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非线性海洋环境载荷下隔水管动态响应与优化设计研究
1
作者 邢云龙 张博 +2 位作者 徐化奎 张晶 王可鑫 《钻采工艺》 北大核心 2025年第4期48-56,共9页
隔水管系统作为连接海底井口与钻井平台的关键结构,在强洋流与显著潮差的海洋环境中面临严峻的安全与稳定性挑战,频发的结构变形与疲劳破坏问题亟需通过精细建模与参数优化加以应对。文章围绕深水钻井作业中隔水管在非线性海洋环境载荷... 隔水管系统作为连接海底井口与钻井平台的关键结构,在强洋流与显著潮差的海洋环境中面临严峻的安全与稳定性挑战,频发的结构变形与疲劳破坏问题亟需通过精细建模与参数优化加以应对。文章围绕深水钻井作业中隔水管在非线性海洋环境载荷作用下的动力学响应行为开展研究:基于改进的Morison方程构建波浪—潮流耦合的非线性载荷模型,采用最小势能原理与变分方法推导结构控制方程,通过Hermite插值与Galerkin法实现有限元离散,并结合Newmark方法进行动态响应求解。研究发现:隔水管在水深约102 m处易形成“位移峰值+零转角”的高曲率响应区,属于结构潜在失效段。针对该薄弱区域,提出壁厚梯度优化设计策略,可有效降低最大位移、抑制角度波动并缩短响应周期,从而提升隔水管对中高频载荷的抵抗能力。进一步分析发现,顶张力是最直接高效的控制参数;在强潮流工况下,通过提高顶张力并结合壁厚增强形成协同抑制策略,可显著恢复结构安全裕度,满足大潮差(>1.5 m)等极端工况下的稳定运行需求。研究成果可为深水隔水管系统的设计优化与作业风险控制提供理论支撑与工程参考。 展开更多
关键词 隔水管 动力学响应行为 非线性载荷 壁厚梯度优化设计 顶张力 协同抑制策略
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滨里海盆地东缘石炭系碳酸盐岩储层主要成岩作用及控制因素分析 被引量：22
2
作者 赵中平 牟小清 陈丽 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期828-834,共7页
滨里海盆地是世界上特大型含油气盆地之一,盆地东缘石炭系碳酸盐岩储层是良好的油气储层。通过对肯基亚克油田和扎纳若尔中区块油田石炭系碳酸盐岩储层的主要成岩作用和储层控制因素的分析,指出混合白云岩化作用是研究区最主要的、也是... 滨里海盆地是世界上特大型含油气盆地之一,盆地东缘石炭系碳酸盐岩储层是良好的油气储层。通过对肯基亚克油田和扎纳若尔中区块油田石炭系碳酸盐岩储层的主要成岩作用和储层控制因素的分析,指出混合白云岩化作用是研究区最主要的、也是最普遍的白云岩成因类型,其形成的白云岩是最有利的储层。白云岩化作用与沉积环境密切相关,白云岩的分布对沉积微相展布具有一定的指示意义。由于沉积环境和相带不同,孔隙水的流动性存在一定的差异,因而成岩作用在不同的相带对孔隙的发育与演化的影响也表现出一定的差异。沉积作用是控制储层的决定因素,平面上的成岩作用差异与沉积微相相关;距石炭系顶部不整合面愈近,则后期有利的成岩作用和构造作用对储层的改造更为彻底。滨里海盆地东缘石炭系顶部碳酸盐岩储层是最具潜力的油气储层,有望进一步发现更多的油气储量。 展开更多
关键词 白云岩化 成岩作用 控制因素 滨里海盆地
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煤层氮气泡沫压裂液研究与应用 被引量：17
3
作者 杨兆中 彭鹏 +3 位作者 张健 李小刚 路艳军 刘敏 《油气藏评价与开发》 CSCD 2016年第1期78-82,共5页
针对我国煤层活性水压裂携砂困难、排采周期长,高黏压裂液伤害高的问题,提出了低伤害、低成本的泡沫压裂液配合低成本石英砂使用的压裂设计思路。并从室内实验出发对泡沫压裂液的内相(气体)和外相(盐水以及起泡剂、稳泡剂)进行室内优选... 针对我国煤层活性水压裂携砂困难、排采周期长,高黏压裂液伤害高的问题,提出了低伤害、低成本的泡沫压裂液配合低成本石英砂使用的压裂设计思路。并从室内实验出发对泡沫压裂液的内相(气体)和外相(盐水以及起泡剂、稳泡剂)进行室内优选,结合沁水盆地煤岩心流动实验确定了KCl(1%)+起泡剂LY-18(0.7%)+水的氮气泡沫压裂液体系。通过现场试验表明:与该区块其他活性水压裂效果相比,氮气泡沫压裂缩短了煤层气见气时间,提高了该地区的见气概率,整体经济效益良好。因此,低伤害的氮气泡沫压裂液作为少水压裂而言,不仅实现了地下与地面的双层环保,还在一定程度上提高了煤层气的开发效益,具有广泛的推广意义。 展开更多
