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页岩气随钻导向钻井技术发展现状与趋势
1
作者 刘伟 唐晓明 +1 位作者 房超 刘永辉 《石油机械》 北大核心 2025年第10期8-16,共9页
页岩气资源对保障国家能源安全及实现“双碳”目标具有战略意义,而我国页岩气储层普遍具有低孔隙度、低渗透率、非均质性强等特点,钻井过程中面临井眼轨迹控制难、储层钻遇率低等挑战。通过攻关随钻导向钻井技术,实时获取伽马、电阻率... 页岩气资源对保障国家能源安全及实现“双碳”目标具有战略意义,而我国页岩气储层普遍具有低孔隙度、低渗透率、非均质性强等特点,钻井过程中面临井眼轨迹控制难、储层钻遇率低等挑战。通过攻关随钻导向钻井技术,实时获取伽马、电阻率等随钻参数,快速迭代更新地质模型,动态调整井眼轨迹,大幅提高了浅层页岩气优质储层钻遇率和单井产量,形成了页岩气高效开发的核心技术。对比分析了随钻测量/井、地质导向分析决策、定向轨迹高效控制三大导向钻井核心要素的国内外技术差距,针对深层页岩气给随钻导向钻井技术带来的新挑战,明确了要进一步攻关极限测传技术、开展多学科一体化协同作业、研发高效旋转导向工具和发挥智能化大数据优势四大方向。研究结果对推动随钻导向钻井技术发展具有重要借鉴意义。 展开更多
关键词 页岩气 随钻导向钻井技术 随钻测量/井 高效传输 地质导向决策 多学科协同 智能分析
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基于RGPSO-LightGBM的套管磨损深度预测
2
作者 秦彦斌 王健 +2 位作者 万志国 李琳琳 窦益华 《石油机械》 北大核心 2025年第5期139-146,共8页
传统的套管磨损预测模型在理想假设下无法达到满意的精度,依赖试验数据的推导方式也非常耗时且成本高。提出了一种反应式全局粒子群优化轻量级梯度提升机(RGPSO-LightGBM)的套管磨损深度预测模型。使用Pearson相关系数法及特征重要性对... 传统的套管磨损预测模型在理想假设下无法达到满意的精度,依赖试验数据的推导方式也非常耗时且成本高。提出了一种反应式全局粒子群优化轻量级梯度提升机(RGPSO-LightGBM)的套管磨损深度预测模型。使用Pearson相关系数法及特征重要性对多臂井径成像测井仪的报告数据及钻井日志进行分析,提取出关键特征值;利用LightGBM对磨损深度进行预测,结合RGPSO对LightGBM的多个超参数进行全局调优;将所提模型与BP神经网络(BPNN)、极限梯度提升(XGBoost)等模型进行对比。研究结果表明,所提模型的最高拟合优度(R^(2))可达0.9976,具有更好的预测准确性、鲁棒性和泛化能力,能够为后续油气井生产的智能化控制提供有效依据,对维护井筒完整性、保障油气井安全生产作业具有重要的实际意义。 展开更多
关键词 套管磨损深度 井筒完整性 LightGBM 粒子群优化 机器学习
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基于等效模量法的数字岩芯三轴压缩行为研究
3
作者 林铁军 曾馨 +2 位作者 孙鑫 于浩 余文帅 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期84-94,共11页
针对深部硬脆性难钻地层取芯困难、难获取完整的岩芯样品、室内岩石力学参数实验成本高等问题,采用数值方法结合矿物组分含量建立以泰森多面体为骨架的多组分数字岩芯模型,提出等效模量法实现三轴压缩条件下矿物力学性能的动态调整。开... 针对深部硬脆性难钻地层取芯困难、难获取完整的岩芯样品、室内岩石力学参数实验成本高等问题,采用数值方法结合矿物组分含量建立以泰森多面体为骨架的多组分数字岩芯模型,提出等效模量法实现三轴压缩条件下矿物力学性能的动态调整。开展数字岩芯三轴压缩过程仿真模拟,获取了数字岩芯破裂裂缝形态、三轴压缩应力应变曲线及岩石弹性模量,模拟结果与室内实验结果一致;对比分析了三轴压力对岩石整体和矿物颗粒的损伤和应力分布影响。研究表明,三轴压力对矿物颗粒的影响因矿物种类及空间分布而异,同时抑制了岩石裂纹的扩展。研究方法和结果为研究数字岩芯的力学及破裂行为提供了新的思路,能够有效模拟复杂地质条件下的岩石力学响应和破裂形式,为解决深部硬脆性地层取芯难题提供了技术支撑。 展开更多
