行分析阐述。对各项压裂技术的优缺点特性开展了评价,结果表明无水压裂技术能减轻煤储层伤害,避免黏土膨胀和水锁效应,有效促进复杂缝网生成,缩短见气时间,实现产量显著提升,可很好应用于煤储层二次压裂改造,具备良好的环境效益和技术可行性;但同时也存在支撑剂携带困难,设备运维成本较高等问题。最后对煤储层无水压裂技术的发展提出展望,建议逐步开展煤储层无水压裂技术现场先导性试验,优化施工参数,研发地面—井下低温特殊工艺设备,推进开展低密度支撑剂和压裂液增稠剂的优选实验,巩固提升泡沫压裂液体系在高温高压环境下的稳定性能。 展开更多
关键词 煤储层 无水压裂 煤层气 超临界二氧化碳压裂 液态氮气压裂 泡沫压裂
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页岩储层应力敏感性的时间效应 被引量：2
3
作者 康毅力 赖哲涵 +2 位作者 陈明君 吴建军 李兵 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期53-63,共11页
有效应力及其作用时间是控制岩石孔隙和裂缝变形的重要外部因素。页岩储层的多尺度孔隙结构特征及孔缝配置关系使得其应力敏感时间效应具有特殊性,然而,以往研究尚未考虑有效应力加载及卸载时间对页岩应力敏感行为的影响。以川南威荣气... 有效应力及其作用时间是控制岩石孔隙和裂缝变形的重要外部因素。页岩储层的多尺度孔隙结构特征及孔缝配置关系使得其应力敏感时间效应具有特殊性,然而,以往研究尚未考虑有效应力加载及卸载时间对页岩应力敏感行为的影响。以川南威荣气田龙马溪组页岩气藏为研究对象,钻取不同孔缝发育程度的页岩样品,设计并测试了变有效应力状态下变加载及卸载持续稳定时间对岩样渗透率的影响实验。结果表明:1)有效应力从5 MPa升至35 MPa时,微裂缝岩样和基块岩样渗透率分别降低了66.82%和27.19%,卸载过程中渗透率恢复率为74.73%和79.82%。页岩渗透率越低,有效应力滞后效应越显著;2)恒定有效应力加载持续稳定时间从2.5 h延长至10.0 h,应力敏感系数增加3.76%∼80.17%,且当有效应力较小时的时间效应更显著。研究认为,页岩组分及多尺度孔缝结构是导致其孔缝变形行为差异性的主因。基于实验研究结果,推荐页岩样品老化处理为6.0 h,提出了优化页岩储层敏感性评价实验方案和优化气井工作制度的建议。 展开更多
关键词 页岩 应力敏感 多尺度孔缝结构 时间效应 有效应力 渗透性
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低压高含水致密气藏气-水相渗特征及生产动态响应 被引量：4
4
作者 郭智栋 康毅力 +4 位作者 王玉斌 古霖蛟 游利军 陈明君 颜茂凌 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第1期138-150,共13页
气-水相渗曲线反映储层综合物性特征,明确致密砂岩气-水相渗行为与气井生产动态的关系,有利于致密气藏高效开发。以鄂尔多斯盆地东缘典型致密砂岩气藏为研究对象,将储层分为3类并开展气-水相渗实验,结合X射线衍射、扫描电镜和核磁共振... 气-水相渗曲线反映储层综合物性特征,明确致密砂岩气-水相渗行为与气井生产动态的关系,有利于致密气藏高效开发。以鄂尔多斯盆地东缘典型致密砂岩气藏为研究对象,将储层分为3类并开展气-水相渗实验,结合X射线衍射、扫描电镜和核磁共振等岩心分析手段,揭示气-水相渗与气井生产动态曲线的关系。结果表明:①Ⅰ类相渗曲线两相过渡区较宽,孔隙类型以粒间孔为主,Ⅱ类相渗曲线两相过渡区较窄,孔隙类型以粒间孔和晶间孔为主,Ⅲ类储层相渗曲线两相过渡区极窄,孔隙类型以晶间孔为主;②储层黏土矿物含量高,高岭石和绿泥石有利于气水两相流动,伊利石不利于气水两相流动;③孔喉差异大,大致分为3类:中—粗孔喉(大于1.0µm)、细孔喉(0.1~1.0µm)和微孔喉(小于0.1µm),Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类储层的中—粗孔喉占比分别约为40%、10%和4%;④根据上述3类储层的气-水相渗特征,可将气井分为3类,其生产动态特征与相渗曲线预测结果均相符,Ⅰ类井主要产层为Ⅰ类储层,有效厚度约为7 m,平均日产气量约为2×10^(4) m^(3),稳产时间长,Ⅱ类井主要产层为Ⅱ类储层,有效厚度约为5 m,平均日产气量约为1×10^(4) m^(3),Ⅲ类井主要产层为Ⅲ类储层,有效厚度约为6 m,平均日产气量约为0.5×10^(4) m^(3),稳产时间极短。通过分析致密砂岩气-水相渗特征预测气井生产动态,揭示了孔隙结构和黏土矿物对气水流动行为的影响,可为制定低压高含水致密气开发过程降阻提效措施提供理论支撑。 展开更多
