欠平衡鉆井多相流動

1、欠平衡鉆井多相流動水力參數(shù)設(shè)計和計算軟件系統(tǒng)鉆井工程中為了保護和發(fā)現(xiàn)油氣層，根據(jù)地層條件的不同經(jīng)常采用泥漿充氣、泡沫、氣體或低密度純泥漿欠平衡鉆井等。本研究通過理論分析、實驗研究等方法得到了一套科學(xué)、實用的充氣欠平衡鉆井多相流流動模型，給出了不同流型的判別條件及損失計算公式，模型不僅考慮了氣液漂移，而且考慮了油層產(chǎn)出油、氣、水、泥漿、氣體、鉆屑、產(chǎn)出油的相變等七相介質(zhì)的流動因素。同時，本研究還考慮了油層產(chǎn)出的油、氣、水與井筒內(nèi)流動的連續(xù)耦合，減小了模型誤差。 通過理論分析、實驗研究得到泡沫鉆井液的流變曲線, 以及井筒內(nèi)的壓力分布與流量、密度和摩擦阻力的關(guān)系，得到了泡沫鉆井液密度變化及流動數(shù)學(xué)模

2、型。 通過理論分析建立了井筒內(nèi)氣體欠平衡鉆井流動的多相流動數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)關(guān)鍵點方法給出了不同氣體鉆進時充分?jǐn)y巖的最小氣體排量的計算模式。開發(fā)的鉆井水力計算軟件系統(tǒng)是包括直井和定向井兩個部分。每部分又包括純泥漿鉆進、立管充氣鉆進、環(huán)空充氣鉆進、泡沫鉆進、氣體鉆進等五個個專用設(shè)計和計算軟件。為了方便于設(shè)計，本軟件增加了充氣鉆井最佳注氣量計算功能，可以告知在給定液相排量的情形下，不同注氣量時的井底壓力，并告知是否實現(xiàn)欠壓。氣體鉆井可以根據(jù)攜巖要求計算最小注氣量。它可以計算充氣鉆井最佳注氣量、環(huán)空壓耗、泥漿當(dāng)量密度、井底壓力、注氣量、欠壓值等二十幾個水力參數(shù)。系統(tǒng)可在Windows 98、 Wind

3、ows me、 Windows 2000、 Windows XP等平臺下工作，系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)8個油田生產(chǎn)單位推廣，經(jīng)濟效益1億多元。獲獎：教育部提名國家科技進步二等獎 山東省科技進步三等獎中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會科技進步二等獎 聯(lián)系人：孫寶江 Tel：(0546)83965826 E-mail：sunbj螺桿鉆具金剛石平面止推軸承隨著定向井、大位移井和水平井鉆井技術(shù)的不斷提高，螺桿鉆具的用量不斷增加，對螺桿鉆具的要求也愈來愈高。常用螺桿鉆具傳動軸中的止推軸承采用普通軸承鋼制成，是一種特殊的滾珠串軸承，在開放性的泥漿中磨損很快，較好的壽命在100小時左右，有的壽命只有50小時。而與該軸承配套的徑向

4、TC軸承的壽命達180小時，這樣就產(chǎn)生了木桶效應(yīng)。制約了螺桿鉆具傳動軸壽命的提高，影響了鉆井速度的提高和鉆井成本的降低金剛石平面止推軸承采用硬度和耐磨性均極高的聚晶金剛石復(fù)合片為摩擦副制成，開放性泥漿中的硬質(zhì)顆粒進入金剛石軸承的摩擦面后將被金剛石研碎，不但不會損害金剛石軸承，反而成為金剛石軸承的潤滑劑，使大幅度提高軸承的壽命成為可能。金剛石的摩擦系數(shù)較小，不但使功耗減小，也使摩擦熱減小，使金剛石平面止推軸承能采用承載能力強、易加工的滑動摩擦結(jié)構(gòu)。金剛石止推軸承的外形尺寸與原滾珠式軸承的外形尺寸相同，不需改變傳動軸的結(jié)構(gòu)，在原來安裝滾珠串軸承的位置上直接安裝本項目研制的金剛石止推軸承就行。金剛石

5、止推軸承的長度允許減小到滾珠式軸承的1/2，使修改傳動軸的長度有了減小的空間，從而可以降低傳動軸的制造成本。金剛石平面止推軸承在冷41-H17井和冷43-H5井進行現(xiàn)場試驗，試驗鉆壓為8噸，累計使用197小時（仍可繼續(xù)使用）。金剛石平面止推軸承的研制成功大大提高了井下動力鉆具傳動軸壽命，對于提高鉆井速度，降低鉆井成本具有極大的應(yīng)用價值。聯(lián)系人：陳建民 Tel：(0546)8391209 E-mail：jmchen微能耗液壓增壓注水技術(shù)注水開發(fā)是我國大部分油田采用的開采方式，不同的油田、不同的開采層位所要求的注入壓力各不相同。在一套地面注水管網(wǎng)相同的供水壓力條件下，雖然能夠滿足大部分注入井的配注