关键词 数字岩芯 三轴压缩 岩石力学 裂纹扩展 应力分布
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高光谱结合支持向量机算法的砂岩岩性识别
4
作者 焦龙 李莹 +1 位作者 仝容超 王彩玲 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第9期2496-2501,共6页
准确识别砂岩的岩性在资源勘探、地质工程以及建筑材料研究等领域至关重要。高光谱是近年来发展迅速的一种具有图谱合一、信息量大、分析速度快、无损检测等优点的新兴分析手段,克服了传统分析方法时间长、程序复杂等问题。支持向量机(S... 准确识别砂岩的岩性在资源勘探、地质工程以及建筑材料研究等领域至关重要。高光谱是近年来发展迅速的一种具有图谱合一、信息量大、分析速度快、无损检测等优点的新兴分析手段,克服了传统分析方法时间长、程序复杂等问题。支持向量机(SVM)方法具有强大的学习和泛化能力,是一种快速、准确的分析方法。因此,通过高光谱分析结合支持向量机建模建立了不同岩性砂岩的识别方法。收集了4类不同岩性的砂岩样品,采集其高光谱数据;用标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)、Savitzky-Golay平滑方法分别对高光谱数据进行预处理;之后分别采用偏最小二乘判别分析(PLSDA)和SVM方法建立分类模型。在SVM模型中,选择高斯核函数(RBF核)建立SVM分类模型,用网格搜索法对SVM中的惩罚参数C和核函数gamma参数进行优化,确定C的取值为(0.1、1、10、100),径向基函数gamma参数为(0.01、0.1、1、10),共形成16种参数组合,分别建立分类模型,最佳PLSDA和SVM模型的五折交叉验证分类准确率达到93.20%和96.40%。建立的最佳MSC-PLSDA以及SNV-SVM模型均能较准确识别测试集样品,MSC-PLSDA模型的测试集分类准确率达到89.00%,模型对应的F1值均达到80%以上;MSC-SVM模型的测试集分类准确率达到96%,模型对应的F1值均达到90%以上,其中泥质砂岩和细粒砂岩的识别准确度最高,F1值达到100%。结果表明,高光谱技术结合支持向量机方法是一种可靠的砂岩岩性识别分析方法,且光谱预处理方法对识别准确度有显著的影响,为砂岩岩性识别分析体系提供了一种新思路。 展开更多
关键词 高光谱 支持向量机 砂岩 岩性识别
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高温深层裂缝性地层钻井用复合堵漏材料 被引量：2
5
作者 杨岳鹏 张佳楠 +3 位作者 张丽辉 尚有志 王磊 张洪涛 《油田化学》 北大核心 2025年第1期14-21,共8页
为了有效解决高温深层裂缝性地层钻井过程中出现的井漏现象,研制了一种抗高温刚性封堵剂HTD-2,并将其与改性无机矿物纤维GXW-1和弹性堵漏材料TDS-2复配形成复合堵漏材料。通过耐温性能实验、裂缝封堵实验、高温高压砂床封堵实验以及与... 为了有效解决高温深层裂缝性地层钻井过程中出现的井漏现象,研制了一种抗高温刚性封堵剂HTD-2,并将其与改性无机矿物纤维GXW-1和弹性堵漏材料TDS-2复配形成复合堵漏材料。通过耐温性能实验、裂缝封堵实验、高温高压砂床封堵实验以及与钻井液的配伍性实验等对堵漏材料的性能进行了评价。研究结果表明,HTD-2、GXW-1和TDS-2的耐温性能明显优于核桃壳;在高温高压条件下,单一堵漏材料无法对不同尺寸的裂缝均产生良好的封堵效果,而复合堵漏材料的封堵效果较好,配方为8%HTD-2+1.5%GXW-1+6%TDS-2的复合堵漏材料可使0.5~2 mm裂缝的30 min滤失量均降低至100 m L以下,封堵层的承压能力均大于10 MPa。复合堵漏材料的加入可使钻井液在不同粒径的岩屑砂床中均具有良好的封堵效果,0.85~2 mm砂床60 min侵入深度仅为9.3 cm。另外,复合堵漏材料与钻井液还具有较好的配伍性。现场应用结果表明,采用加入复合堵漏材料的钻井液进行现场施工时,GX-1井钻井过程中未出现明显滤失现象,钻井过程顺利,有效提升了钻井效率和质量。该复合堵漏材料适合在高温深层裂缝性地层堵漏施工作业中进行推广应用。 展开更多
