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高温高压多场耦合下封隔器载荷变化规律研究
1
作者
杨博远
刘怀亮
+3 位作者
张辉
刘宇
李军
席岩
《石油机械》
北大核心
2025年第1期80-88,共9页
封隔器作为关键的井下生产工具,在保护油气安全生产和提高生产效率方面发挥着重要作用,但在高温高压的复杂作业环境下,由于其承受的轴向载荷过大,容易出现失效情况。以封隔器轴向载荷对研究对象,考虑焦耳-汤姆孙效应建立了测试与生产工...
封隔器作为关键的井下生产工具,在保护油气安全生产和提高生产效率方面发挥着重要作用,但在高温高压的复杂作业环境下,由于其承受的轴向载荷过大,容易出现失效情况。以封隔器轴向载荷对研究对象,考虑焦耳-汤姆孙效应建立了测试与生产工况下的温-压耦合预测模型和温-压耦合作用下的封隔器载荷计算模型,分析了产量、封隔器下入深度及气体相对密度对封隔器承受载荷的影响。研究结果表明:焦耳-汤姆孙效应对高温高压井井筒温度和压力的分布有显著影响,考虑焦耳-汤姆孙效应的计算结果更符合现场实际情况;封隔器轴向载荷增加到极限值时,存在失效的风险,同时封隔器轴向载荷随着产量、封隔器下入深度和气体相对密度的增加而增大,产量从20万m^(3)/d增加到100万m^(3)/d时,封隔器轴向载荷增加152.33 kN;封隔器下入深度增加1500 m时,封隔器轴向载荷增加140 kN;气体相对密度增加0.08时,封隔器轴向载荷增加9.83 kN。研究结果可为高温高压井封隔器优化设计提供理论基础。
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关键词
高温高压井
多场耦合
封隔器
焦耳-汤姆孙效应
轴向载荷预测
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职称材料
持之以恒,方能成功
2
作者
杨博远
黄美华(指导)
《作文》
2025年第3期33-34,共2页
“苟有恒,何必三更眠五更起;最无益,莫过一日曝十日寒。”这是明代学者胡居仁撰写的对联,意在勉励自己:做事贵在持之以恒。每个人都渴望成功,为成功而拼搏,就像奔向一个遥远的目标,道路是崎岖而漫长的,路上还会潜伏着各种艰难险阻,只有...
“苟有恒,何必三更眠五更起;最无益,莫过一日曝十日寒。”这是明代学者胡居仁撰写的对联,意在勉励自己:做事贵在持之以恒。每个人都渴望成功,为成功而拼搏,就像奔向一个遥远的目标,道路是崎岖而漫长的,路上还会潜伏着各种艰难险阻,只有持之以恒的人才能迈着坚定的步伐走到终点。
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关键词
持之以恒
胡居仁
成功
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职称材料
井下管串压差卡钻黏附阻力计算模型
3
作者
周玉婷
张辉
+4 位作者
杨博远
王鹏
余庆
刘科柔
吕坤鸿
《石油机械》
北大核心
2025年第6期52-59,共8页
压差卡钻是显著延长非生产时间、增加成本的主要原因之一。现有的压差卡钻研究多采用对现场数据的经验总结或室内试验方法,目前的理论模型研究缺少对管柱受力、井眼条件和泥饼强度的考虑。为此,通过考虑管柱与井壁接触长度、接触力及接...
压差卡钻是显著延长非生产时间、增加成本的主要原因之一。现有的压差卡钻研究多采用对现场数据的经验总结或室内试验方法,目前的理论模型研究缺少对管柱受力、井眼条件和泥饼强度的考虑。为此,通过考虑管柱与井壁接触长度、接触力及接触面积,建立了井下管串压差卡钻黏附阻力计算模型,分别对管柱轴向力、井眼参数(井径、井斜角、狗腿度)及泥饼参数(泥饼厚度、弹性模量、泊松比、渗透率)进行了敏感性分析,得到了上述因素对黏附阻力影响规律,并进行了实例验证。研究结果表明:对于管柱轴向力,黏附阻力随拉力增大而减小,随压力增大而增大;对于主要井眼参数,黏附阻力随井径增大而减小,随井斜角及狗腿度增大而增大;对于主要泥饼参数,黏附阻力随泥饼弹性模量增大而减小,随泥饼泊松比增大而小幅减小,随泥饼渗透率增大先增大后趋于平稳,黏附阻力最大值随泥饼厚度增大而增大。研究结果可为压差卡钻的进一步研究提供理论基础,能够为现场预防卡钻事故提供理论指导。
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关键词
井下管串
压差卡钻
黏附阻力
摩阻扭矩
轴向力
井眼参数
接触力学
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职称材料
鄂尔多斯盆地深部煤层井壁失稳机理及钻井液对策
被引量:
3
4
作者
吕坤鸿
张辉
+5 位作者
田得粮
杨博远
李军
欧阳勇
安锦涛
秦程
《钻井液与完井液》
CAS
北大核心
2024年第5期564-573,共10页
针对鄂尔多斯盆地深部煤层井壁失稳问题,从岩心矿物组分、微观结构、理化性能和力学性质等角度揭示了纳林1井区本溪组8#煤储层井壁失稳机理,发现煤岩的割理裂缝结构及碳质泥岩的易水化分散矿物含量高是导致井壁失稳的主要原因。结合“...
