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深层裂缝性气藏流固耦合下钻井液漏失规律数值研究
1
作者 王志远 刘徽 +2 位作者 孙宝江 刘洪涛 娄文强 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第2期52-61,共10页
钻进裂缝性地层的过程中井漏问题严峻,易导致产能降低和钻井安全事故。为此,综合考虑钻井液与天然气的物性差异、基质与裂缝间的耦合流动及裂缝开度的动态演化规律,建立了基于气液两相流动的裂缝性气藏漏失预测模型,并与试验数据进行对... 钻进裂缝性地层的过程中井漏问题严峻,易导致产能降低和钻井安全事故。为此,综合考虑钻井液与天然气的物性差异、基质与裂缝间的耦合流动及裂缝开度的动态演化规律,建立了基于气液两相流动的裂缝性气藏漏失预测模型,并与试验数据进行对比,验证了模型的准确性;基于该模型,系统分析了裂缝性气藏地质构造、基质参数、裂缝参数和井底压差等因素对漏失的影响规律,修正了传统统计学漏失模型,提出了适用于裂缝性气藏的漏失速率计算方法。研究结果表明,裂缝性气藏的漏失速率随着裂缝增宽呈对数函数增长,增长趋势先急后缓,随着井底压差和裂缝长度增大呈线性增长;发育有断层裂缝性气藏的漏失速率随着裂缝宽度和井底压差增大呈指数增长,随着井眼与断层的距离增大呈对数式减小。研究结果为完善裂缝性气藏井漏规律和优选防漏堵漏技术提供了理论依据。 展开更多
关键词 裂缝性气藏 井漏 气液两相流动 流固耦合 断层
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深层高温高压储层加重瓜尔胶压裂液的摩阻特性
2
作者 张景臣 庞娟 +5 位作者 翟怀建 郭晓东 邱士鑫 张凤娟 张成生 石磊 《油田化学》 北大核心 2025年第2期222-226,253,共6页
针对深层油气储层因高温低渗、闭合应力高引发的地面泵注施工压力高、排量受限等工程难题,文章自主设计搭建了高流速全尺寸摩阻测试装置,并以无机盐与有机盐复合加重的瓜尔胶压裂液体系为研究对象,系统探究了不同加重剂类型与浓度对压... 针对深层油气储层因高温低渗、闭合应力高引发的地面泵注施工压力高、排量受限等工程难题,文章自主设计搭建了高流速全尺寸摩阻测试装置,并以无机盐与有机盐复合加重的瓜尔胶压裂液体系为研究对象,系统探究了不同加重剂类型与浓度对压裂液摩阻特性的影响规律。研究结果表明,加重盐水的摩阻随盐浓度升高及流速增加呈显著上升趋势,且无机盐体系的流速敏感性显著高于有机盐体系;瓜尔胶基液在低加重(密度1.20~1.35 g/cm^(3))条件下,因离子抑制效应导致摩阻降低,而在高加重(密度≥1.40 g/cm^(3))时,由于离子强度与交联网络位阻的协同作用,摩阻呈现反转上升现象。在交联动力学层面,有机盐加重体系在低浓度下可加速交联反应并提升摩阻,而高浓度环境因pH值调控作用抑制交联进程,延缓摩阻增长速率。冻胶摩阻特性受加重剂浓度阈值调控显著,有机盐体系在密度为1.40 g/cm^(3)时,因流型转变致使摩阻增幅趋缓。本研究成果可为深层油气藏压裂液体系的耐盐加重设计与低摩阻工程优化提供数据参考。 展开更多
关键词 加重胍胶压裂液 管道摩阻 摩阻测试装置 高速流动
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泥(页)岩地层漏失诱导裂缝扩展机制及裂缝宽度预测
3
作者 张世锋 李加宝 +5 位作者 汪海阁 黄洪春 王成文 崔新颖 黄维安 万磊 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期121-132,共12页