关键词 高温深井 裂缝性地层 刚性封堵剂 复合堵漏材料 堵漏效果
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基于AMPS的早强型缓凝剂的合成及性能
6
作者 谢云媚 张晔 +3 位作者 马勇 程小伟 梅开元 张春梅 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第3期379-385,共7页
随着油气开采深度的增加,长封固段温度梯度过大,为保证水泥浆的安全泵送,需要加入大量油井水泥缓凝剂,这会导致水泥浆在井口低温段出现超缓凝、强度发展缓慢等问题,严重影响固井质量和安全。针对现有问题,基于吸附理论选择AMPS、MA、NVP... 随着油气开采深度的增加,长封固段温度梯度过大,为保证水泥浆的安全泵送,需要加入大量油井水泥缓凝剂,这会导致水泥浆在井口低温段出现超缓凝、强度发展缓慢等问题,严重影响固井质量和安全。针对现有问题,基于吸附理论选择AMPS、MA、NVP、DEAA四种单体合成一种耐高温早强型缓凝剂AMND,并通过红外光谱、热稳定性测试、凝胶色谱分析、高温高压稠化等方法对缓凝剂的结构和性能进行测试。测试结果表明:缓凝剂AMND高温稠化性能优异,在150℃高温条件下水泥浆稠化时间可达316 min;缓凝剂AMND具有优异的调凝性以及较低的温度敏感性与加量敏感性,能够调节不同温度段的稠化时间,有利于水泥浆在固井施工现场的安全泵送;对水泥石力学发展影响较小,在150℃循环温度、60℃养护条件下,1 d、2 d、3 d强度分别可达6.34、8.24、14.66 MPa,满足固井施工强度要求。结论认为该缓凝剂能够缓解低温段超缓凝现象,实现高温井底缓凝,且不影响井口强度发展,成功缓解大温差长封固段井超缓凝或者不凝的难题,具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 缓凝剂 大温差 早期抗压强度 长封固段固井
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钻井液降温用相变材料的研究进展
7
作者 马洁 张尧 +4 位作者 李辉 王犁 来婧娟 张烜 武元鹏 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第5期567-574,共8页
随着国内非常规油气资源向着深井、超深井探索求产,钻井液、井下工具、探测仪器承受的地层温度越来越高,亟需高效的降温技术。当前钻井液降温方式主要包括自然冷却、地面冷却装置等,降温效果有限。相变材料凭借其储热密度大、相变温度... 随着国内非常规油气资源向着深井、超深井探索求产,钻井液、井下工具、探测仪器承受的地层温度越来越高,亟需高效的降温技术。当前钻井液降温方式主要包括自然冷却、地面冷却装置等,降温效果有限。相变材料凭借其储热密度大、相变温度可调控等优势,可在特定井段实现温度响应,在旋转导向、随钻测井等高价值井下仪器附近精准冷却,因此成为钻井液降温技术的研究热点。相变材料现已广泛应用于太阳能光热存储、建筑物调节温度、电子设备热管理等领域,但对于深井、超深井钻探领域,仍处于初步探索阶段。重点论述了相变材料的分类、中高温相变材料的研究现状、相变材料用于钻井液的性能要求及现有文献用于钻井液降温领域的应用研究。未来可结合数值模拟与现场试验,开发高导热、低成本的相变材料,加强其多功能设计,优化其与钻井液的配伍性,探索兼具降温、润滑、地层保护等功能的环保、高效、稳定、智能化的新型相变材料,为钻井液技术提供创新解决方案。 展开更多
关键词 油气田开发 钻井液 相变材料 降温
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基于区间分析的钻井工程风险评价方法 被引量：11
8
作者 管志川 魏凯 +1 位作者 傅盛林 赵廷峰 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期15-18,共4页
