国家科技重大专项(2011ZX05021-003)
- 作品数：57 被引量：298H指数：10
- 相关作者：樊洪海刘伟李皋孟英峰魏纳更多>>
- 相关机构：中国石油中国石油大学（北京）中国石油天然气集团公司更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程自动化与计算机技术理学天文地球更多>>
- 大规模体积压裂情况下套管弯曲力计算方法被引量：6
- 2015年
- 目前的套管弯曲力计算模型仅考虑了温度变化引起的弯曲力放大因子,忽略了弯曲段管体自重沿轴线上分量产生的轴向力。针对这种情况,综合考虑温度和自重的影响,推导出温度和自重双重作用下管体的弯曲力计算公式,并对套管弯曲力进行校正,根据双轴应力公式计算出套管抗击强度显著降低。分析结果表明,轴向力增大会对套管强度产生严重影响,压裂时其内压传递到管外,管内突然泄压会导致管内压力瞬间降到0,此时是套管抗外挤失效最危险工况;拉伸载荷计算不精确可直接影响套管抗外挤和抗内压强度校核,运用提出的计算模型可以较为精确地计算出压裂后套管轴向力。所得结论对页岩气井套管的强度优化设计具有参考意义。
- 张炜烽樊洪海查永进陈志学卓鲁斌
- 关键词：体积压裂弯曲力温度效应页岩气井
- 环空附加当量循环密度的计算方法被引量：11
- 2014年
- 面对日益复杂的地质条件和钻井技术的革新要求,井底当量循环密度计算的重要性越来越引起钻井工作者的重视。一般而言,当量循环密度等于当量静态密度与环空压耗的当量密度之和。将循环过程附加的环空压耗折算成相当的密度值,则为环空附加当量循环密度,其计算与监测对于大位移井、深水井或超深井的控压钻井尤为重要。文中通过优选钻井液流变模式选取幂律模式作为实际钻井液的流变模式,对不同尺寸的管柱采取分段求和的处理方法计算钻井液循环压耗,并运用环空水力模型和U型管原理这2种方法计算环空附加当量循环密度,最后结合具体实例进行了计算。研究结果表明,环空附加当量循环密度的计算结果能够满足工程设计的计算要求。
- 王鄂川樊洪海党杨斌王义顷罗立新高文强
- 一维气液两相漂移模型的AUSMV算法研究被引量：6
- 2014年
- 将AUSMV(advection upstream splitting method V)格式从计算气体动力学问题扩展至一维等温瞬态气液两相管流.阐述了采用AUSMV格式构建气液两相漂移模型数值通量的方法及边界单元的处理方法.采用Runge-Kutta方法与经典的保单调MUSCL(monotone upstream-centred schemes for conservation laws)方法结合Van Leer限制器,构建具有二阶时间和空间精度的数值计算方法.计算经典Zuber-Findlay激波管问题和复杂漂移关系变质量流动问题并与可靠的参考结果进行了对比.分析表明:AUSMV格式应用于气液两相流动漂移模型时计算效率高、精度高、耗散效应和色散效应小,低流速条件下能够精确地描述间断.
- 徐朝阳孟英峰魏纳李皋万里平
- 四参数模式流变参数准确计算方法及其应用被引量：5
- 2012年
- 通常根据牛顿流体所得剪切速率计算非牛顿流体流变参数,计算结果存在误差,不利于准确描述钻井液流变性及提高水力计算精度,因此需要修正其剪切速率。根据四参数流变模式本构方程,运用幂级数展开理论推导,得出了流体在水平旋转运动中的流变规律及剪切速率表达式。编制了流变参数计算程序,根据剪切速率计算式迭代修正剪切速率,再利用修正的剪切速率回归计算流变参数。应用不同类型钻井液数据及一组水力实测数据对文中计算方法进行了流变分析及水力计算评价。结果表明:未修正的剪切速率误差较大,修正剪切速率后所得流变参数能够更好地描述钻井液流变性;运用剪切速率修正后所得流变参数进行水力计算,压降计算精度提高0.5 MPa,井底附加循环当量密度(ECD)与实测数据吻合更好,表明该方法具有一定的理论与应用价值。
- 周号博樊洪海翟应虎王果景宁
- 关键词：非牛顿流体剪切速率
- 气体钻水平井钻杆偏心对环空岩屑运移规律的影响被引量：4
- 2016年
- 气体钻水平井段,由于自身重力,钻杆倾向于下井壁,形成偏心环空,使得下环空岩屑运移困难,通过研究偏心环空正常携岩和岩屑床岩屑的运移规律对气体钻水平井井眼净化具有重要意义。针对钻杆偏心对气体钻水平井环空岩屑运移规律的影响问题,基于气固两相流理论,利用可视化实验并结合计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对其进行了研究。从环空气体速度分布、岩屑速度分布和岩屑相对体积分数分布等方面分析了正常循环和下井壁沉积20 mm岩屑床两种工况,钻杆偏心对环空岩屑运移规律的影响。实验现象和数值模拟结果表明:正常循环时,随着偏心度不断增大,下环空气体和岩屑速度逐渐减小,气体携带岩屑的能力降低;当下井壁沉积20 mm岩屑床时,随着偏心度的增大,气流对岩屑床的扰动能力降低,使得下环空岩屑相对体积分数明显增大,岩屑床的最高剩余厚度逐渐增大。