在泥(页)岩地层钻井过程中,钻井液漏失会造成严重的经济损失和安全隐患,明确钻井液漏失裂缝扩展机制和影响因素对于预防和解决钻遇泥(页)岩地层时的钻井液漏失问题具有重要现实意义。为此,利用泥饼、堵漏材料及基质三孔隙介质渗流模型... 在泥(页)岩地层钻井过程中,钻井液漏失会造成严重的经济损失和安全隐患,明确钻井液漏失裂缝扩展机制和影响因素对于预防和解决钻遇泥(页)岩地层时的钻井液漏失问题具有重要现实意义。为此,利用泥饼、堵漏材料及基质三孔隙介质渗流模型求解了裂缝内部的流体压力分布,并基于位错断裂力学理论,运用半解析方法计算裂缝宽度及应力强度因子,研究了裂缝扩展机制,最后预测裂缝宽度变化。研究结果表明:①在泥(页)岩地层中,影响裂缝内流体流动的主导因素为堵漏材料渗透率,堵漏材料的封隔能有效减少滤失,阻缓泥(页)岩地层裂缝尖端压力传递,延缓应力强度因子达到临界断裂韧性的时间,从而抑制裂缝扩展;②裂缝宽度与堵漏材料渗透率、井筒压力和应力各向异性呈正相关关系,与流体黏度、弹性模量和泊松比呈负相关关系;③水化作用会弱化泥(页)岩断裂韧性,降低漏失压力,促进裂缝扩展;④为了抑制裂缝的扩展并提高一次堵漏成功率,应减小堵漏材料的渗透率,提高钻井液黏度,抑制泥(页)岩水化膨胀,选择合理的井筒压力和与裂缝宽度匹配的堵漏材料粒径。结论认为,该机理认识揭示了泥(页)岩地层裂缝扩展机制,为漏失性地层钻井井筒压力控制和堵漏材料的选择设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 泥(页)岩 钻井液漏失 裂缝扩展 裂缝宽度 孔隙流体流动 位错断裂力学 水化作用 堵漏材料
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深水深层高温高压裂缝性呼吸效应动态响应特征
4
作者 吴艳辉 黄洪林 +4 位作者 罗鸣 李文拓 马传华 代锐 李军 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第2期167-179,共13页
在深水深层,裂缝/裂隙较为发育,钻井过程中井筒压力的波动易诱发呼吸效应。同时,高温高压环境使得呼吸效应更加复杂。研究深水深层高温高压裂缝性呼吸效应动态响应,对加强井筒压力的控制、保证钻井安全具有重要意义。对此,本文考虑高温... 在深水深层,裂缝/裂隙较为发育,钻井过程中井筒压力的波动易诱发呼吸效应。同时,高温高压环境使得呼吸效应更加复杂。研究深水深层高温高压裂缝性呼吸效应动态响应,对加强井筒压力的控制、保证钻井安全具有重要意义。对此,本文考虑高温高压环境,构建井筒-裂缝-地层系统的温-压耦合模型,分析呼吸效应的动态响应及其影响因素。研究结果表明,在高温、低排量条件下,呼吸效应会受到一定程度的抑制。提高钻井液动切力、降低比热容有利于减少钻井液漏失;钻井液塑性黏度对呼吸效果影响显著,且存在临界值使得钻井液漏失量最低。在变形能力强的长裂缝地层中钻井时,发生呼吸效应的概率更高;同时,小缝宽裂缝地层或许会诱发更严重的呼吸效应。研究成果为裂缝性呼吸效应的预防和控制提供理论支持。 展开更多
关键词 深水高温高压 裂缝呼吸效应 动态响应 钻井液漏失与返排
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基于浸没边界—格子Boltzmann方法的带自由液面的水力学问题模拟
5
作者 张春泽 米家杉 +1 位作者 刁伟 侯极 《水电能源科学》 北大核心 2017年第2期108-111,共4页
为了高效、准确地通过数值方法研究涉及自由液面的流固耦合问题,将单相自由液面格子Boltzmann方法与浸没边界法相结合,提出可计算水流的液面波动及其与刚体相互作用的耦合模型,该耦合模型通过对耦合作用力的迭代,可确保浸没边界的无滑... 为了高效、准确地通过数值方法研究涉及自由液面的流固耦合问题,将单相自由液面格子Boltzmann方法与浸没边界法相结合,提出可计算水流的液面波动及其与刚体相互作用的耦合模型,该耦合模型通过对耦合作用力的迭代,可确保浸没边界的无滑移条件的实现,并可提高耦合模型计算的稳定性和准确性。进而通过该耦合模型模拟和分析了宽顶堰溢流和自由拍门过流两种常见的水力学问题,验证了该模型的可行性和正确性。 展开更多
关键词 单项自由液面—格子Boltzmann法 浸没边界法 流固耦合 宽顶堰溢流 自由拍门过流
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幂律流体在单螺杆中的流场特性仿真分析
6
作者 宋宇谟 董立佳 +1 位作者 李国胜 王金霞 《中国塑料》 北大核心 2025年第6期59-65,共7页