针对钻井基础信息参数存在不确定性的问题,以区间分析方法和可靠性理论为基础,通过分析钻井过程中井下故障发生的力学致险机理,建立了钻井工程风险的非概率可靠性评价方法。该方法只需根据先验信息确定出井下故障的风险评价函数和风险... 针对钻井基础信息参数存在不确定性的问题,以区间分析方法和可靠性理论为基础,通过分析钻井过程中井下故障发生的力学致险机理,建立了钻井工程风险的非概率可靠性评价方法。该方法只需根据先验信息确定出井下故障的风险评价函数和风险因素的上下界,即可进行风险系数计算。确定了几种常见井下故障的风险评价函数,根据区间变量运算法则推导出了风险系数表达式。以西部某区块的W井为例进行了验证分析,结果表明,该方法计算简便、实用,能够满足工程实际需要。 展开更多
关键词 钻井工程 钻井参数 不确定性 区间数学 风险分析 风险系数
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基于无监督学习技术的碎屑岩储集层成岩相测井识别与应用:以沾化凹陷三台组为例
9
作者 孟圆 贾光华 +2 位作者 李传华 张立强 张曙光 《古地理学报》 北大核心 2025年第3期746-762,共17页
渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷埕岛—桩海地区侏罗系三台组近年来成为油气勘探重点层系,但受构造演化复杂、沉积类型多样、岩性多变的影响,储集层非均质性极强,储集层质量预测难度大,而成岩相类型的精确识别与划分对储集层的评价起至关重... 渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷埕岛—桩海地区侏罗系三台组近年来成为油气勘探重点层系,但受构造演化复杂、沉积类型多样、岩性多变的影响,储集层非均质性极强,储集层质量预测难度大,而成岩相类型的精确识别与划分对储集层的评价起至关重要的作用。传统利用有监督学习识别全井成岩相的方法在学习样本数目较少的情况下实用性有限,本研究开展基于单因素约束的无监督全井成岩相测井识别方法研究。结合视压实率、胶结物含量、面孔率和裂缝率将研究区成岩相划分为致密压实相、碳酸盐胶结相、溶蚀与裂缝相和不稳定成分弱溶蚀相。确定了GR(自然伽马)、AC(声波时差)、DEN(密度)、RD(深侧向电阻率)4条对成岩作用敏感的测井曲线作为成岩相测井识别的依据。分别对4条曲线聚类范围进行约束,确保了无监督学习方法与成岩相良好的映射关系。基于无监督学习划分的测井相种类,利用铸体薄片等资料实现测井相与成岩相的标定,完成地区成岩相的识别与划分。划分结果表明,溶蚀与裂缝相、不稳定成分弱溶蚀相为研究区储集层有利成岩相,2类成岩相对应较高的孔渗度,溶蚀与裂缝主要分布在含砾砂岩等粗粒岩中,不稳定成分弱溶蚀相主要分布在粉砂岩等细粒岩中。通过盲井成岩相对比,验证学习方法的准确性,进而为缺乏取心井段的储集层成岩相识别提出新的预测方法,对有利储集层的评价及预测具有一定意义。 展开更多
关键词 济阳坳陷 沾化凹陷 三台组 成岩相测井识别 单因素约束 无监督学习
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K型井架有限元仿真分析及检测方案优化 被引量：10
10
作者 许仁波 段晶晶 +3 位作者 邓荆江 王鑫 王希军 张建荣 《石油机械》 北大核心 2014年第1期14-17,共4页
通过建立K型井架有限元模型,对设计载荷作用下井架的变形位移及应力分布情况进行了仿真分析。分析结果表明,K型井架承载过程中结构形状的变化将导致井架顶端产生前倾位移,最大位移量可达41 mm;井架最大应力发生在井架上段与中上段连接... 通过建立K型井架有限元模型,对设计载荷作用下井架的变形位移及应力分布情况进行了仿真分析。分析结果表明,K型井架承载过程中结构形状的变化将导致井架顶端产生前倾位移,最大位移量可达41 mm;井架最大应力发生在井架上段与中上段连接处。基于有限元分析确定的井架承载主要危险应力区,结合SY/T 6326—2008标准要求确定了K型井架检测方案中应变片的选择及测点规划布置,制定出符合标准要求的井架强度检测实施方案,这对井架安全检测评定具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 K型井架 有限元模型 变形位移 危险应力区 检测方案 优化