关键词 致密砂岩 气-水相渗 孔隙结构 黏土矿物 生产动态
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海陆过渡相页岩孔隙结构表征及页岩气渗流规律模拟
5
作者 刘印华 杨英 +5 位作者 马文涛 李江涛 吴建军 魏建光 蔺景德 袁洋 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期207-215,共9页
鄂尔多斯盆地大宁-吉县区块海陆过渡相页岩储层非均质性强,碳质页岩和纯页岩的孔隙结构特征及页岩气渗流规律具有明显的差异,然而目前针对不同岩性孔隙结构下的页岩气渗流规律研究较为缺乏。文中以这2种岩性页岩为研究对象,基于CT扫描... 鄂尔多斯盆地大宁-吉县区块海陆过渡相页岩储层非均质性强,碳质页岩和纯页岩的孔隙结构特征及页岩气渗流规律具有明显的差异,然而目前针对不同岩性孔隙结构下的页岩气渗流规律研究较为缺乏。文中以这2种岩性页岩为研究对象,基于CT扫描、扫描电镜物理实验技术,测定了二者的基质孔隙和层理缝特征参数,对比了二者的孔隙结构差异,构建了考虑吸附效应和滑脱效应的格子玻尔兹曼数值模拟方法,分析了二者孔隙结构对页岩气渗流规律的影响。研究结果表明:1)碳质页岩裂缝呈空间网状结构,纯页岩裂缝为平行层理方向裂缝。与纯页岩相比,碳质页岩孔隙尺度较大,但孔隙数量较少,孔隙度更低。2)页岩孔隙中存在明显的滑脱效应。滑脱效应提高了气相流动速度,页岩气从孔隙壁面解吸减缓了孔隙压力降低速率,延长了生产时间。建议在开发纯页岩层段时,适当降低生产压差,增强小孔隙中的滑脱效应;在开发碳质页岩层段时,适当增加生产压差,通过解吸作用提高页岩气产量。 展开更多
关键词 海陆过渡相 页岩 孔隙结构 格子玻尔兹曼 渗流规律
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鄂尔多斯盆地大宁—吉县区块深部煤层含气饱和度测井计算方法及分布特征 被引量：5
6
作者 刘之的 韩鸿来 +6 位作者 王成旺 王伟 季亮 陈高杰 陈龙 王舵 谢正龙 《天然气地球科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期193-201,共9页
煤层含气饱和度的精准计算及分布特征直接关系到煤层气富集区预测和开发方案有效制定。以鄂尔多斯盆地大宁—吉县煤层气田深8#煤储层为研究对象,从煤层气等温吸附曲线出发,给出煤层含气饱和度计算模型之后,充分利用地球物理测井资料建... 煤层含气饱和度的精准计算及分布特征直接关系到煤层气富集区预测和开发方案有效制定。以鄂尔多斯盆地大宁—吉县煤层气田深8#煤储层为研究对象,从煤层气等温吸附曲线出发,给出煤层含气饱和度计算模型之后,充分利用地球物理测井资料建立了煤层含气饱和度与兰氏体积、兰氏压力、储层压力及含气量等参数的测井求取方法,进而形成了深部煤层含气饱和度测井计算方法。将该套方法程序化,实现研究区内各井深8#煤层的含气饱和度计算机可视化自动处理,并编绘了研究区含气饱和度平面分布图。研究表明:所述方法能够较好地用于研究区深部8#煤储层含气饱和度计算;研究区煤层含气饱和度整体上由东向西递增,由北向南先递减后递增、再递减后递增。其中,过饱和气藏区位于研究区南部DJ50井、DJ37井一带,饱和气藏区主要位于研究区的北部、中部,欠饱和气藏区在研究区广泛分布。该方法可为地球物理测井预测深部煤层含气饱和度提供一种新途径,为煤层气富集区预测提供基础参数。 展开更多
关键词 煤层气 含气饱和度 分布特征 深部煤层 测井资料
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增材制造不同微-纳粒径比B4C增强TC4复合材料组织及性能研究
