织构化柱塞对压裂泵密封副的摩擦学性能影响

采用精密机械雕刻技术在压裂泵柱塞试样表面雕刻微凹坑阵列表面织构,利用MDW-100型微机控制立式万能摩擦磨损试验机对具有不同尺寸形状的微凹坑柱塞-丁晴橡胶密封试样进行摩擦磨损试验,研究了织构化柱塞试件与丁晴橡胶摩擦副在流体动压润滑条件下的润滑特性.结果表明:压裂泵柱塞试件表面合理织构组合可以显著地提高柱塞密封系统摩擦副的润滑和减摩性能,其中面积比为5.86%、均匀分布的圆柱形与条形混合凹坑织构是较优的,其摩擦副的摩擦系数、温升及磨损量相对于无织构试件分别降低了80%、90%及79.3%,且表面磨痕也显著低于无织构及其他织构组合的柱塞密封摩擦副.     

缝洞型低渗透碳酸盐岩油藏压裂井试井分析

缝洞型碳酸盐岩在我国油气资源储量中占有重要地位,因此,研究缝洞型碳酸盐岩压裂井井底压力变化具有重要意义.基于渗流力学基本原理,建立考虑应力敏感和启动压力梯度影响的碳酸盐岩渗流微分方程,利用点源函数理论、Laplace积分变换和Fourier余弦积分变换等方法求得Laplace空间顶底封闭、侧向无限大外边界点源解,通过对点源积分得到面源解;通过Stehfest数值反演得到实空间井底压力解并绘制试井曲线.通过模型对比分析验证了模型的正确性.结果表明:应力敏感系数越大,压力和压力导数曲线上翘越明显;启动压力梯度越大,压力和压力导数曲线上翘时间越早;压裂井打开程度越小,压力导数球形流特征越明显;窜流系数越大,“凹子”出现的时间越早;弹性储容比越大,“凹子”越宽越深.利用该模型可以有效地对缝洞型低渗透碳酸盐岩油藏压裂井的动态曲线进行分析.     

基于正交灰关联法的气藏水平井体积压裂影响因素研究北大核心

影响苏里格气田致密砂岩气藏水平井段内多缝体积压裂效果的裂缝因素为裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距和缝宽.揭示裂缝参数对水平井段内多缝体积压裂效果的影响及影响程度的主次关系,优选合理压裂裂缝参数已成为必须解决的紧迫问题之一,它是制约水平井在苏里格致密砂岩气藏应用的技术瓶颈.针对苏里格气田致密砂岩气藏水平井段内多缝体积压裂效果多衡量指标、多影响因素的特点,运用正交试验设计结合灰关联分析法对水平井段内多缝体积压裂效果的各个影响因素进行了分析.应用结果表明,正交灰关联分析法能给出各指标影响权重大小、因素影响主次顺序及最优方案,该方法避免了仅通过单一评价指标来进行决策的不科学性,可为压裂方案的优化设计和施工提供可靠理论依据.     

基于灰色关联法的水平井压裂参数优化研究

针对低渗透薄互砂岩油藏A油田C9区块水平井井区储层物性差、非均质性强、开发难度大等问题,为改善水平井井区开发效果、提高水平井单井产能,应用灰色关联法,结合数值模拟软件,分析影响压裂水平井产能的主要因素,开展水平井压裂参数优化研究,结果表明裂缝半长和裂缝间距是影响压裂水平井产能的主要因素,优选出水平井压裂方案:裂缝半长为150m,裂缝间距为40m,裂缝导流能力为50μm~2·cm;裂缝与水平段夹角为90°.应用灰色关联分析法明确水平井压裂效果的主控因素,为低渗透薄互砂岩油藏现场水平井压裂施工提供了思路和借鉴,具有一定的理论指导意义.     

灰色理论结合专家系统预测煤层气井压裂效果

煤层气井水力压裂效果受煤层条件、煤层气井条件、压裂施工参数等影响,压裂效果难以预测.通过对煤层气井压裂后累积增产量分析,从中确定出煤层厚度、煤层深度、煤层渗透率等26个影响煤层气井压裂效果的因素.运用灰色关联法筛选主要因素和次主要因素,并分别建立不同的隶属函数用于专家系统的知识库建立,形成一种灰色理论结合专家系统的煤层气井压裂效果预测方法.将方法运用与鄂尔多斯某区块,对200组测试数据进行计算,预测错误率仅为3.5%.计算结果表明,方法预测结果准确可靠,可为煤层气井压裂优化提供指导.     