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TETA-DTC除铅性能评价及分子动力学模拟
11
作者 唐嘉婧 马超 +2 位作者 倪帅 刘超 周旭 《工业水处理》 北大核心 2025年第7期177-182,共6页
为防止Pb^(2+)过量流入环境对生态产生危害,利用三乙烯四胺和二硫化碳在碱性环境下制备出一种含有双二硫代氨基甲酸基团(DTC)的螯合剂TETA-DTC,对比了TETA-DTC与市售螯合剂处理Pb^(2+)的性能,筛选了TETA-DTC与Pb^(2+)螯合反应的最佳条件... 为防止Pb^(2+)过量流入环境对生态产生危害,利用三乙烯四胺和二硫化碳在碱性环境下制备出一种含有双二硫代氨基甲酸基团(DTC)的螯合剂TETA-DTC,对比了TETA-DTC与市售螯合剂处理Pb^(2+)的性能,筛选了TETA-DTC与Pb^(2+)螯合反应的最佳条件,并采用分子动力学模拟的方法揭示了其螯合作用机理。研究结果表明:在Pb^(2+)质量浓度25 mg/L、pH=5的条件下,较市售螯合剂,TETA-DTC对Pb^(2+)具有优良的去除效果,且用量更少;当Pb^(2+)质量浓度为25 mg/L时,TETA-DTC的投加量越大,螯合体系的pH越大,Pb^(2+)去除率越高,综合考虑TETA-DTC投加量60 mg/L、pH=5为螯合去除Pb^(2+)的最佳条件,最佳反应条件下Pb^(2+)去除率达95.21%;分子动力学对TETA-DTC中官能团、原子与Pb^(2+)之间的径向分布模拟表明,TETA-DTC结构中C—S—S基团与Pb^(2+)的作用半径最小,作用强度最大,N1原子次之,N2原子最小,C—S—S基团是关键的螯合基团;分子动力学对不同浓度的螯合剂与Pb^(2+)之间相互作用能的模拟表明,TETA-DTC分子和Pb^(2+)之间的螯合作用较稳定,稳定性随着TETA-DTC分子数量的增加而增加。 展开更多
关键词 二硫代氨基甲酸盐 螯合剂 铅离子 分子动力学模拟
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自动坐封井口堵塞器的研制及其评价试验
12
作者 平恩顺 王玉忠 +4 位作者 任宝良 赵磊 李迪 黄峰 邵俊龙 《石油机械》 北大核心 2025年第7期136-140,共5页
针对段塞加砂压裂或生产放喷过程中井口装置易发生刺漏,无法及时解决井控风险,存在严重安全隐患的问题,研制了一套新型自动坐封井口堵塞器及配套的液压打捞工具。介绍了自动坐封井口堵塞器及液压打捞工具的主要结构和工作原理,分析了其... 针对段塞加砂压裂或生产放喷过程中井口装置易发生刺漏,无法及时解决井控风险,存在严重安全隐患的问题,研制了一套新型自动坐封井口堵塞器及配套的液压打捞工具。介绍了自动坐封井口堵塞器及液压打捞工具的主要结构和工作原理,分析了其主要性能参数和性能特点,对自动坐封井口堵塞器物理样机进行了室内性能评价试验。试验结果表明:在15 MPa井筒压力条件下,研制的新型自动坐封井口堵塞器拉动挡销自由落体落入井筒内,实现自动丢手和延时自动坐封,满足50 MPa承压密封性能要求;通过液压打捞工具加压10 MPa,实现自动解封并泄压平衡后可安全起出自动坐封井口堵塞器。研制的整套工具具备现场试验的条件,可在短时间内及时解决井口刺漏问题,具有良好的推广应用前景。 展开更多
关键词 井口刺漏 自动坐封 井口堵塞器 液压打捞工具 性能评价试验
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CCUS/CCS井地质聚合物水泥浆体系
13
作者 高飞 任孟 +4 位作者 郭宇程 田宝振 费中明 郭胜来 董三宝 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第5期665-671,共7页