以幂律流体为研究对象,利用数值方法分析幂律流体在三维单螺杆模型中的流动规律,使用ANSYS Polyflow软件实现幂律流体在三维螺杆模型中的流动仿真。采用无量纲表示方式确保结论具有通用性。首先,计算得到不同幂律指数下,螺杆产量与压力... 以幂律流体为研究对象,利用数值方法分析幂律流体在三维单螺杆模型中的流动规律,使用ANSYS Polyflow软件实现幂律流体在三维螺杆模型中的流动仿真。采用无量纲表示方式确保结论具有通用性。首先,计算得到不同幂律指数下,螺杆产量与压力梯度的关系,以此验证仿真方法的准确性。随后,提取螺杆螺槽中沿槽深方向的流场特性剖面,包括速度、剪切速率以及黏度,对各个变量在不同幂律指数、不同压力下的特性进行分析。最后对幂律流体流动规律进行结论,其中较为重要的规律为:随着幂律流体的幂律指数不断减小,其流场受压力的影响不断增大,导致螺杆输送能力降低。反映在黏度场上,则是流体在靠近槽上下端面的黏度不断减小,使得流体受螺杆的推进力减小,最终导致输送能力降低,甚至出现逆流。 展开更多
关键词 幂律流体 单螺杆 熔体输送 压力流 aNSYS Polyflow
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模拟水压致裂的另一种二维FDEM-flow方法 被引量：16
7
作者 严成增 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1789-1796,共8页
可考虑岩石本身渗透性的FDEM-flow方法充分利用原FEMDEM中节理单元和三角形单元独特的拓扑连接关系,将节理单元作为流体流动的天然通道,基于立方定律来表征流体在岩石本身及裂隙中的流动,而岩石本身渗透性则通过标定合适节理单元张开度... 可考虑岩石本身渗透性的FDEM-flow方法充分利用原FEMDEM中节理单元和三角形单元独特的拓扑连接关系,将节理单元作为流体流动的天然通道,基于立方定律来表征流体在岩石本身及裂隙中的流动,而岩石本身渗透性则通过标定合适节理单元张开度来表征。用一个含解析解自由面稳态渗流算例初步验证了本文渗流算法及标定岩石本身渗透率方法的正确性。最后计算了一个水力压裂算例,验证了该FDEM-flow方法可同时考虑岩石本身的渗透性和裂隙的渗透性,用简单的纯裂隙渗流完成了对复杂问题的处理。研究结果表明:修改后的FDEM-flow方法能够很好地再现压裂过程中流体压力的分布及裂隙的扩展,可简洁地求解水力压裂这一复杂力学的问题,适用范围更广。为模拟页岩气开采、干热岩地热获取中的水力压裂问题提供新的求解工具。 展开更多
关键词 FEMDEM FDEM-flow 流固耦合 水力压裂 流体黏性 裂隙渗流
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CaO/PAC/CPAM复配处理压裂返排液 被引量：3
8
作者 李子旺 李世刚 +3 位作者 王新乐 章昀昊 王胜 霍志坚 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期101-103,共3页
考察了CaO、PAC、CPAM 3种药剂对压裂返排液的絮凝效果以及最佳复配组合。在PAC投加量为800 mg/L,CPAM投加量为20 mg/L的条件下,CaO投加量在200~800 mg/L时水样透光率在87.9%~92.0%。由正交试验可得3种药剂对絮凝效果的影响:CaO>PAC&... 考察了CaO、PAC、CPAM 3种药剂对压裂返排液的絮凝效果以及最佳复配组合。在PAC投加量为800 mg/L,CPAM投加量为20 mg/L的条件下,CaO投加量在200~800 mg/L时水样透光率在87.9%~92.0%。由正交试验可得3种药剂对絮凝效果的影响:CaO>PAC>CPAM。在最优组合基础上进行对比实验,当CaO投加量为200 mg/L,PAC投加量为600 mg/L,CPAM投加量为15 mg/L时,45℃水浴加热1 h,水样的透光率可达95.1%,水中悬浮物为18 mg/L,含油7.62 mg/L。 展开更多
关键词 压裂返排液 油田水处理 絮凝
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碳酸盐岩缝洞型油藏流固耦合下的油水两相流动特征 被引量：5
