控压钻井中三相流体压力波速传播特性

考虑虚拟质量力、相间阻力、气相溶解度及滑脱速度等因素,在双流体模型基础上,建立了控压钻井中油-气-钻井液三相流体压力波速模型. 将溢流气体视为气相,将溢流油相及钻井液相视为液相,液相弹性模量及密度等参数为油相及钻井液相中各参数的加权和,利用半隐式差分及小扰动理论等数学方法,借助计算机编程对其求解. 结果表明,当井底气侵量从0.36m3/h 增至3.6m3/h,波速减小峰值为498.59m/s,而相同的油侵增加量,波速呈缓慢减小趋势,波速减小峰值为19.21m/s;当回压从0.1MPa 增至9.0MPa,波速呈增大趋势,波速增大峰值为233.15m/s;不考虑虚拟质量力,在低频段引起的波速误差呈增大趋势,在高频段引起的波速误差峰值稳定于10.03%.      

旋转柱面间流体的螺旋运动

本文讨论了两无限长柱面之间流体的螺旋运动,算出了这种运动中流体对两柱面的作用力.这些结果可用于讨论石油开发及地质勘探钻井过程中钻井液流动的一些问题.     

固相颗粒在钻井液振动筛筛面上的抛掷运动规律研究

通过δ函数和单位阶跃函数表示平面惯性椭圆振动筛筛面上固相颗粒的受力，建立了微分方程形式的颗粒在筛面上的抛掷运动数学模型。对其解进行分析，给出了颗粒的抛掷周期和抛掷距离对于振动筛或岩屑参数的依赖关系以及这些关系的数值计算分析方法。     

钻井液流体力引起旋转石油钻柱涡动的理论分析

本文把力学基本理论应用到石油钻井的钻柱动力学问题上，分析了钻柱和井壁间钻井液存在而引起的旋转石油钻柱涡动问题。首先将钻柱旋转所受到的钻井液流体反作用力以非线性形式给出，然后就其钻井液流体力引起钻柱涡动和失稳的力学机理与条件予以探讨和论述。     

重晶石和铁矿粉对套管/钻杆摩擦副摩擦磨损性能的影响

利用MG-200型高温高速摩擦磨损试验机对比考察了钻井液中所含的重晶石和铁矿粉对套管和钻杆试件摩擦学性能的影响，并采用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面形貌，探讨了其磨损机理．结果表明，钻井液中的重晶石使得套管／钻杆磨损机理由严重塑性流动转变为磨粒磨损；而随着钻井液中铁矿粉含量的增大，磨损机理由磨粒磨损转变为粘着磨损和疲劳磨损；当铁矿粉含量较低时，采用较高的转速更有利于减小摩擦。     

导向钻井下传信号Haar提升小波去噪研究

针对导向钻井下行通信中信号传输存在多种噪声的问题,提出了一种基于多尺度Haar小波提升变换的信号去噪方法;在分析变钻井液排量下行通信信号传输噪声特点的基础上,给出了Haar小波的提升变换方案、信号去噪的原理及实现步骤,利用Haar多尺度提升小波变换实现了对井下接收的由排量变化三降三升过程构成的下传信号的去噪处理;对比实验结果表明,该方法既能有效滤除噪声,又能保持钻井液排量三降三升变化过程构成的下传信号其脉冲沿的位置和脉宽不失真,保证了对下传信号的有效识别。     

基于激光拉曼光谱的钻井液中含烃浓度定量识别研究

钻井液中的烃能够显示出地层的含油气情况，地层含油气浓度的检测对识别真假油气显示，特别是准确解释和评价油气层具有重要意义。基于激光拉曼光谱技术具有连续、快速、直接检测样品的独特优势，开展了激光拉曼光谱技术应用于钻井液中含烃浓度定量识别的研究。实验室条件下搭建的激光拉曼在线检测系统对C₇~C₁₄正构烷烃及苯进行了检测与振动模式指认，在水基钻井液中优选正辛烷作为标志烃，基于最小二乘法建立了水基钻井液中正辛烷不同特征峰数学模型，在1 298 cm-1频移处振动强度与正辛烷含量具有良好的线性关系；在柴油基钻井液中优选苯作为标志烃，基于最小二乘法建立了油基钻井液中苯的不同特征峰数学模型，在986 m-1频移处振动强度与添加苯含量具有良好线性关系。实验结果表明:激光拉曼光谱技术可用于钻井液中含烃浓度的检测，为反演地层含油气浓度，提高油气层判识精度提供了一种新的途径。     

钻井液添加剂对形成天然气水合物的影响

针对深水钻井中水基钻井液易形成天然气水合物从而导致钻井作业无法正常进行的问题,利用自行设计研制的气体水合物反应装置,模拟深水钻井温度压力条件,对水基钻井液添加剂进行了天然气水合物形成的实验研究。分析了各实验体系形成水合物的过冷度。以过冷度为评价指标,评价了各种钻井液添加剂在深水钻井水合物形成过程中的作用。结果表明,在钻井液使用的加量范围内,阳离子聚丙烯酰胺CPAM、两性离子聚合物FA367等对天然气水合物的形成有抑制作用,且随着加量的增加抑制作用增强;磺甲基丹宁SMT、木质素磺酸盐FCLS对天然气水合物的形成有微弱的促进作用,但影响不大。聚合物添加剂的离子类型对天然气水合物的形成影响不大。     

虚拟质量力对酸性气体-钻井液两相流波速的影响

基于两流体模型、酸性气体和钻井液状态方程,考虑酸性气体与钻井液相间虚拟质量力、粘性剪切力、相间动量交换及狭义相间阻力等条件,建立酸性气体与钻井液两相中压力波传播速度的数学模型,依据小扰动原理,对波速模型求解,得到关于波数K的波速方程。结果表明,在一定范围内,随空隙率、频率的增大,虚拟质量力对波速的影响显著增强;在高空隙率下,压强增大,虚拟质量力对波速的影响减弱;增大流体的密度或不可压缩性,均可使两相压力波速增大;延长气液交换时间或减小波动频率使相间有足够时间进行动量交换,两相压力波波速随之减小。     

全油基钻井液流变性对动态沉降稳定性的影响

为了解决全油基钻井液在钻井循环过程中发生的重晶石动态沉降问题,通过测量抗高温全油基钻井液流变性和动态沉降密度差,对钻井液动态沉降密度差与单独流变参数之间关系进行研究,确定钻井液动态沉降密度差与塑性粘度关系不密切,而与影响钻井液结构特性的流变参数R6读数,动切力,终切力关系密切.采用统计软件R建立了钻井液动态沉降密度差与钻井液R6,YP和终切力关系模型,为现场钻井液工程师调控钻井液动态沉降密度差提供途径.