关键词 煤层气 水力压裂 氮气泡沫压裂液 低伤害
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耐高温酸液胶凝剂的制备及性能评价 被引量：4
4
作者 李晖 罗斌 +3 位作者 李钦 郭淑芬 鲁红升 兰健 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期589-594,共6页
两性离子胶凝剂具有价格低和合成方便的优点,并能基于胶凝剂之间的超分子作用提升酸液的黏度。为了构造可长期应用于深度酸化压裂的胶凝酸体系,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)或甲基... 两性离子胶凝剂具有价格低和合成方便的优点,并能基于胶凝剂之间的超分子作用提升酸液的黏度。为了构造可长期应用于深度酸化压裂的胶凝酸体系,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)等为原料,以自由基水溶液聚合法合成了2种两性离子胶凝剂PAAD1(AM-AMPS-DMDAAC)和PAAD2(AM-AMPS-DMC)。对胶凝剂的制备条件进行了优选,考察了其在酸液中的酸溶时间、增黏性能和耐温耐剪切性。结果表明,2种胶凝剂的酸溶时间低于40 min,增黏性能较好。将PAAD1和PAAD2按质量比7∶3复配后,酸液黏度(25℃、170 s^(-1))可达39 mPa·s;在160℃、s^(-1)下剪切90 min后的黏度为15 m Pa·s。相较于单一的胶凝剂,复配胶凝剂的增黏、耐温和耐剪切性能更佳。 展开更多
关键词 两性离子 胶凝剂 胶凝酸 增黏 耐温
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国内中高温提高采收率清洁压裂液研究与应用展望 被引量：11
5
作者 李晖 李勇 +1 位作者 郭淑芬 钟水清 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2013年第5期84-87,16,共4页
清洁压裂液在纯水介质中形成球形胶束,球形胶束演变进而形成高黏弹性的空间网状结构,实现对支撑剂的携带和造缝;遇地层中的油和水,胶束膨胀而崩解成低黏度的球形胶束,实现清洁压裂液的自动破胶。有6种途径将清洁压裂液耐温性能提高到10... 清洁压裂液在纯水介质中形成球形胶束,球形胶束演变进而形成高黏弹性的空间网状结构,实现对支撑剂的携带和造缝;遇地层中的油和水,胶束膨胀而崩解成低黏度的球形胶束,实现清洁压裂液的自动破胶。有6种途径将清洁压裂液耐温性能提高到100℃以上:提高表面活性剂浓度、采用非离子型表面活性剂与交联剂复配、在阳离子表面活性剂中加入阴离子表面活性剂、采用高分子表面活性剂与胶束促进剂复配、采用两性表面活性剂卵磷脂与非水溶性有机醇类复配、采用阴离子表面活性剂与非离子表面剂和亲水性表面活性剂及疏水性有机醇复配。清洁压裂液在天然气的破胶中引入疏水缔合聚合物,实现清洁压裂液在天然气中的破胶和降低成本,是清洁压裂液研究发展的方向。 展开更多
关键词 清洁压裂液 黏弹性表面活性剂 机理 研究 应用
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基于空间球对称模型的井底岩石可钻性研究 被引量：4
6
作者 石祥超 陶祖文 +2 位作者 孟英峰 赵向阳 陶赟 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期130-135,共6页
针对井底复杂应力环境下的岩石可钻性问题,开展了岩石可钻性和岩石单轴抗压强度实验和理论研究,研究中采用弹性力学理论和Drucker-Prager强度准则,建立了球坐标系下的井底岩石可钻性模型,并以川西地区某井须家河组致密砂岩实验数据和测... 针对井底复杂应力环境下的岩石可钻性问题,开展了岩石可钻性和岩石单轴抗压强度实验和理论研究,研究中采用弹性力学理论和Drucker-Prager强度准则,建立了球坐标系下的井底岩石可钻性模型,并以川西地区某井须家河组致密砂岩实验数据和测井资料为基础,进行了算例分析。结果表明,井底岩石可钻性随着液柱压力的增大而增加;井深一定时,沿井底表面径向方向,随着距离的增加,岩石可钻性增大。该模型计算结果,能够较好地反映井底岩石可钻性级值的变化规律,有助于钻具优化设计。 展开更多
关键词 可钻性 Drucker-Prager强度准则 中间主应力 液柱压力 测井
