国家自然科学基金(51134004)
- 作品数：100 被引量：642H指数：14
- 相关作者：孟英峰李皋刘厚彬刘清友朱海燕更多>>
- 相关机构：西南石油大学中国石油中国石油天然气集团公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程天文地球机械工程理学更多>>
- 锦州25-1油田井壁稳定问题被引量：5
- 2013年
- 锦州25-1油田沙河街组地层井壁失稳严重,为解决该油田的井壁失稳问题,对该油田的泥页岩矿物组分进行了分析,开展了泥页岩的力学及水化特性实验,分析了锦州25-1油田沙河街组泥页岩的岩石力学特性和井壁失稳机制。研究发现,沙河街组地层层理性泥页岩和水敏性泥页岩共同发育;层理性泥页岩具有显著的各向异性,易发生沿层理面的剪切滑移,造成井壁失稳;水敏性泥页岩在钻井液作用下会发生水化膨胀,导致井周地层的力学性质和应力状态发生变化,表现为坍塌压力随井眼钻开时间的改变而改变;两种地层相互影响造成油田复杂事故频发。结合室内实验结果,建立了合理钻井液密度的确定方法,研究了锦州25-1油田层理性泥页岩坍塌压力随井眼轨迹的分布规律和水敏性泥页岩的水化坍塌周期,给出了保证安全钻进的工程对策,该油田的井壁失稳问题必须在优化井眼轨迹和选择合理钻井液密度基础上,并增强钻井液的封堵性和抑制性才能解决。
- 蔚宝华闫传梁邓金根刘书杰谭强朱海燕
- 关键词：泥页岩水化膨胀井壁稳定
- 钻井液径向温度梯度与轴向导热对井筒温度分布影响被引量：12
- 2013年
- 本文基于井筒与地层间能量平衡原理,将井筒钻井液划分成不同径向单元网格,建立了考虑径向温度梯度条件下钻井液层间温度模型;同时引入钻井液轴向导热项,建立了钻井液轴向导热温度模型,将数学模型应用隐式有限差分法离散与求解.计算结果表明:钻井液径向温度梯度对井筒径向与轴向温度产生的误差分别为0.15℃和0.2℃左右;而钻井液轴向导热对井筒温度分布几乎不产生影响.因此,通过建立的数学模型进行系统分析表明,在建立井筒-地层耦合瞬态传热模型时可忽略两者对井筒温度分布的影响.基于数学建模方法验证了以前学者模型假设条件的正确性,为油气井与地热井井下温度分布规律深入研究奠定了可靠的理论基础.
- 杨谋孟英峰李皋邓建民张林唐思洪
- 关键词：轴向导热井筒温度
- 钻井全过程井筒-地层瞬态传热模型被引量：43
- 2013年
- 井筒-地层温度是影响井筒压力控制、井壁稳定性预测、井下动力钻具与测量设备优选的关键因素之一。基于钻井液循环和停止循环期间井筒-地层各单元控制组件能量交换机理,建立了实际钻具组合与井身结构条件下循环和停止循环期间井筒-地层传热耦合数值模型。结合1口深井基础数据,分析了循环与停止循环期间井下温度分布规律。研究表明:套管下深长度对井筒温度影响较大,在套管段随着循环和停止循环时间增加,环空温度几乎不变,而在裸眼段随着循环时间增加环空温度降低,随着停止循环时间增加环空温度逐渐升高;循环期间钻井液对地层温度的扰动距离为2.8m,而停止循环期间扰动距离为4.6m。
- 杨谋孟英峰李皋邓建民赵向阳
- 关键词：井筒温度地层温度
- 深层致密气藏钻井液技术难点及对策被引量：2
- 2014年
- 深层致密气藏具有埋藏深、温度高、低孔低渗、微裂缝发育、非均质性强等特点,钻井作业过程中极易遭受储层损害;此外深井水平井作业过程中,摩阻、扭矩较大,易发生托压、钻具阻卡等复杂情况。为解决这一系列技术难题,选择了低密度抗高温水包油钻井液。现场应用表明,该钻井液体系流变性稳定,环空压耗低,润滑性好,且具有良好的储层保护效果。加之其低毒性、对环境友好的特点,具有一定的推广和应用前景。
- 任文希李皋孟英峰郭倡俊汪传磊
- 关键词：深层致密气藏水包油钻井液水平井储层保护
- 凝析气藏气体钻井反凝析行为及其影响分析--以某油田D区块凝析气藏为例被引量：2
- 2014年
- 钻井方式的不同会对凝析气藏动态产生重要影响,气体钻井由于极低的井底压力易引起反凝析行为的发生,开展凝析气藏反凝析行为及其对储层影响的研究具有重要意义。为此,分析了气体钻井过程环空压力分布及地层压力变化,气体钻井过程地层的反凝析行为,以及反凝析对压井完井过程储层的影响。结果表明,凝析气藏气体钻井时,地层中会发生反凝析和蒸发现象,反凝析区域随钻进过程逐渐由井筒向地层扩展;反凝析行为可使地层在后续压井完井过程中形成混相乳化带和纯油相带,通过润湿反转作用改变毛细管力方向并产生液阻效应,可在一定程度上抑制工作液侵入地层产生损害。
- 李皋唐斌孟英峰魏纳李永杰王桂芬
- 关键词：凝析气藏气体钻井反凝析乳化
- 龙马溪组页岩地层井壁坍塌周期预测被引量：9
- 2016年