9
作者 刘强 李静 +4 位作者 李婷 郑明君 徐梦佳 王轩 吴明扬 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期451-459,共9页
为提高缝洞型碳酸盐岩油藏采收率,探究其流固耦合下的油水两相流动特性,根据不同介质中的流体流动规律,建立了Stokes-Darcy两相流体流动模型;基于有效应力原理和广义胡克定律,建立了适用于缝洞型碳酸盐岩油藏的油水两相Stokes-Darcy流... 为提高缝洞型碳酸盐岩油藏采收率,探究其流固耦合下的油水两相流动特性,根据不同介质中的流体流动规律,建立了Stokes-Darcy两相流体流动模型;基于有效应力原理和广义胡克定律,建立了适用于缝洞型碳酸盐岩油藏的油水两相Stokes-Darcy流固耦合数学模型;分别针对有无流固耦合的缝洞型碳酸盐岩油藏,进行了宏观和细观的油水两相流体流动模拟。研究结果表明:油藏有无流固耦合作用,其油水两相流体流动特性在基质区差异较大,在溶洞内差异较小,注水速度对缝洞型碳酸盐岩油藏的油水流动影响较大。 展开更多
关键词 碳酸盐岩 缝洞型油藏 流固耦合 油水两相流 数值模拟
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单裂隙内浆液基本流动规律的理论、试验、模拟对比分析 被引量：3
10
作者 李博 刘蓉蓉 邹良超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期751-760,共10页
工程中广泛使用的水泥浆液是一种非牛顿流体,在裂隙内扩散时表现出复杂的宏观非线性渗流特征,在细观流场上也因屈服应力的作用呈现出柱塞流等特殊流动现象。配制符合Herschel-Bulkley(H-B)模型的模拟浆液,利用粒子图像测速(particle ima... 工程中广泛使用的水泥浆液是一种非牛顿流体,在裂隙内扩散时表现出复杂的宏观非线性渗流特征,在细观流场上也因屈服应力的作用呈现出柱塞流等特殊流动现象。配制符合Herschel-Bulkley(H-B)模型的模拟浆液,利用粒子图像测速(particle image velocity,PIV)技术开展平直裂隙内的可视化渗流试验,同时求解H-B-P(H-B-Papanastasiou)方程开展浆液渗流有限元数值模拟。基于平直裂隙中单相屈服幂律流体渗流解析解,从理论、试验、模拟相结合的角度分析了平直裂隙内注浆压力与流速的非线性关系;通过对流速剖面图的对比,分析了H-B流体的柱塞流特征;通过与Bingham模型的对比证明了H-B流体更符合实际浆液流动规律。通过原创的可视化测试手段验证了理论和数值模型,提出了参数取值依据,对提升复杂工程岩体中的注浆工艺具有参考价值。 展开更多
关键词 注浆 Herschel-Bulkley流体 平直裂隙 PIV 柱塞流
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考虑不同压裂液流量的水平孔水压致裂法地应力计算模型 被引量：1
11
作者 刘继国 程勇 +3 位作者 舒恒 刘夏临 朴昇昊 马保松 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第12期131-136,143,共7页
隧道(洞)围岩的地应力状态是隧道(洞)前期设计所需的重要参数。为准确计算地应力,首先搭建水压致裂流固耦合模拟试验平台;之后在该试验平台对不同压裂液流量的花岗岩岩样进行三轴试验,得到相应的压裂参数;最后通过理论推导得到水平孔地... 隧道(洞)围岩的地应力状态是隧道(洞)前期设计所需的重要参数。为准确计算地应力,首先搭建水压致裂流固耦合模拟试验平台;之后在该试验平台对不同压裂液流量的花岗岩岩样进行三轴试验,得到相应的压裂参数;最后通过理论推导得到水平孔地应力计算模型,将模型计算结果与试验设置的地应力大小进行比较,提出修正公式用于改进该模型,进而得到考虑不同压裂液流速的水平孔水压致裂法地应力计算模型。结果表明:压裂液流量越大,裂缝扩展长度越大、宽度越小,压裂体积越大;水平孔水压致裂过程中,泵压的增长形式为非线性;压裂液流量与破裂压力峰值正相关,但达到临界值后继续增大压裂液流量反而导致破裂压力下降;修正后的地应力计算模型考虑压裂液流量,与试验结果的相对误差在9%以内。 展开更多