针对CCUS/CCS井高浓度CO_(2)环境下传统硅酸盐水泥体系易腐蚀、强度衰减、环空密封失效等问题,开发了一种低碳型地质聚合物水泥浆体系。该水泥浆体系以粉煤灰、矿渣等固体废物为基材,通过草酸钠与氢氧化钙反应生成的缓释型激活剂替代传... 针对CCUS/CCS井高浓度CO_(2)环境下传统硅酸盐水泥体系易腐蚀、强度衰减、环空密封失效等问题,开发了一种低碳型地质聚合物水泥浆体系。该水泥浆体系以粉煤灰、矿渣等固体废物为基材,通过草酸钠与氢氧化钙反应生成的缓释型激活剂替代传统氢氧化钠,构建出具有稠化性能可调控、抗腐蚀能力强的新型胶凝体系。通过筛选外加剂,优化了水泥浆的流变性和耐腐蚀性。实验表明,该水泥浆体系在70℃~120℃下稠化时间可控,密度为1.85 g/cm^(3),24 h抗压强度可达40 MPa,弹性模量为6.5 GPa。经30 d CO_(2)腐蚀后水泥石强度无衰退,渗透率增长仅为9%。现场应用于5口CCUS井,固井质量全部达标。研究成果为高腐蚀环境下的固井体系优化提供了新思路和工程实践依据。 展开更多
关键词 地质聚合物 缓释激活剂 固井水泥浆 CCUS井 CO_(2)腐蚀 抗压强度 渗透率
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深部地层CO_(2)对抗高温降滤失剂性能弱化规律及机理分析
14
作者 张坤 李阳 +4 位作者 穆剑雷 李永龙 石亚华 蒲磊 谢凌志 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第4期494-502,共9页
随着酸性气藏的开发,钻井液面临着CO_(2)侵入的风险。由于酸性气藏埋藏深,高温高密度钻井液体系在受到CO_(2)污染后,性能会显著弱化,尤其是滤失量难以控制。室内建立了一种新型的CO_(2)污染评价实验方法,在150℃下,对几种典型的抗高温... 随着酸性气藏的开发,钻井液面临着CO_(2)侵入的风险。由于酸性气藏埋藏深,高温高密度钻井液体系在受到CO_(2)污染后,性能会显著弱化,尤其是滤失量难以控制。室内建立了一种新型的CO_(2)污染评价实验方法,在150℃下,对几种典型的抗高温降滤失剂进行了CO_(2)侵入污染实验评价。基于“降滤失剂+膨润土浆”宏观和微观性能分析,系统研究了CO_(2)对降滤失剂的弱化机制,以及不同降滤失剂的抗CO_(2)污染性能。研究结果表明,磺化类降滤失剂SAS和SMP-Ⅲ在受到CO_(2)污染后,其水溶性变差,黏度降低、滤失性能恶化,胶体稳定性下降。相比之下,聚合物降滤失剂NH4-HPAN和纤维素类降滤失剂PAC-LV在受到CO_(2)污染后表现出增稠现象。NH4-HPAN在抗CO_(2)污染能力方面表现突出,其降滤失性能、胶体稳定性以及粒径分布均保持良好的稳定性。 展开更多
关键词 酸性气藏 降滤失剂 CO_(2)污染 胶体稳定性 粒径分布
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破碎带地层堵漏剂性能及堵漏机理研究
15
作者 王羽歌 苏丹丹 +2 位作者 田永军 王秀宇 牟宗阳 《应用化工》 北大核心 2025年第9期2303-2309,2315,共8页
针对破碎地层钻井液漏失问题,研制了一种兼具膨胀性与结构稳定性的复合型堵漏材料。通过室内模拟实验与流固耦合数值仿真相结合的方法,系统研究了材料的动态吸水特性、高温耐受能力及其对钻井液性能的调控机制。结果表明,所制备材料在... 针对破碎地层钻井液漏失问题,研制了一种兼具膨胀性与结构稳定性的复合型堵漏材料。通过室内模拟实验与流固耦合数值仿真相结合的方法,系统研究了材料的动态吸水特性、高温耐受能力及其对钻井液性能的调控机制。结果表明,所制备材料在高温流体环境中展现有意的膨胀性能,且在高温条件下保持结构完整性。当应用于钻井液体系时,能够在降低钻井液体系滤失量且对体系流变性能无显著影响。数值模拟揭示,刚性颗粒在裂缝狭窄段形成稳定力链网络实现初始封堵,膨胀后柔性颗粒通过二次封堵增强堵漏层承压能力。该研究成果为破碎带地层钻井工程提供了新型堵漏技术方案,其创新性在于突破传统单一堵漏模式,实现动态自适应封堵效果。 展开更多
关键词 堵漏 破碎带 CFD-DEM 钻井液
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岩石气水两相渗流的玻璃刻蚀驱替实验与有限元数值模拟对比 被引量：11
16
作者 吴丰 姚聪 +4 位作者 丛林林 袁龙 闻竹 张凤生 习研平 《岩性油气藏》 CSCD 北大核心 2019年第4期121-132,共12页
