国家自然科学基金(50974106)
- 作品数：10 被引量：41H指数：5
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- 机械消泡法试验研究被引量：6
- 2013年
- 研究了机械消泡法中喷射压力、喷嘴直径、气液比和喷嘴与挡板间距离4个参数与消泡率关系。结果表明:喷嘴内外压差越大,泡沫更易膨胀破裂。消泡率随喷射压力上升而增加,推荐喷射压力为0.3～0.5MPa;相同条件下消泡率随喷嘴直径增加而降低,但是当喷嘴直径>5mm时,消泡率随喷嘴直径增大而降低的速度明显趋缓,喷嘴直径宜取5～6mm;消泡率随气液比的增加而增加,在满足钻井工艺要求的前提下,可以选择含气量较高的泡沫;喷嘴至挡板间距离与消泡率基本无关,但挡板的作用仍然不容忽视。研究结果为实现机械与化学联合消泡提供技术支持。
- 万里平孟英峰陈浩魏纳
- 关键词：泡沫钻井气液比
- 气体钻井井口腐蚀(冲蚀)检测装置设计与应用被引量：5
- 2012年
- 为了提前预知气体钻井工况下可能引起的腐蚀(冲蚀)危险,研制了适用于气体钻井的井口腐蚀(冲蚀)检测装置。该装置克服了现有技术的不足,安装在气体钻井排砂管线(或测试管线)上,可快速真实监测气体钻井腐蚀(冲蚀)速率,为现场实施气体钻井提供指导,降低井控风险。现场监测结果表明,用该装置测得S135腐蚀棒的平均腐蚀(冲蚀)速率为9.5 mm/a,其表面光滑,局部有细小凹坑,属于典型的高速气流携带钻屑的冲蚀行为;P110腐蚀棒平均腐蚀速率为1.58 mm/a,其表面腐蚀均匀,有细小凹坑,主要为CO2的腐蚀产物FeCO3以及地层岩屑的主要成分SiO2,此外还夹杂少许地层水中的无机盐,符合CO2冲刷腐蚀特征。建议采用抗CO2腐蚀的管材或向环空添加缓蚀剂的方法预防腐蚀。
- 万里平孟英峰李皋陈一健魏纳周华
- 关键词：气体钻井冲蚀腐蚀速率
- 冲砂洗井泡沫流体研制及性能评价被引量：7
- 2011年
- 中国海上油田稠油水平井地层压力低,漏失量大,油砂胶结强。长期使用常规冲砂介质易导致海水进入地层,严重时会全部进入油层而不能上返,导致冲砂作业失败。为解决这一开采问题,以N-烷基-β-氨基丙酸型两性表面活性剂为主剂,研制出适用于冲砂洗井的稳定泡沫,并探讨了NaC l加量、煤油含量、温度、pH值对泡沫性能的影响,进行了室内循环实验。循环实验结果表明,该泡沫经九次循环仍具有一定的发泡能力,可顺利完成冲砂作业和循环利用,具有广阔的应用前景。
- 万里平何保生李玉光唐洪明周华
- 关键词：循环利用冲砂两性表面活性剂
- H_2S/CO_2共存聚合物钻井液中腐蚀产物膜分析被引量：5
- 2012年
- 随着酸性气田的不断开采,其钻采环境中的腐蚀机理及井下管材的优选已成为研究的热点.通过室内高温高压腐蚀试验,并结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS),研究S135钻杆钢在H2S/CO2共存聚合物钻井液中气相与液相的腐蚀产物膜成分差异,探讨腐蚀机理.结果表明,S135钻杆钢气相和液相腐蚀速率都随温度升高和CO2分压增大而增加,气相腐蚀较液相严重,呈局部腐蚀形貌,气相腐蚀产物表面凹坑较大,液相腐蚀产物较为均匀且致密性强,以均匀腐蚀为主.气相和液相腐蚀产物膜中都含有C、O、S、Fe、Si五种元素,且腐蚀产物成分差别不大,主要成分为Fe3O4、FeS、α-FeOOH、FeS2,以及少量的Fe7S8和Fe3S4,此外在腐蚀产物膜表面还夹杂有硅酸盐物质.钻杆钢腐蚀主要来源于二氧化碳腐蚀、氧腐蚀、硫化氢腐蚀、单质硫腐蚀以及腐蚀产物膜与钢材本体间电偶腐蚀.