关键词 地应力 水压致裂法 水平孔 修正公式 压裂液流量
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缝洞型碳酸盐岩油藏流体流动表征方法探讨
12
作者 郑松青 王强 +1 位作者 张世亮 袁飞宇 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期124-131,共8页
塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间尺度差异大、流动复杂,很多学者认为渗流理论不能解决其流动表征问题,应该用管流理论解决。为厘清这一问题,从管流与渗流的概念、单相流流动特征及数学表征方法、油水两相流流动特征及数学表征方法... 塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间尺度差异大、流动复杂,很多学者认为渗流理论不能解决其流动表征问题,应该用管流理论解决。为厘清这一问题,从管流与渗流的概念、单相流流动特征及数学表征方法、油水两相流流动特征及数学表征方法3方面,研究了管流与渗流的关系,在此基础上,分析了管流方程描述缝洞型碳酸盐岩油藏流体流动的可行性,并对缝洞型碳酸盐岩油藏流体流动的表征方法进行了探讨。结果表明,从研究的角度,渗流可视为小尺度复杂管道管流;单相流时,管流存在层流、紊流两种流态,渗流也存在层流、紊流两种流态,层流状态,描述管流与渗流的方程是统一的,紊流状态,二者的描述方程不一致,但都是考虑惯性力的影响;两相流时,管流存在多种流型,渗流因尺度小、流型简单,管流基于流型建立了不同的流动表征模型,渗流利用相渗曲线解决两相流问题。说明,管流与渗流并不“冲突”,渗流即是小尺度复杂管道管流,只是由于学科不同、研究对象不同,对流体流动采用了不同的表征方法。缝洞型碳酸盐岩油藏描述不确定大,受油藏描述精度和研究范围的制约,现有管流的处理方法并不适用描述缝洞型碳酸盐岩油藏流体的流动。缝洞型碳酸盐岩油藏的流体流动表征问题应该在渗流力学的架构内,部分借鉴管流的处理方法来解决。 展开更多
关键词 管流 渗流 连续性假设 流体流动表征 缝洞型油藏
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页岩油储层压裂-提采一体化研究进展与面临的挑战 被引量：11
13
作者 张衍君 王鲁瑀 +3 位作者 刘娅菲 张佳亮 周德胜 葛洪魁 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-95,共12页
页岩油储层压裂开发中,以远超地层吸收能力的注入速率向储层注入包含各类添加剂的工作液,基本完成了压裂介质一次注入、油井开发全生命周期受益的使命。其中,2个问题尤为关键:1)如何形成均匀展布的裂缝网络,增大裂缝和储层的接触面积、... 页岩油储层压裂开发中,以远超地层吸收能力的注入速率向储层注入包含各类添加剂的工作液,基本完成了压裂介质一次注入、油井开发全生命周期受益的使命。其中,2个问题尤为关键:1)如何形成均匀展布的裂缝网络,增大裂缝和储层的接触面积、提高液体流动效率?2)在形成高效传压传质缝网的基础上,存地压裂液如何提高储层中原油的可动性?压裂和提采一体化是解决上述问题的重要思路。为此,阐述了页岩油储层压裂-提采一体化的内涵,归纳了实现压裂-提采一体化的模拟和试验技术;明确了页岩油储层压裂-提采一体化的科学问题:均衡应力压裂形成均匀展布的缝网,提高均布缝网中流体流动与传输的效率,强化基质孔隙中油气的动用。同时,指出了压裂-提采一体化面临的挑战:明确裂缝非均匀扩展导致的压裂井间干扰机理并建立控制方法,形成裂缝中高压流体高效作用于基质孔隙的途径,揭示压裂液-储层-原油相互作用提高原油可动性机理。研究结果表明:形成均布的裂缝网络是控制裂缝-基质传压传质及流体流动的基础,通过强化压裂液-储层-原油之间的相互作用动用赋存于微-纳米孔隙中的原油是核心,将压裂-提采一体化应用于页岩油储层开发是实现经济最大化的有效途径。贯彻和落实压裂-提采一体化的理念,对页岩油储层的高效开发具有重要意义。 展开更多