岩石微观可视化两相渗流特征研究对于油气田开发具有重要意义。分别采用微观可视化玻璃刻蚀驱替实验和有限元数值模拟对岩石中微观气水两相流体的动态渗流特征进行了研究,并将数值模拟结果与微观玻璃刻蚀驱替实验结果进行了对比验证。... 岩石微观可视化两相渗流特征研究对于油气田开发具有重要意义。分别采用微观可视化玻璃刻蚀驱替实验和有限元数值模拟对岩石中微观气水两相流体的动态渗流特征进行了研究,并将数值模拟结果与微观玻璃刻蚀驱替实验结果进行了对比验证。结果表明,有限元数值模拟结果与玻璃刻蚀驱替实验结果基本一致。气水两相流驱替实验过程中存在明显的指进现象;驱替结束后,分布在大孔喉和与大孔喉相连的孔隙中的水被驱替,未被驱替的水主要分布在小孔喉、小孔喉控制的大孔隙和孔隙盲端;单相渗流达到稳态后,流动通道中心的流体流速比入口处流体流速大,孔喉半径越大,压力降低越慢。微观玻璃刻蚀驱替实验方法能较好地观测微观指进现象和气体在通过狭窄喉道时的运移跳跃现象,而有限元数值模拟方法则具有成本低、易于操作、实验可重复性高等优点。微观玻璃刻蚀驱替实验与有限元数值模拟相结合研究气水两相渗流效果更佳。 展开更多
关键词 两相流驱替 玻璃刻蚀 有限元模拟 NAVIER-STOKES 方程
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基于ABAQUS二次开发的非均质砾岩切削模拟
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作者 申悦 施赵南 +2 位作者 王利华 程书婷 纪慧 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第28期11997-12005,共9页
针对硬地层及软硬交错非均质地层中聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)钻头易损坏、破岩效率低的问题,研究以单齿破岩实验为基础,通过有限元软件,建立了基于INP文件二次开发的非均质砾岩模型,模拟不同后倾角、切削... 针对硬地层及软硬交错非均质地层中聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)钻头易损坏、破岩效率低的问题,研究以单齿破岩实验为基础,通过有限元软件,建立了基于INP文件二次开发的非均质砾岩模型,模拟不同后倾角、切削深度和切削轨迹下的破岩过程,分析岩石破碎形态、应力分布及载荷特性,揭示了切削参数及齿形结构对破岩性能的影响机制。结果表明:平面齿的切削效率与切削齿后倾角呈正相关性,后倾角优化至30°时,其破岩效率实现最大化,而斧形齿在20°时效率最高,其效率与后倾角呈非线性关系,切削范围随角度增大而缩小;切削深度为10 mm时,应力值升高,应力影响范围扩大,岩石变形显著,破岩比功最小为5.41 mJ/mm^(3);斧形齿前端凸起的脊刃部分先与岩石接触形成应力集中区,使岩石更容易发生破碎,且切削轨迹各处的应力值变化幅度较小,整体的切削过程中更加稳定。通过优化后倾角及切削深度实现破岩效率最大化。研究成果为PDC钻头的个性化设计和优化提供了重要的理论依据,尤其对砾岩层钻进具有重要指导意义。 展开更多
关键词 单齿切削 斧形齿 非均质 砂砾岩 仿真模拟 后倾角 破岩效率
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双水平井密切割压裂应力干扰规律研究
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作者 程万 王遵察 +3 位作者 雷刚 王磊 常云超 祝琦 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第4期94-101,共8页
为提高致密油气藏储层压裂改造效率,亟需研究双水平井裂缝诱导应力场分布规律。基于三维位移不连续方法,耦合停泵泄压后的裂缝闭合,考虑先压裂缝对后压裂缝的干扰作用,建立了双水平井密切割压裂的应力干扰力学模型,研究了不同压裂模式... 为提高致密油气藏储层压裂改造效率,亟需研究双水平井裂缝诱导应力场分布规律。基于三维位移不连续方法,耦合停泵泄压后的裂缝闭合,考虑先压裂缝对后压裂缝的干扰作用,建立了双水平井密切割压裂的应力干扰力学模型,研究了不同压裂模式下双水平井水力压裂的应力干扰规律;分析了井间距、裂缝间距与应力干扰强度的关系。研究表明,改进拉链式压裂中后压裂缝张开受到先压裂缝的促进作用,井间形成了连续的诱导拉应力区域,更符合井工厂压裂产生复杂裂缝的需求;推荐双水平井改进拉链式压裂的裂缝间距为0.5~1.0倍裂缝半长、井间距为1.6~2.6倍裂缝半长。双水平井压裂应力干扰规律为井工厂压裂技术参数优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 双水平井 致密油气藏 应力干扰 裂缝间距 井间距 裂缝半长
