国家自然科学基金(51274220)
- 作品数：5 被引量：10H指数：2
- 相关作者：柳贡慧李军杨顺吉李军高德利更多>>
- 相关机构：中国石油大学（北京）北京工业大学北京信息科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国石油科技创新基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程建筑科学更多>>
- 气体钻水平井段环空岩屑床分布规律研究被引量：3
- 2014年
- 目前关于气体钻水平井的理论研究大都集中在最小注气量的选择上,而对气体钻水平井水平段井筒内的岩屑床分布规律缺乏深入的理论研究。文章通过对气体钻水平井段气固流动特性的分析,应用气固两相流理论、扩散理论,建立了适合气体钻水平井水平井段三层流动的理论模型,即上层悬浮层、中间滑动床及底层岩屑固定床。根据现场某井数据进行了实例计算,计算结果表明,气体钻水平井在气速大于沉降速度时,水平井筒内的岩屑床为滑动床;滑动床的高度随着机械钻速的增高而增大,随着气速的增加、钻杆尺寸的增加而减小;相同条件下水平井段滑动床面积从趾端到根端逐渐降低。当气体返速小于沉降速度时则水平井筒内的流动为三层流动,滑动床、岩屑固定床的分布规律趋势与两层流动时大体相同。
- 杨晓光柳贡慧李军罗整吴琦
- 关键词：气体钻水平井固定床
- 气体钻井低温破岩机理分析
- 2016年
- 气体钻井有着较高的机械钻速在很大程度上归因于钻头水眼处的焦耳–汤姆森低温效应。这种效应对井底岩石产生了热冲击应力,使得井底岩石的强度降低,进而促进了机械破岩的作用。首先建立了非对称冷却条件下井底岩石的温度场的分布模型,并以此建立了井底岩石三维动态热应力分布模型,对气体钻井井底热冲击应力进行了深入的剖析。其次,通过莫尔–库仑准则,对岩石的黏聚力变化进行了分析,得出随着冷却时间的加长,岩石强度迅速降低,有利于岩石的破坏。最后,为验证理论模型,对砂岩岩样进行液氮冷却试验,并对其进行声波实时测量,声波的首波波幅也有明显的延迟,说明冷却处理对岩心内部结构产生了很大影响。
- 杨顺吉李军柳贡慧
- 关键词：气体钻井热应力莫尔-库仑准则
- 井底温度对机械钻速影响数值模拟研究
- 2013年
- 近年来,气体钻井在国内外的应用越来越广泛,其机械钻速高于钻井液钻井,气体钻井提高机械钻速的机理有待进一步研究。本文在弹性力学、热弹性理论的基础上建立气体钻井井底岩石物理模型,考虑温度和初始地应力对井底岩石应力场的影响,采用有限元软件对井底温度场和应力场进行数值模拟。结果表明,井底钻头前方待破碎岩石存在一个低应力区域,考虑温度后的低应力区域大于不考虑温度的低应力区;不考虑温度情况下井底、井壁局部岩石受拉应力作用,考虑温度情况下井底、井壁岩石均受到拉应力作用;由于拉应力的作用降低了钻头破岩难度,有利于提高机械钻速;温度对井底应力状态的影响是显著的,在井底应力场研究中应作为一个不可忽略的因素。
- 仉洪云高德利郭柏云
- 关键词：气体钻井温度拉应力数值模拟
- 气体钻水平井井筒两层流动机理研究
- 2014年
- 目前关于气体钻水平井的理论研究大都集中在最小注气量的选择上;而对气体钻水平井水平段井筒内的多相流动的机理缺乏深入的理论研究。在研究水平井段多相流动机理的基础上,应用气固两相流动力学理论,结合扩散理论,建立了适合气体钻水平井水平井段两层流动的理论模型,即上层悬浮层、下层为滑动床流动。根据现场某井数据进行了实例计算结果表明:气体钻水平井井筒携岩的最优速度应大于岩屑的沉降速度;岩屑稳定输送的条件为水平井井筒环空内为分层稳定流动;沿程阻力在低速主要来自于底层滑动床中岩屑颗粒与井壁之间的摩擦阻力,高速区来自于悬浮层内岩屑与井壁之间的摩擦阻力。最后结合计算结果,对比前人在水平气固流动中的实验结果,对气体钻水平井的最优注气量、井筒压降计算等给出了合理的建议。
- 杨晓光柳贡慧李军杨顺吉吴琦罗整
- 关键词：气体钻水平井扩散
- 气体钻井井底低温对岩石破碎的影响机制被引量：7
- 2016年
- 首先分析井底钻头喷嘴的Joule-Thomson效应,其次,建立急剧冷却条件下井底岩石的温度场分布模型,并以此建立井底岩石动态热应力分布模型,对气体钻井井底热冲击应力进行深入剖析。此外,通过引入井底岩石裂纹尖端应力强度因子,对钻头载荷和热应力共同作用下的井底岩石裂纹扩展失稳进行分析,对砂岩岩样进行液氮冷却试验,并对其进行声波实时测量。结果表明:在热应力的作用下岩石裂纹的抗扩展阻力存在极小值,气体钻井岩屑粒度较小;随着温度的降低,波速在岩石中呈线性衰减,声波的首波波幅也有明显的延迟,说明冷却处理对岩心内部结构产生了很大影响。
- 杨顺吉李军柳贡慧
- 关键词：气体钻井应力强度因子