针对鄂尔多斯盆地深部煤层井壁失稳问题,从岩心矿物组分、微观结构、理化性能和力学性质等角度揭示了纳林1井区本溪组8#煤储层井壁失稳机理,发现煤岩的割理裂缝结构及碳质泥岩的易水化分散矿物含量高是导致井壁失稳的主要原因。结合“多元协同”井壁稳定理论,提出“封堵性+抑制性+润滑性”的三效协同防塌钻井液技术对策。通过优选关键抑制剂、封堵剂和润滑剂,形成了适用于纳林1井区本溪组的防塌钻井液体系,并从基本性能、封堵性、抑制性和压力传递能力等角度进行了综合评价。该防塌钻井液流变性能良好,API滤失量仅为2.4 mL,高温高压滤失量仅为7.5 mL;抑制能力强,滚动回收率大于90%,16 h线性膨胀率小于5%;封堵性能优良,400μm开度裂缝的承压能力达到5 MPa。现场应用表明,新研制的防塌钻井液能有效抑制纳林1井区深部煤层坍塌,应用井段井径扩大率降低,机械钻速提高,无井下复杂事故发生,该套体系能够满足现场煤岩气钻井的需要,具有较好的推广应用前景。
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关键词
鄂尔多斯盆地
煤岩气
水平井
井壁失稳机理
处理剂优选
防塌钻井液
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职称材料
题名
高温高压多场耦合下封隔器载荷变化规律研究
1
作者
杨博远
刘怀亮
张辉
刘宇
李军
席岩
机构
中国石油大学(北京)石油工程学院
北京华美世纪国际技术有限公司
中国石油大学(北京)克拉玛依校区
北京工业大学建筑工程学院
出处
《石油机械》
北大核心
2025年第1期80-88,共9页
基金
国家自然科学基金联合基金重点支持项目“四川盆地深层超深层气井环空带压预防与管控基础研究”(U22A20164)
国家自然科学基金青年科学基金项目“页岩气井多级压裂诱发断层滑移量化计算模型与套管变形控制方法研究”(52204018)
+2 种基金
国家自然科学基金联合基金集成项目“复杂环境下水泥环全生命周期密封理论与控制方法”(U22B6003)
中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“200℃/105 MPa抗硫井下安全阀及封隔器研制”(2021ZG11)
中国石油大学(北京)克拉玛依校区引进人才基金“页岩油气井全生命周期井筒完整性分析与优化体系构建”(XQZX20220019)。
文摘
封隔器作为关键的井下生产工具,在保护油气安全生产和提高生产效率方面发挥着重要作用,但在高温高压的复杂作业环境下,由于其承受的轴向载荷过大,容易出现失效情况。以封隔器轴向载荷对研究对象,考虑焦耳-汤姆孙效应建立了测试与生产工况下的温-压耦合预测模型和温-压耦合作用下的封隔器载荷计算模型,分析了产量、封隔器下入深度及气体相对密度对封隔器承受载荷的影响。研究结果表明:焦耳-汤姆孙效应对高温高压井井筒温度和压力的分布有显著影响,考虑焦耳-汤姆孙效应的计算结果更符合现场实际情况;封隔器轴向载荷增加到极限值时,存在失效的风险,同时封隔器轴向载荷随着产量、封隔器下入深度和气体相对密度的增加而增大,产量从20万m^(3)/d增加到100万m^(3)/d时,封隔器轴向载荷增加152.33 kN;封隔器下入深度增加1500 m时,封隔器轴向载荷增加140 kN;气体相对密度增加0.08时,封隔器轴向载荷增加9.83 kN。研究结果可为高温高压井封隔器优化设计提供理论基础。
关键词
高温高压井
多场耦合
封隔器
焦耳-汤姆孙效应
轴向载荷预测
Keywords
HTHP well
multi-field coupling
packer
Joule-Thomson effect
axial load prediction
分类号
TE934 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
持之以恒,方能成功
2
作者
杨博远
黄美华(指导)
机构
厦门大学附属实验中学
不详
出处
《作文》
2025年第3期33-34,共2页
文摘
“苟有恒,何必三更眠五更起;最无益,莫过一日曝十日寒。”这是明代学者胡居仁撰写的对联,意在勉励自己:做事贵在持之以恒。每个人都渴望成功,为成功而拼搏,就像奔向一个遥远的目标,道路是崎岖而漫长的,路上还会潜伏着各种艰难险阻,只有持之以恒的人才能迈着坚定的步伐走到终点。
关键词
持之以恒
胡居仁
成功
分类号
G63 [文化科学—教育学]
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职称材料
题名
井下管串压差卡钻黏附阻力计算模型
3
作者
周玉婷
张辉
杨博远
王鹏
余庆
刘科柔
吕坤鸿
机构
中国石油大学(北京)石油工程学院
中国石油集团工程技术研究院有限公司
油气钻完井技术国家工程研究中心
中石油江汉机械研究所有限公司
出处
《石油机械》
北大核心
2025年第6期52-59,共8页
基金
国家自然科学基金项目“钻井复杂工况井下实时智能识别系统研制”(52227804)