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上倾管内油水两相流流型实验研究 被引量：4
7
作者 朱珊珊 牟星洁 +2 位作者 李旺 宋晓琴 古丽 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期144-151,共8页
国内多条成品油输送管道在投产和运行过程中,采用“水联运”投产方式所造成的上倾管道低洼处积水现象引起了严重的管道内腐蚀问题。利用上游来油将低洼处积水携出管道能有效缓解内腐蚀。采用0#柴油、去离子水在内径100 mm的上倾管道内... 国内多条成品油输送管道在投产和运行过程中,采用“水联运”投产方式所造成的上倾管道低洼处积水现象引起了严重的管道内腐蚀问题。利用上游来油将低洼处积水携出管道能有效缓解内腐蚀。采用0#柴油、去离子水在内径100 mm的上倾管道内观察油水两相流流型并测量油携水临界流速。结果表明,随油流黏性力增大和管道倾角增大,油水两相流依次呈现波状分层流、有水滴的波状分层流和油相占主导的分散流3种流型;同一流型下,油相能将水相携入上倾段的最低临界流速随倾角增大而增大;倾角从20°增大到25°使流型从波状分层流转化为有液滴的波状分层流时,油相能将水相携入上倾段的临界流速从0.203 m/s减小为0.187 m/s;倾角从30°增大至35°时,使初始流型从有液滴的波状分层流转换为水相在油相中的分散流,油相能将水相携入上倾段的临界流速从0.205 m/s减小为0.194 m/s;油相能将水相完全携出上倾段的临界流速随倾角增大而略有增大;发生流型转化的流速随倾角增大而减小。 展开更多
关键词 油水两相流 上倾管道 流型 临界流速
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力化耦合作用下的层理性页岩气水平井井壁失稳研究 被引量：26
8
作者 邓媛 何世明 +3 位作者 邓祥华 彭远春 何世云 汤明 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期26-33,共8页
针对现有页岩气水平井井壁稳定力化耦合分析大都仅考虑水化作用对岩石强度的影响,鲜有考虑水化应力应变影响的情况,以弹性力学和岩石力学等理论为基础,同时考虑水化作用对岩石力学参数的弱化效应和附加水化应力,建立了力化耦合作用下层... 针对现有页岩气水平井井壁稳定力化耦合分析大都仅考虑水化作用对岩石强度的影响,鲜有考虑水化应力应变影响的情况,以弹性力学和岩石力学等理论为基础,同时考虑水化作用对岩石力学参数的弱化效应和附加水化应力,建立了力化耦合作用下层理性页岩气水平井井壁坍塌压力预测模型,研究了层理性页岩气水平井井壁失稳机理,分析了影响井壁稳定的因素及影响规律。研究结果表明:存在层理面时,会使坍塌压力大幅升高;沿层理面方位钻进,井壁稳定性最好;当水化时间一定时,坍塌压力随距井壁径向距离增加而降低,水化时间越长,近井壁处易坍塌区域越大;考虑水化应力影响后坍塌压力会大幅升高,在设计钻井液密度时,不能忽略水化应力的影响。研究成果丰富了页岩气水平井井壁失稳理论,对层理性页岩气水平井钻井设计具有指导作用。 展开更多
关键词 页岩气 水平井 水化作用 层理面 井眼稳定 坍塌压力
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洛带气田多层系低压气藏压裂工艺技术研究及应用 被引量：1
9
作者 杨星 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2018年第1期119-122,共4页
洛带气田蓬莱镇组气藏储层具有储层敏感性强、压力低、层多但单层薄、储量丰度低等特征,采用常规压裂工艺储层伤害大、压裂液返排率低,压裂效果不好。针对储层特征,攻关形成了以"低伤害强返排压裂液、优化施工参数、液氮助排、纤... 洛带气田蓬莱镇组气藏储层具有储层敏感性强、压力低、层多但单层薄、储量丰度低等特征,采用常规压裂工艺储层伤害大、压裂液返排率低,压裂效果不好。针对储层特征,攻关形成了以"低伤害强返排压裂液、优化施工参数、液氮助排、纤维防砂、高效返排、多层压裂"为核心的压裂工艺技术,在洛带气田蓬莱镇组气藏具有很好的适用性,现场应用取得了显著的改造效果,也为国内外类似气藏的压裂开发提供了有益借鉴。 展开更多
关键词 洛带气田 蓬莱镇组 低伤害 液氮助排 纤维防砂 多层压裂
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