关键词 页岩油 压裂-提采一体化 均衡应力压裂 原油可动性 流体流动
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天然气储层裂隙中气-液两相流的流态转变条件数学模型 被引量：1
14
作者 闫晋 倪小明 +3 位作者 郭盛强 何庆宏 赵彦伟 宋金星 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期155-164,共10页
气-液两相在储层裂隙中流动时可能存在气泡流、段塞流、环雾流等流态,查明流动时流态转变条件能为气-液两相流流态形成机理研究提供依据,有助于天然气井的生产管控。根据气-液两相流不同流态的流动特点,结合连续介质控制理论和动量守恒... 气-液两相在储层裂隙中流动时可能存在气泡流、段塞流、环雾流等流态,查明流动时流态转变条件能为气-液两相流流态形成机理研究提供依据,有助于天然气井的生产管控。根据气-液两相流不同流态的流动特点,结合连续介质控制理论和动量守恒原理,构建了气泡流-段塞流-环雾状流等流态之间转变的数学模型,确定了各流态间变化的临界条件和主控因素,通过气-液运移产出微观流动物理模拟试验验证了所建数学模型的准确性。结果表明:气-液两相在裂隙中的流态转变是气/液相的物理性质、注气通道孔径、裂隙流动通道孔径、气相流体流速、液相流体流速等因素耦合作用的结果。气泡流与段塞流能否转变主要取决于初生气泡大小、流动通道空间、液相界面波高度;段塞流与环雾流间能否转变取决于气相流体能否击碎液相流体并使之悬浮。不同流态间转变的主要控制因素不同:气泡流与段塞流相互转变的主控因素为裂隙系统的孔径,注气通道孔径越大、流动通道孔径越小,越容易发生段塞流;段塞流与环雾流相互转化的主控制因素为流体流速、气/液相流体的物理性质,气/液相对速度越大、气/液密度差越小、液相表面张力越小,越容易发生环雾流。研究成果能够为天然气储层裂隙中气-液两相流态形成机理和天然气运移产出研究提供理论依据。 展开更多
关键词 储层裂隙 气-液两相流 流态转化 流体流速 气泡流 段塞流 环雾流
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渤中凹陷裂缝性致密储层钻开液伤害研究 被引量：2
15
作者 张宇飞 王超群 +3 位作者 徐博韬 苗海龙 罗程 苏俊霖 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2024年第3期325-329,共5页
储层伤害程度的评价对储层保护以及提高油气产率具有重要意义。位于渤海湾盆地的渤中凹陷地区储层属于裂缝性致密储层,取心困难且缺乏合适统一的伤害评价方法,导致储层保护难度较大。为此,结合储层的现场实际情况,设计制作了内部透明可... 储层伤害程度的评价对储层保护以及提高油气产率具有重要意义。位于渤海湾盆地的渤中凹陷地区储层属于裂缝性致密储层,取心困难且缺乏合适统一的伤害评价方法,导致储层保护难度较大。为此,结合储层的现场实际情况,设计制作了内部透明可视的3D打印裂缝岩心及相应的储层伤害评价装置,使用流量损害率评价法代替渗透率损害率评价法对渤中凹陷地区储层钻开液伤害进行研究。实验结果表明,现场在用EZFLOW钻开液体系流变性能稳定,滤失性能良好;EZFLOW钻开液对储层的伤害程度小于3%膨润土浆对储层的伤害程度,对岩心的伤害率在11.7%~26.2%之间,属于弱伤害程度;岩心的伤害率具有随岩心开度升高而降低的特点;对于不同规格的裂缝岩心而言,岩心越长,裂缝越宽,伤害率就会越大。 展开更多
关键词 3D打印透明裂缝岩心 流量伤害率评价法 钻开液伤害研究
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考虑基质渗透性的粗糙单裂隙非达西流动特性研究 被引量：2
16
作者 朱寅斌 李长冬 +3 位作者 周佳庆 项林语 姜茜慧 朱文宇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期601-611,共11页