中国石化页岩油气钻完井及压裂重点实验室项目“页岩气超长水平井套管下入摩阻形成机制及控制方法研究”(35800000-22-ZC0699-0004)。
文摘
压差卡钻是显著延长非生产时间、增加成本的主要原因之一。现有的压差卡钻研究多采用对现场数据的经验总结或室内试验方法,目前的理论模型研究缺少对管柱受力、井眼条件和泥饼强度的考虑。为此,通过考虑管柱与井壁接触长度、接触力及接触面积,建立了井下管串压差卡钻黏附阻力计算模型,分别对管柱轴向力、井眼参数(井径、井斜角、狗腿度)及泥饼参数(泥饼厚度、弹性模量、泊松比、渗透率)进行了敏感性分析,得到了上述因素对黏附阻力影响规律,并进行了实例验证。研究结果表明:对于管柱轴向力,黏附阻力随拉力增大而减小,随压力增大而增大;对于主要井眼参数,黏附阻力随井径增大而减小,随井斜角及狗腿度增大而增大;对于主要泥饼参数,黏附阻力随泥饼弹性模量增大而减小,随泥饼泊松比增大而小幅减小,随泥饼渗透率增大先增大后趋于平稳,黏附阻力最大值随泥饼厚度增大而增大。研究结果可为压差卡钻的进一步研究提供理论基础,能够为现场预防卡钻事故提供理论指导。
关键词
井下管串
压差卡钻
黏附阻力
摩阻扭矩
轴向力
井眼参数
接触力学
Keywords
downhole string
differential pressure sticking
adhesion resistance
frictional torque
axial force
wellbore pa-rameter
contact mechanics
分类号
TE242 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
鄂尔多斯盆地深部煤层井壁失稳机理及钻井液对策
被引量:
3
4
作者
吕坤鸿
张辉
田得粮
杨博远
李军
欧阳勇
安锦涛
秦程
机构
中国石油大学(北京)石油工程学院
中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司油气工艺研究院
中国石油大学(北京)克拉玛依校区
出处
《钻井液与完井液》
CAS
北大核心
2024年第5期564-573,共10页
基金
国家重大科研仪器研制项目“钻井复杂工况井下实时智能识别系统研制”(52227804)
中国石化石油工程技术研究院基金项目“页岩气超长水平井套管下入摩阻形成机制及控制方法研究”(35800000-22-ZC0699-0004)。
文摘
针对鄂尔多斯盆地深部煤层井壁失稳问题,从岩心矿物组分、微观结构、理化性能和力学性质等角度揭示了纳林1井区本溪组8#煤储层井壁失稳机理,发现煤岩的割理裂缝结构及碳质泥岩的易水化分散矿物含量高是导致井壁失稳的主要原因。结合“多元协同”井壁稳定理论,提出“封堵性+抑制性+润滑性”的三效协同防塌钻井液技术对策。通过优选关键抑制剂、封堵剂和润滑剂,形成了适用于纳林1井区本溪组的防塌钻井液体系,并从基本性能、封堵性、抑制性和压力传递能力等角度进行了综合评价。该防塌钻井液流变性能良好,API滤失量仅为2.4 mL,高温高压滤失量仅为7.5 mL;抑制能力强,滚动回收率大于90%,16 h线性膨胀率小于5%;封堵性能优良,400μm开度裂缝的承压能力达到5 MPa。现场应用表明,新研制的防塌钻井液能有效抑制纳林1井区深部煤层坍塌,应用井段井径扩大率降低,机械钻速提高,无井下复杂事故发生,该套体系能够满足现场煤岩气钻井的需要,具有较好的推广应用前景。
关键词
鄂尔多斯盆地
煤岩气
水平井
井壁失稳机理
处理剂优选
防塌钻井液
Keywords
Ordos Basin
Coal rock gas
Horizontal well
Well instability mechanisms
Treatment agent optimization
Antisloughing drilling fluid
分类号
TE254.3 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高温高压多场耦合下封隔器载荷变化规律研究
杨博远
刘怀亮
张辉
刘宇
李军
席岩
《石油机械》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
持之以恒,方能成功
杨博远
黄美华(指导)
《作文》
2025
0
在线阅读
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职称材料
3
井下管串压差卡钻黏附阻力计算模型
周玉婷
张辉
杨博远
王鹏
余庆
刘科柔
吕坤鸿
《石油机械》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
鄂尔多斯盆地深部煤层井壁失稳机理及钻井液对策
吕坤鸿
张辉
田得粮
杨博远
李军
欧阳勇
安锦涛
秦程
《钻井液与完井液》
CAS
北大核心
2024
3
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职称材料
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