6、要求，卻滿足不了高壓井的注水要求，需要采用離心泵或柱塞泵增壓，而對低壓井則需節(jié)流降壓，這就縮短了閥門的使用壽命，并造成很大的能量損耗。系統(tǒng)來水高壓水流低壓水流微能耗液壓增壓注水技術(shù)是插裝閥控制液壓缸工作的系統(tǒng)，它利用錐閥尺寸小、導(dǎo)流能力強、泄漏小和適合于水驅(qū)動等特點，采用Pascal原理增壓和長沖程、低沖次的工作方式，沒有一般往復(fù)式增壓注水泵復(fù)雜的機械驅(qū)動機構(gòu)，使泵閥等易損件的工作壽命大大延長。該技術(shù)將注水系統(tǒng)提供的工作壓力轉(zhuǎn)化為高壓水流和低壓水流，分別適配于需增壓的高壓和低壓注水井或井組，而無需再安裝增壓注水泵進行增壓，并可通過系統(tǒng)中的閥門實現(xiàn)注入流量的調(diào)節(jié)，大幅度降低了注水成本，提高了注水

7、系統(tǒng)的系統(tǒng)效率。聯(lián)系人：周曉君 Tel：(0546)8393144 E-mail：zhouxj疏松砂巖油藏出砂機理及治理對策研究無砂生產(chǎn)區(qū)安全生產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量油井出砂量門限點臨界點充填砂運移排出骨架砂運移排出油藏出砂是油田開發(fā)過程中普遍存在的問題，給油田生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟損失。由于目前對油層出砂空間不能定量模擬，嚴(yán)重制約了防砂技術(shù)的發(fā)展。在系統(tǒng)研究影響油藏出砂各因素的基礎(chǔ)上，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、以及巖石力學(xué)、滲流力學(xué)等知識，從理論上研究了引起地層充填砂運移的門限流速，及導(dǎo)致巖石骨架破壞時的臨界井底流壓，建立了計算油層最大出砂半徑、大量出砂半徑、抑砂劑和固體防砂劑用量等相關(guān)參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，同時系統(tǒng)地建立

8、了防砂方法優(yōu)化決策的技術(shù)評價模型和經(jīng)濟評價模型，實現(xiàn)了油層出砂狀況模擬、治理措施從定性到定量的轉(zhuǎn)變。該技術(shù)在全國幾大油田幾千井次上得到了很好的推廣應(yīng)用，提高了防砂成功率和有效期，達到了國際同類研究的領(lǐng)先水平，2004年獲得了山東省人民政府科技進步二等獎。油層保護及解堵技術(shù)的研究在油田勘探、開發(fā)過程中會因各種原因?qū)е掠蜌鈱訐p害，嚴(yán)重時會“槍斃”油氣層，給油田帶來巨大的經(jīng)濟損失。針對油田開發(fā)過程中普遍存在的油層損害、油層解堵難以奏效等問題，開展的油層保護及解堵技術(shù)研究，建立了油層損害原因、類型、程度的定量診斷技術(shù)，以及解堵措施優(yōu)化決策的技術(shù)評價和經(jīng)濟評價模型，開發(fā)了油層損害定量診斷和油水井解堵綜合

9、決策計算機專家系統(tǒng)。同時，研發(fā)了“深部穩(wěn)砂新技術(shù)”、“HJL-8油層解堵新技術(shù)”、“油層暫堵系列技術(shù)”等。目前已在全國幾大油田上千井次上得到了很好的推廣應(yīng)用，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，總體上達到了國際同類研究領(lǐng)先水平，并于2005年獲得中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會科技進步二等獎。聯(lián)系人：蔣官澄 Tel：(0546)8395786 E-mail：泡沫流體系列增產(chǎn)技術(shù) 聯(lián)系人：李兆敏 Tel：(0546)8391351 E-mail：lizhm泡沫流體是一種可壓縮非牛頓流體，具有“密度低且可調(diào)”、“遇水穩(wěn)定、遇油消泡”以及“封堵能力隨滲透率增大而增大”等特性，廣泛應(yīng)用于鉆井、油氣井增產(chǎn)、修井、提高采收率等各個方面。隨著國內(nèi)油氣田相繼進入開發(fā)的中后期，以及低壓、低滲、稠油等難開發(fā)油藏所占比例的增加，泡沫流體在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用越來越多。近年來，研究中心以泡沫流體在圓管、環(huán)空以及多孔介質(zhì)中的流動規(guī)律研究為基礎(chǔ)，逐步形成了泡沫流體系列增產(chǎn)技術(shù)。主要包括： 泡沫流體沖砂洗井技術(shù) 泡沫酸酸化技術(shù) 泡沫流體混排儲層改造技術(shù) 低密度泡沫液壓井技術(shù) 低壓井泡沫流體誘噴技術(shù) 氮氣泡沫壓水錐技術(shù) 蒸汽吞吐井氮氣泡沫調(diào)剖技術(shù) 泡沫攜礫石充填技術(shù) 泡沫壓裂技術(shù) 氮氣泡沫調(diào)驅(qū)技術(shù)其中“泡沫流體沖砂技術(shù)研究”、“泡沫酸選擇性酸化油層工藝技術(shù)研究”以及“泡沫攜砂洗井