7
作者 张文书 魏晨 +4 位作者 李兵 任勇 闵金 常辉 周廉 《材料开发与应用》 CAS 2024年第4期10-17,共8页
采用直接激光沉积(LDM)工艺在TC4钛合金表面成功制备含有3%(质量分数)B4C增强的B4C/TC4复合材料。分别选用粒径50μm和50 nm的B4C颗粒与TC4粉末进行机械混粉,并完成LDM成型,对比测试了微米级B4C增强颗粒与纳米级B4C增强颗粒质量分数比... 采用直接激光沉积(LDM)工艺在TC4钛合金表面成功制备含有3%(质量分数)B4C增强的B4C/TC4复合材料。分别选用粒径50μm和50 nm的B4C颗粒与TC4粉末进行机械混粉,并完成LDM成型,对比测试了微米级B4C增强颗粒与纳米级B4C增强颗粒质量分数比值分别为1%∶2%、1.5%∶1.5%、2%∶1%的3种具有不同微-纳B4C增强颗粒比例样品的显微组织和界面处显微硬度。研究结果表明,添加B4C增强相后,材料的显微组织明显细化,不同尺度B4C增强颗粒含量能够对第二相TiB与TiC的结晶度以及晶粒尺寸产生影响,纳米B4C较多时,样品中的TiC结晶度较好,TiB以纳米颗粒镶嵌在TC4晶体中。当微-纳B4C比例相近时,TC4基体硬度最高,样品内部的TiB具有较高的结晶度与较大的晶粒尺寸,同时第二相区域内的TiB与TiC的硬度也最高。 展开更多
关键词 直接激光沉积 钛基复合材料 B4C 微观组织 显微硬度
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节流测压一体式井下节流器 被引量：1
8
作者 刘凯 方惠军 +3 位作者 马勇 张晓明 刘中桂 刘印华 《石油化工应用》 CAS 2021年第1期40-46,共7页
常规的井下节流器更换气嘴需将节流器整体打捞出,测试井下压力时需要单独下放压力计,过程繁琐、劳动强度大。为解决常规节流器存在的缺点,再结合实地调研、勘察,初步设想将节流器分成两部分,一部分先坐封在井下,另一部分安装气嘴与压力... 常规的井下节流器更换气嘴需将节流器整体打捞出,测试井下压力时需要单独下放压力计,过程繁琐、劳动强度大。为解决常规节流器存在的缺点,再结合实地调研、勘察,初步设想将节流器分成两部分,一部分先坐封在井下,另一部分安装气嘴与压力计。将安装气嘴与压力计的部分打捞出井,即可更换气嘴,观察之前时间段井中的压力。之后在此基础上进一步将设想完善并实践,研制出了节流测压一体式节流器。其结构由两部分组成即堵塞器和封隔器,下井前将气嘴、压力计配套的电池安装在堵塞器中,下井时先将封隔器放到井下油管上坐封,再将堵塞器投放到井下坐封的封隔器内部。更换气嘴或读取压力计记录的数据时,只需将堵塞器打捞出井外即可,封隔器仍然坐封在井内。之后将更换完气嘴的堵塞器再次投放到封隔器内,过程简单方便,不用更换新的节流器。新研发的井下节流器,具有节流与测压两种功能,且气嘴更换方便,达到了经济实用,高效可靠的效果。 展开更多
关键词 节流器 堵塞器 后置式 压力计 压力测试 节流 井下工具 一体式
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考虑纵向振动的注入管柱安全性分析
9
作者 韩光耀 朱卫平 +1 位作者 舒博钊 刘锦天 《石油矿场机械》 CAS 2021年第2期32-36,共5页
针对底部无约束的注入管柱安全性问题,采用机械振动相关理论,将注入管柱简化为单一自由度的振系。据此模型,推导了注入管柱在发生纵向共振时的轴向抗拉安全系数计算公式。采用这一公式,对某注入管柱失效事故井进行管柱安全性分析。该井... 针对底部无约束的注入管柱安全性问题,采用机械振动相关理论,将注入管柱简化为单一自由度的振系。据此模型,推导了注入管柱在发生纵向共振时的轴向抗拉安全系数计算公式。采用这一公式,对某注入管柱失效事故井进行管柱安全性分析。该井注入管柱的静态轴向抗拉安全系数为1.72,但考虑纵向振动时其安全系数仅为0.99,这一结果更加符合现场实际。指出注入管柱安全风险在于振系阻尼系数低,并提出了增加阻尼装置和使用锚定工具2项消减措施。 展开更多
关键词 管柱安全性 纵向振动 注入管柱
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