粗糙单裂隙及其周围岩石基质是组成复杂岩体裂隙网络的基本单元,了解其中发生的流体流动行为具有重要意义。通过直接求解Navier-Stokes(N-S)方程开展三维粗糙单裂隙和裂隙-孔隙双重介质模型的渗流模拟工作,研究了裂隙表面粗糙度、匹配... 粗糙单裂隙及其周围岩石基质是组成复杂岩体裂隙网络的基本单元,了解其中发生的流体流动行为具有重要意义。通过直接求解Navier-Stokes(N-S)方程开展三维粗糙单裂隙和裂隙-孔隙双重介质模型的渗流模拟工作,研究了裂隙表面粗糙度、匹配性和基质渗透性对粗糙单裂隙中发生的非达西流动的影响规律。结果表明:Forchheimer方程可以准确描述双重介质模型中粗糙单裂隙流体流量与压力梯度间的非线性关系;表面粗糙度和不匹配性的增大会加剧裂隙内部开度分布的不均匀性,增大裂隙的流动阻力而促进非达西流动的发生;可渗透基质会使得裂隙过流能力增强,通过粗糙单裂隙的流量最多可增大约14%,这会抑制非达西流动的发生;基质渗透性对裂隙过流能力增长的影响程度与表面粗糙度和不匹配性呈正相关。 展开更多
关键词 粗糙单裂隙 裂隙-孔隙双重介质模型 非达西流动 渗流数值模拟 表面粗糙度 匹配性
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液固两相流对高压活动弯头的冲蚀磨损研究 被引量：1
17
作者 闫冲冲 华剑 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期132-140,共9页
为探究水力压裂作业中各因素对活动弯头的冲蚀磨损规律,基于液固两相流理论,利用FLUENT软件研究压裂液流速、颗粒质量流量、颗粒直径、安装角度、公称直径、连接长度、曲率半径对活动弯头冲蚀速率的影响。结果表明:活动弯头易冲蚀区域... 为探究水力压裂作业中各因素对活动弯头的冲蚀磨损规律,基于液固两相流理论,利用FLUENT软件研究压裂液流速、颗粒质量流量、颗粒直径、安装角度、公称直径、连接长度、曲率半径对活动弯头冲蚀速率的影响。结果表明:活动弯头易冲蚀区域主要集中在弯头外侧,其最大冲蚀速率和平均冲蚀速率随流速、颗粒质量流量、颗粒直径的增大而增大,随安装角度、公称直径的增大整体上逐渐减小,安装角度位于90°~180°时,最大冲蚀速率和平均冲蚀速率较小且变化平缓;随曲率半径的增大,最大冲蚀速率整体上先减小后增大,平均冲蚀速率逐渐减小;连接长度对最大冲蚀速率和平均冲蚀速率的影响较小。研究表明,压裂液流速是导致冲蚀速率增加的主要因素,通过合理调整压裂液流速可以大大降低活动弯头的冲蚀磨损。该研究结果可为活动弯头的现场使用、冲蚀防护、结构改进及优化提供参考。 展开更多
关键词 压裂液 液固两相流 冲蚀磨损 活动弯头 冲蚀速率 数值模拟
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高应力和高渗压下粗糙单裂隙非线性渗透行为试验研究
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作者 林志南 冯世宏 +1 位作者 王家全 张强 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期92-103,131,共13页
为研究高地应力和高渗压下深部裂隙岩石的渗透演化特征,文章采用RockTop-50HT全应力多场耦合三轴试验系统,开展一系列高围压和高渗压作用下不同粗糙度系数(JRC)单裂隙砂岩渗透试验。基于试验获得不同水力梯度下单裂隙砂岩的非线性渗透... 为研究高地应力和高渗压下深部裂隙岩石的渗透演化特征,文章采用RockTop-50HT全应力多场耦合三轴试验系统,开展一系列高围压和高渗压作用下不同粗糙度系数(JRC)单裂隙砂岩渗透试验。基于试验获得不同水力梯度下单裂隙砂岩的非线性渗透特性以及其表征方法;建立Forchheimer方程中参数A、B与JRC之间的定量关系;探究不同JRC单裂隙砂岩非线性渗流过程中雷诺数Re、非达西渗流因子E和表观透过率Ta等渗透参数的演化规律。结果表明:①随着水力梯度逐渐增大,单裂隙砂岩的渗流量呈现出明显的非线性渗流特性;随着JRC值增大,单裂隙砂岩的非线性渗流特征逐渐增强;②高围压和高渗压作用下裂隙的非线性渗流成因机制为渗透失稳和固液界面效应。采用Forchheimer方程定量分析时其非达西惯性系数为负值,表征单裂隙的渗流成因机制为渗透失稳;采用Izbash方程定量分析时发现单裂隙砂岩的非线性渗流特征是由显著的固液界面效应导致;③随着水力梯度增加,雷诺数Re呈非线性增大;非达西渗流因子E为负值且呈非线性降低变化;表观透过率Ta呈现出先振荡,后平稳发展,再迅速增大的发展趋势。研究成果对高地应力和高渗压下的深部裂隙岩体非线性渗流规律、稳定性分析和防灾减灾工程认识具有较重要的意义。 展开更多