关于颗粒悬浮机理和悬浮动的讨论

从分析气体分子的悬浮和静水中Ｂｒｏｗｎ微粒的悬浮之机理出发，论述了重力场中粒子（分子、微粒等）的悬浮不一定需要其它外力，粒子本身的任何形式的无规则运动，达到一定强度后都能使粒子弥散悬浮．河流中的泥沙颗粒和气（水）力输送管道中的颗粒的悬浮也主要靠颗粒物的无规则运动．作用于颗粒的升力和其它力可改变颗粒悬浮沿高度的分布，但仅用这些力（若无任何无规则运动）无法解释颗粒的弥散悬浮状态．讨论了颗粒对流动阻力的双重作用：支持颗粒悬浮的湍流脉动因引入颗粒而削弱，这是颗粒的减阻作用；颗粒增阻的一个主要机制是，流体给予颗粒的水平动量在颗粒一壁面碰撞中不断地损失．用悬浮动概念解释颗粒引起的增阻是不正确的．     

基于正交灰关联法的气藏水平井体积压裂影响因素研究

影响苏里格气田致密砂岩气藏水平井段内多缝体积压裂效果的裂缝因素为裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距和缝宽.揭示裂缝参数对水平井段内多缝体积压裂效果的影响及影响程度的主次关系,优选合理压裂裂缝参数已成为必须解决的紧迫问题之一,它是制约水平井在苏里格致密砂岩气藏应用的技术瓶颈.针对苏里格气田致密砂岩气藏水平井段内多缝体积压裂效果多衡量指标、多影响因素的特点,运用正交试验设计结合灰关联分析法对水平井段内多缝体积压裂效果的各个影响因素进行了分析.应用结果表明,正交灰关联分析法能给出各指标影响权重大小、因素影响主次顺序及最优方案,该方法避免了仅通过单一评价指标来进行决策的不科学性,可为压裂方案的优化设计和施工提供可靠理论依据.     

页岩气高效开采的力学问题与挑战

页岩气是指赋存于富含有机质泥页岩中以吸附和游离状态为主要存在方式的天然气,中国资源量丰富,地域分布广泛.页岩气开采能缓解我国常规油气产量不足、煤化石燃料引起环境污染等问题,已成为中国绿色能源开发的重要领域.尽管北美页岩气"革命"取得了成功,目前也仅有预期产量5%～15%的采收率.与北美地区相比,中国页岩气埋藏深,赋存条件差,自然丰度低,因此,高效开采面临更多的困难和挑战.近年来,围绕国家重大能源战略需求,瞄准技术发展前沿,学术界和工业界联合对页岩气高效开采的关键科学和技术问题展开研究.本文结合近三年四川、重庆地区的页岩气试验区块遇到的新问题,针对中国未来3 500 m以下深部开采的新挑战,如地质沉积、裂缝发育构造不同、上覆压力增加、水平应力场变化等新问题,介绍和总结了目前中国页岩气高效开采面临的力学科学问题,主要包括多重耦合下的安全优质钻完井力学理论和方法、水力压裂体积改造和多尺度缝网形成机制、多尺度渗流力学特性与解吸附机理等."深部页岩气高效开采"的研究面向国家重大能源需求,科学意义重大,工程背景明确,需要工程力学、石油工程、地球物理、化学工程和环境工程等多学科专家合作,开展理论研究、物理模拟、数值模拟及现场试验等综合应用基础研究,取得高效开采页岩油气理论与技术的突破.学科交叉是研究页岩气高效开采问题、突破技术瓶颈的桥梁,只有力学与石油工程、地球科学等学科实现深度交叉融合,才能更加有效地推动页岩油气等非常规油气资源的开发.     

伴随水力空化现象的对流换热数值研究

以水为介质,建立了液体流动的混合物多相流模型及空化模型,运用CFD方法对水平圆管内伴随有水力空化现象的受迫对流换热过程进行了数值研究,详细分析了管道入口压力、入口温度和限流孔与管道直径比等因素对水力空化及对流换热过程的影响规律。数值模拟结果表明,空化现象出现在圆管喉部(限流孔)壁面附近区域;与相同流量下无空化时的传热相比,在发生空化现象的区域,传热壁面被蒸汽所覆盖导致传热急剧恶化,而在远离空化发生区域的下游位置,由于空化的扰流作用使得加热壁面与流体之间的传热得到明显改善。     

管道连接装配型ITER增强热负荷第一壁的热工水力分析

对管道连接装配型ITER增强热负荷第一壁(EHF FW)的标准手指对、边缘手指对及中心梁(CB)开展了热工水力分析.分析结果显示流速分布合理,低于1m·s-1或高于10m·s-1的区域非常小;手指对间的流量分配较合理;整个第一壁的压降为0.351MPa,小于0.4MPa的限定值;在8个循环周期内CB最高温度为409.2...