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钻井液用甲酸盐含量测定方法
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作者 张晓光 杨俊贞 +4 位作者 王萍 李彬 李慧敏 陈蕾旭 张灵英 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第2期233-238,共6页
针对当前钻井液用甲酸钠、甲酸钾标准应用现状,分析了甲酸盐含量测定存在的主要问题和影响因素,并筛选优化出最佳的检测方法。对于甲酸钠含量测定结果普遍偏高甚至超百的技术难题,通过红外等分析方法确定了目前钻井用甲酸钠的均为副产... 针对当前钻井液用甲酸钠、甲酸钾标准应用现状,分析了甲酸盐含量测定存在的主要问题和影响因素,并筛选优化出最佳的检测方法。对于甲酸钠含量测定结果普遍偏高甚至超百的技术难题,通过红外等分析方法确定了目前钻井用甲酸钠的均为副产法产品,其含有季戊四醇等有机杂质,适合的方法是灼烧滴定法,同时对该方法进行了优化,实验发现该方法中灼烧产物的洗涤转移过程中引入酚酞会导致滴定终点延后结果偏高,通过改进洗涤转移过程,排除了该影响;对于甲酸钾含量测定,适合用硫代硫酸钠滴定法测定,同时增加钾离子含量测定,提高了方法的科学性和准确性,解决了以单一甲酸根折算甲酸钾含量存在无法有效鉴别低成本甲酸盐掺假的弊端。以上研究成果已作为标准方法引入T/CPSI 06401—2024《钻井液用加重剂甲酸盐类》标准,该标准已于2024年4月正式发布实施。 展开更多
关键词 钻井液 甲酸钠含量测定 甲酸钾含量测定
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导向头动态测量磁干扰校正方法及其应用
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作者 朱劲松 宋晓健 +4 位作者 郁燕飞 张所生 江旗洪 郑邦贤 陈景旺 《石油机械》 北大核心 2025年第9期37-45,共9页
在旋转导向系统运作期间,导向头执行动态测量任务时,其面临的磁干扰主要源自2个方面:一是M30总线内部电流波动的磁性影响,二是钻探作业实时环境下的外部磁干扰。具体而言,M30总线电流大于1 A时,会产生干扰磁场,影响导向头的磁性测量精... 在旋转导向系统运作期间,导向头执行动态测量任务时,其面临的磁干扰主要源自2个方面:一是M30总线内部电流波动的磁性影响,二是钻探作业实时环境下的外部磁干扰。具体而言,M30总线电流大于1 A时,会产生干扰磁场,影响导向头的磁性测量精度。与此同时,钻进过程中涉及的钻头、钻井液流动等元素进一步加剧了磁干扰的影响程度,这不仅显著降低了导向头磁性测量的准确性,还可能误导对方位伽马与电阻率成像区域的判断,从而酿成工程失误。针对上述难题,创新性地提出一种导向头磁干扰校正方案。对总线电流进行磁干扰回归分析,随后融合姿态测量原理与多测点分析技术,创造性地应用单测点校正与基于自适应遗传算法优化的多测点校正模型,对三轴磁通门进行了深度精准调整。通过对蹬×井应用后获得的数据分析,该方法能够使旋转导向系统动态磁测量方位角度误差降低85%;进一步在华北油田与长庆油田的多个井群应用表明,静态磁测量的方位角度一致性提升13%。上述应用实践证明了该磁干扰校正方法在显著提升旋转导向动态磁性测量精度方面的成效,为相关领域研究与应用提供了更加可靠的测量数据支撑。 展开更多
关键词 旋转导向 磁干扰 导向头 方位角校正 磁通门 机器学习算法
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