- 针对页岩层理结构和水化特性易导致钻井过程中井壁坍塌的问题,开展岩石三轴力学实验,以确定不同钻井液作用时间下的页岩力学参数;综合考虑层理产状和水化作用对页岩强度的影响,建立页岩地层井壁稳定性分析模型,预测页岩地层坍塌周期。计算分析表明:层理产状变化使得坍塌压力分布更为复杂,水化作用使得坍塌压力在钻井初期迅速升高;层理和水化作用导致的坍塌压力增量分别为0.26~0.38 g/cm^3和0.60~0.79 g/cm^3,缩短了页岩地层的坍塌周期。该模型能准确预测坍塌周期,对优化钻井液性能,调整钻井液密度,保证井壁稳定有重要意义。
- 刘向君曾韦梁利喜熊健
- 关键词：岩石力学井壁稳定页岩龙马溪组
- 邛崃1井氮气钻井事故分析(Ⅰ)——构成事故的重要事件被引量：10
- 2015年
- 位于四川盆地西部的邛崃1井在侏罗系沙溪庙组地层实施氮气钻井时发生了恶性井喷爆燃事故,这是发生在我国的第一起氮气钻井事故,对尚处于起步阶段的气体钻井技术的发展产生了很大的负面影响,并已经导致了气体钻井应用的大幅度减少。因此,对该次事故进行系统分析并形成正确的认识将是恢复气体钻井技术良性发展的紧迫需要。为此,首先证明了地层产气量过大并非该井事故的根本原因,然后推测了构成事故的重要事件;首次发现气体钻井钻穿裂缝性气层时由于岩石突然爆碎而引发的岩石和天然气猛烈喷出的现象,并将这种现象命名为气体钻井中的"气炮式岩爆井喷",参考矿山行业术语简称"岩爆"或"岩炮"。研究结果表明:①在裂缝性致密砂岩气层中实施气体钻井时的"岩爆"现象是第一位的重要事件或根源事件;②岩爆的大量碎屑和高压气体喷入井内,并在井内反复产生堵塞和卡钻,是岩爆的诱发事件;③然而事故最直接的重要事件却是岩爆碎屑在排砂管线内的堵塞和由此产生的井口高压;④井口高压使得排砂管线爆裂并引发天然气喷出和爆燃,这是事故的直接表象。
- 孟英峰吴苏江陈星元张彦平王增年王新虎
- 关键词：致密砂岩气藏氮气钻井爆燃
- 邛崃1井氮气钻井事故分析(Ⅱ)——事故过程的还原及教训被引量：8
- 2015年
- 上文针对邛崃l井氮气钻井中的井喷失火事故,对构成事故的重要事件进行了分析。在此基础上.基于事故调查资料、实时录井资料和必要的计算与数模分析结果,按照安全工程学中故障树的分析原则,分析了构成邛崃1井氮气钻井恶性井喷失火事故的重要事件的各种可能组合、发生概率和时间顺序,还原了事故的全过程,并完整地解释了综合录井数据所表达的事故内幕。研究结果认为:①该次事故的客观原因是严重"岩爆"的发生及其诱发事件;②主观原因是该井排砂管线不能适应"岩爆"产生的大股碎屑而堵塞,进而由堵塞产生井口高压引发排砂管线爆裂,导致失控井喷和着火。最后,基于对裂缝性致密砂岩气层中实施气体钻井时井下岩爆是一种客观的、必然的现象的认识,提出了需要进一步改善排砂管线、井口组合和钻具附件特性的技术建议,以从根本上防止井下岩爆诱发的地面事故。所得到的认识与建议将有助于扭转该事故对气体钻井技术所造成的不利影响。
- 孟英峰吴苏江陈星元张彦平王增年王新虎
- 关键词：四川盆地西部致密砂岩气藏氮气钻井爆燃
- 牙轮钻头牙齿破岩机理研究进展被引量：6
- 2014年
- 井眼形成是通过钻头牙齿破碎岩石形成岩屑来实现的,对钻头牙齿侵入破岩机理的认识有助于优化钻头结构,提高工具破岩效率。阐述了钻头牙齿与岩石相互作用机理的复杂性,分别从弹性力学、裂纹扩展、数值模拟等几个方面,综述了钻头牙齿与岩石相互作用机理的研究进展,指出了今后的研究重点。虽然前人开展了众多的物理实验与数值模拟研究,但是由于钻头牙齿破岩过程及井底环境的复杂性,目前为止其机理并没有被完全认识清楚。理论与实验研究证明,井底压力是影响机械钻速的重要因素之一,针对钻头牙齿与岩石相互作用机理的复杂性,建议采用先进实验和数值模拟技术,将物理实验和数值模拟结合开展研究,揭示井底复杂应力环境下钻头牙齿的破岩机理将成为未来的研究重点。
- 石祥超陶祖文孟英峰李皋张涛赵向阳
- 关键词：钻头牙齿岩石破碎数值模拟井底压力
- 超高温地热井泡沫钻井井筒压力剖面计算方法被引量：8
- 2012年
- 肯尼亚OLKARI地区地热井地层温度高达350℃,主要采用泡沫钻井,然而其低压和超高温的特点可能造成泡沫流体相态变化,目前尚没有针对相变条件下泡沫钻井井筒压力剖面的计算方法。为此,利用流体高压物性分析仪,绘制出泡沫钻井液"p-T"相图,并指出了钻井液相态变化的规律。进而应用现有的欠平衡钻井流体流动模型,建立了一套适应相变的钻井工况参数计算模型。最后,利用OLKARI地区某地热井的温度、压力资料,计算了该口井的流体流动参数,得到了该井井筒中的泡沫相态分布规律。通过井筒内流体压力的计算,可以更准确地了解工作液的工作状态,为预防井下复杂事故的发生提供了理论依据。
- 王文勇龙俊西刘博伟李皋孟英峰
- 关键词：泡沫钻井超高温井筒压力计算方法地热井