- 李永杰文科李皋胡强李诚曾辉
- 关键词：气体钻井岩屑运移可视化实验
- 非牛顿流体管流压耗计算的通用广义流性指数法
- 2014年
- 研究非牛顿流体管流的传统广义流性指数法是在假定广义流性指数n'为常数的前提下得到的。严格意义上只有幂律流体才符合这种情况,对于其它非牛顿流体只能做n'为常数的近似处理。另外,没有给出n'的通用计算方法,后来的研究都沿用n'为常数的假设。在总结分析传统广义流性指数法不足及前人研究基础上,对该方法进行了扩展应用。基于通用圆管流量方程给出了各流变模型管壁剪切速率、剪切应力计算方法,进而给出了n'的理论计算方法,这种方法不以n'是常数为前提,且适用于所有流变模式。在不假定n'为常数的情况下导出了广义雷诺数的一般表达式,建立了统一的压耗计算模型。与室内实验数据对比分析表明,该方法对非牛顿管流压耗具有很高的预测精度。该方法的提出为一些复杂但更为精确的流变模式在工程领域推广应用打下了良好的理论基础。
- 周号博樊洪海翟应虎彭齐
- 关键词：非牛顿流体圆管流动
- 随钻测井仪器舱体的强度校核方法被引量：2
- 2014年
- 随钻测井仪器在钻井过程中受到多种交变载荷共同作用,用传统强度校核方法难以计算仪器舱体的强度。以某型随钻测井仪为例,介绍了基于有限元的仪器舱体强度校核方法。该方法通过分析载荷特性和约束情况,利用有限元数值模拟方法建立仪器舱体受力模型,分析应力分布情况。分析结果表明:该仪器舱体最大应力小于材料的屈服强度,满足钻井工况要求,为该仪器舱体的结构设计提供了理论依据。
- 李铁军史宏江杨文景闫国兴王海森
- 关键词：随钻测井仪有限元分析
- 欠平衡钻井正气举过程井筒瞬态流动数值模拟被引量：10
- 2014年
- 正举法气举作业的实施效果直接决定着欠平衡钻完井施工的成败,特别是气举过程中的井下压力动态演变,关系到整个作业过程中的井控安全。正举法气举作业的实质是在井下停止循环的初始条件下氮气连续气举作业,井下流体由静止状态到气体穿越液体滑脱至井口的不同于常规稳态流动的瞬态气液两相流动。针对这一特殊流动研究,完成了停止循环开井条件下气举时井下瞬态气液两相流动特征参数变化数值模拟计算方法和数学求解模型的建立,通过实际井数值计算连续气举时井下瞬态气液两相流特征参数变化得出规律性认识,如氮气沿井眼滑脱上升运动速度逐步加大、顶出钻井液随时间的增多、井底流压瞬时波动在初始阶段最大等。研究成果丰富了欠平衡氮气钻完井施工正举法气举作业的井筒流动模型体系和压力控制方案,增强了该特殊流动规律的认识,为井控安全提供了理论保障。
- 魏纳孟英峰李皋李永杰徐朝阳李红涛
- 关键词：欠平衡钻井气举数值模拟
- 电控自动节流控制系统研制与应用被引量：4
- 2015年
- 自动节流控制系统是精细欠平衡/近平衡(控压)钻井实现精细控制井口套压、精确控制井底压力的关键设备之一;该系统独创性应用电动机构自动调节节流阀,系统设计中采用执行机构—伺服控制—上位计算机的三层控制结构,远程控制、本地自动控制和本地手动阀位控制的三种压力闭环控制模式,以及全冗余、热备份和应急通道的安全设计,确保系统的控压精确性、安全性和可靠性,能满足不同施工场所的需要。该系统通过30余口井的现场试验应用表明,能满足精细控压钻井现场需要,经济实用性好,达到国内领先、国际先进技术水平。
- 唐国军孙海芳高如军肖润德
- 关键词：节流管汇
- 钻井液四相分离器在龙浅009-H2井的应用与认识
- 2015年
- 钻井液四相分离器主要是用于在含硫地层进行欠平衡钻井作业的关键装备。川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院研制了国内首台SF2.4×13-1.5/240钻井液四相分离器,填补了国内在该领域的空白。文章简要介绍了该装置的基本原理和主要的技术指标,着重描述了四相分离器在龙浅009-H2井的现场施工情况,并进行了试验效果分析,试验的各项指标达到了设计要求。通过现场试验,总结了试验过程中出现的问题,并提出了对应的解决方案,为四相分离器的进一步改进和完善提供了可靠依据。
- 陈科旭包文涛刘先明柏轲孙翊成
- 关键词：欠平衡钻井