关键词 单裂隙 粗糙度系数(JRC) 非线性渗流 Forchheimer方程 Izbash方程
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致密油藏水平井组井间地应力场时空演化特征
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作者 张羽鹏 吕振虎 +2 位作者 李嘉成 陈小璐 盛茂 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期77-86,共10页
水平井组开发致密油藏时,孔隙压力大幅下降会显著改变井间地应力的大小与方向,迫使加密井压裂裂缝朝向老井压力衰竭区扩展,导致加密井产量受限。因此,掌握致密油藏井间地应力场时空演化特征是加密井布井与压裂时机优选的重要基础。针对... 水平井组开发致密油藏时,孔隙压力大幅下降会显著改变井间地应力的大小与方向,迫使加密井压裂裂缝朝向老井压力衰竭区扩展,导致加密井产量受限。因此,掌握致密油藏井间地应力场时空演化特征是加密井布井与压裂时机优选的重要基础。针对新疆油田金龙2井区致密油藏,基于岩石多孔弹性理论,建立了双水平井组应力渗流耦合模型,数值模拟得到随孔隙压力下降,井间地应力场的动态变化规律。以水平主应力方向发生反转时的孔隙压力变化值为评价指标,开展了储层物性和压裂完井参数对地应力时空演化特征的影响规律。结果表明,随孔隙压力下降,井间最大水平主应力方向发生反转;储层基质渗透率、井间距减小,单井单位储层厚度日产量及压裂缝间距增加会加快主应力反转,而初始储层孔隙压力对水平主应力变化趋势无影响,其中主要影响因素为井间距。 展开更多
关键词 致密油藏 水力压裂 渗流 孔隙压力 地应力场
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浅层地热开采中砂岩单裂隙渗流传热试验研究
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作者 吴洪涛 王惠民 +4 位作者 郑惠峰 盛金昌 黄泰仁 田佳丽 盛丹娜 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期593-602,共10页
浅层地热能的开发利用关系着“双碳”目标的顺利达成,其中目标储层岩石裂隙渗流传热特性的研究对地下水源热泵系统的成效至关重要。但以往的裂隙渗流传热研究多是考虑粗糙面、流速、围压、温度等单一因素对其传热效率的评价,并未系统探... 浅层地热能的开发利用关系着“双碳”目标的顺利达成,其中目标储层岩石裂隙渗流传热特性的研究对地下水源热泵系统的成效至关重要。但以往的裂隙渗流传热研究多是考虑粗糙面、流速、围压、温度等单一因素对其传热效率的评价,并未系统探究多级流速下浅层地热储层(围压和岩石温度)变化对渗流传热演化规律的认识及其贡献程度的对比。因此,文章基于课题组自主研发的裂隙岩石渗流传热试验系统,开展了多级流速下的砂岩单裂隙渗流传热试验,分析了单裂隙渗流传热在多级流速下的全过程演化特性,探讨了浅层地热中的敏感性参数(围压和岩石温度)对渗流传热的影响规律及其贡献程度。试验结果发现:(1)出口水温和对流换热系数随水流流速的增大,其变化趋势有明显的阶段性转折;(2)围压的增大导致裂隙开度减小,流动边界层变薄,而温度梯度的增大将引起热流密度的上升,都将导致出口水温和对流换热系数呈现上升趋势;(3)岩石温度的贡献程度明显高于围压,特别是从60℃增大至70℃时,对流换热系数有了大幅度增长。 展开更多
关键词 浅层地热 砂岩 单裂隙 多级流速 对流换热系数
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