- 万里平孟英峰李皋舒小波魏纳周华
- 关键词：硫化氢腐蚀二氧化碳腐蚀XPS分析腐蚀产物膜聚合物钻井液
- 泡沫在油管和环空内的流动规律被引量：1
- 2012年
- 由于泡沫钻井携岩能力强的优点,研究泡沫流动规律有利于更好地提高泡沫的携岩能力。通过研究井内泡沫的不稳定流动,对油管及环空内各微元段的流体受力情况进行分析,对泡沫在油管和环空内的流动规律进行了研究。
- 孙兆岩万里平魏纳代清孟英峰唐洪明
- 冲砂洗井泡沫携砂规律数值模拟研究被引量：8
- 2013年
- 利用计算流体动力学(CFD)软件对水平井冲砂洗井过程中泡沫流体携砂能力进行了数值模拟。结果表明在油管居中情况下泡沫流体在环空中心部位体积分量最大,砂粒颗粒体积分量最小。砂粒在泡沫携带下,中心区域的砂粒速度随着运移路程不断变化,砂粒平均速度比入口速度略有增加。随着砂粒直径增加,发生冲蚀区域增加,其对泡沫携砂能力将产生更大影响,但总体而言,砂粒对管壁的冲蚀速率非常小。泡沫流速为0.30m/s时,直径在0.1～2.0 mm的砂粒基本上可以悬浮在泡沫流体中随泡沫一起运动,没有沉降现象;泡沫流速为0.90 m/s和1.50 m/s时,0.1～2.0 mm直径砂粒可以顺利通过水平井段环空流道,砂粒直径越大,泡沫携砂能力越低。
- 万里平何保生唐洪明林铁军赵峰
- 关键词：泡沫流体携砂冲砂水平井数值模拟
- 气体钻水平井井径扩大环空流动特征的数值模拟被引量：3
- 2011年
- 由于气体钻水平井中岩屑受力状态与直井有很大不同,特别是遇到井径扩大,更是携岩的关键点。因此,在分析了气体钻水平井岩屑运移特点以及建立环空连续性方程和动能方程的基础上,以实际井为例考虑了不同井径扩大率,数值模拟了其扩径段气固两相的流动状态,包括气固速度、岩屑浓度、压力分布等。研究结果表明:气体在经历扩径段时环空压力有个降落又回升的过程,随着井眼扩径系数的增大,压力下降又回升,所经历的长度会逐渐增长;扩径系数大于一定值时,扩径变径处存在一定区域的零流动区;扩径系数越大,低速区和回流区就越大越长,扩径下部区域越容易堆积岩屑,填充井眼。
- 万里平孟英峰魏纳金雪梅李孝军张华
- 关键词：气体钻水平井井径扩大气固两相流动
- 冲砂泡沫流体室内携砂规律研究被引量：7
- 2013年
- 为了解冲砂泡沫流体的携砂规律,在自制的试验装置上研究了冲砂时间与砂面高度的关系以及井筒倾角和砂粒直径对携砂率和停留时间的影响。试验结果表明,砂面高度首先快速下降,然后缓慢下降直至趋于平缓;直径小于0.5 mm的砂粒在泡沫中携砂率大于90%,此时井筒倾角对携砂率和停留时间基本没有影响;直径1.0～1.5 mm的砂粒,携砂率随倾角的增大先减小后增大,停留时间随倾角的增大而缩短,倾角在45°～60°时携砂率最小。对于相同的倾角,砂粒直径越大,携砂率越低且停留时间越长。垂直井筒中砂粒以均匀悬浮方式随泡沫流体一起运移;倾斜井筒中砂粒以跳跃方式运移,且明显滑向较低一侧。
- 万里平何保生唐洪明孟英峰赵峰周华
- 关键词：泡沫流体冲砂运移规律
- 气体钻水平井环空冲蚀能量分析被引量：1
- 2011年
- 在建立水平井流动方程的基础上,通过气固两相流动基本数学模型的求解数值模拟不同工况条件下的气固混合物冲蚀能量,得出了冲蚀能量的变化规律。算例数值模拟显示:环空速度剖面主要由注气量大小决定,机械钻速的影响不大;相同注气量条件下,机械钻速降低与井下岩屑浓度等比例下降;注气量的增加能提高井眼净化程度,但不如降低机械钻速效果明显;环空总冲蚀能中气体冲蚀能量占绝对主要地位,岩屑冲蚀能量只占极小部分,在相同注气量条件下总冲蚀能量基本相同;岩屑冲蚀能量主要取决于机械钻速,机械钻速越大井底产生岩屑越多冲蚀能力越强,相同机械钻速条件下,较大注气量能提供较大岩屑运移速度,提高了岩屑冲蚀能量。
- 万里平魏纳孟英峰李永杰李皋
- 关键词：水平井速度剖面
- 气体钻井钻具内气体冲蚀机理研究
- 2012年
- 采用计算流体动力学方法建立高速气体冲蚀无刺孔钻杆接头和具有腐蚀坑的钻杆接头模型。无刺孔的钻杆接头内,只有钻杆内产生腐蚀坑后,流场才变为钻杆本体刺漏的主要影响因素之一;钻杆带有腐蚀坑时,其钻杆内的最大流速远大于无腐蚀坑钻杆内的最大流速;钻杆的穿刺及断裂主要是由于裂纹从钻杆内壁向外壁不断扩展的结果。
- 张涛段慕白万里平
- 关键词：冲蚀气体钻井腐蚀坑计算流体动力学
