页岩裂缝系统产量预测的敏感性研究

考虑气体渗流、解吸附效应、储层压缩性和滑脱效应,建立了页岩裂缝系统产能的全耦合数学模型.采用有限元方法求解基质和裂缝流场,计算结果与已有的研究结果吻合,验证了模型的正确性.在此基础上,分析了裂缝半长、条数、间距等参数对产能的影响以及解吸附效应对产能的作用.结果表明:裂缝参数之间存在相互作用.裂缝半长对产能的影响最大,裂缝条数的优化与裂缝半长有关;在生产中后期,解吸附效应可以提供相当可观的气体产量,对稳定产能有重要意义.该模型可以为页岩压裂设计提供理论指导.     

β-环糊精对含有十二烷基硫酸钠的甲基纤维素水溶液凝胶化行为的影响

测定了甲基纤维素在SDS溶液、和SDS与β-CD混合溶液中的凝胶化温度,讨论了SDS与MC之间疏水相互作用和SDS与β-CD之间包合作用对MC溶液凝胶化行为的影响. 结果表明,SDS与β-CD之间的包合作用远大于SDS与MC链上甲基之间疏水相互作用,在β-CD存在下,SDS对MC溶液凝胶化行为的影响可以被完全屏蔽掉. 由此可以进一步计算出在MC存在下SDS与β-CD之间的包合比是1:1,与在聚乙烯基吡咯烷酮存在下的包合比完全一致,但是与在带相反电荷聚电解质存在下的包合比并相同,主要是因为SDS与MC相互作用的方式和与聚电解质相互作用的方式有着本质的区别.     

等壁厚螺杆泵脱胶机理数值模拟研究

等壁厚螺杆泵作为一种高效的人工举升装置已经被广泛地应用于采油工程中.相比于常规螺杆泵,等壁厚螺杆泵具有定子温胀溶胀均匀,运行稳定,举升效率高等优点.但是在实际工作过程中,等壁厚螺杆泵定子容易脱胶,导致定子失效.论文采用有限元数值模拟方法,建立螺杆泵三维动力学模型.通过模拟相同结构参数常规螺杆泵和等壁厚螺杆泵运行过程中的应力应变场、压力分布规律,对比分析发现由液压压差和定转子过盈接触引起的剪应力是造成等壁厚螺杆泵脱胶的主要因素.在此基础上研究了附胶率以及各模型参数对剪应力的影响规律.研究发现,考虑附胶率后,在井下复杂的工作环境下,剪应力会大幅增加,等壁厚螺杆泵定子容易发生脱胶.这些结果对等壁厚螺杆泵的优化设计具有指导意义.     

高分子溶液剪切增稠行为、机理及应用

综述了具有剪切增稠性质的高分子溶液及其流变行为,分析了高分子溶液剪切增稠的机理,讨论了高分子浓度、分子量和高分子组成等对剪切增稠高分子溶液流变行为的影响,最后介绍了高分子剪切增稠体系在石油开采、抗冲减振及日用化工等领域的应用。     

垂直裂缝在砂泥岩层理界面上拐折扩展特性研究

首先以大庆油田薄差油藏的砂泥岩储层力学参数为基础,根据相似原理,制备了砂泥岩相似材料试件。然后通过三点弯曲实验构建了Ⅰ型裂缝扩展,并采用数字散斑相关方法,获得了裂缝扩展过程中试件表面散斑场的变化规律。由此给出了界面位置处裂尖的应力奇异性阶数及应力强度因子,了解了材料强度差异对裂缝在界面扩展特性的影响。分析表明,当垂直裂缝从高强度材料一侧扩展时,界面的应力奇异性阶数大,界面的应力集中效应高,KⅡ/KⅠ比值小,裂缝拐折程度小,反之亦然。     

螺杆泵动力学热力耦合分析方法研究

地面驱动螺杆泵是一种广泛应用于油田采油工程中的人工举升装置。由于螺杆泵深置地下的油管中,密封性很强,很难现场测试工作过程中定子橡胶材料的温度变化以及温度变化引起的定子变形。本文采用有限元方法分析螺杆泵定子的热力耦合效应,讨论定子橡胶材料温度变化的物理机理。用热力学单向解耦分析方法分析单螺杆泵定子橡胶材料的温度分布场以及温度分布引起的定子型线变化。讨论了过盈量、转子转速对温度分布和定子型线变化的影响。     

一种超弹性合金密封体的实验研究

封隔器是油田采油工程中广泛使用的井下工具,长期以来都是以橡胶作为封隔器的密封件。本文简要列举了目前油田开发生产中使用的封隔器所存在的主要问题。将超弹性合金材料引入封隔器领域,是解决橡胶材料密封件所存在问题的新途径。通过对NiTi超弹性合金材料特性的简要介绍,及对其力学性能所进行的试验研究,论证了这种材料替代橡胶用做封隔器密封件的可行性。在室内试验获得的认识和得到的结论基础上,设计和研制了相应的小样和原形试件,并在尽量与油田现场生产相近的环境下进行了一系列的实验和模拟,分析和探讨了超弹性合金密封件损伤破坏机理,对封隔器和密封件的结构设计提出了若干建议,为这种新型的金属封隔器和超弹性合金密封件的工程应用提供了依据。