欠平衡钻井多相流动

1、欠平衡钻井多相流动水力参数设计和计算软件系统钻井工程中为了保护和发现油气层，根据地层条件的不同经常采用泥浆充气、泡沫、气体或低密度纯泥浆欠平衡钻井等。本研究通过理论分析、实验研究等方法得到了一套科学、实用的充气欠平衡钻井多相流流动模型，给出了不同流型的判别条件及损失计算公式，模型不仅考虑了气液漂移，而且考虑了油层产出油、气、水、泥浆、气体、钻屑、产出油的相变等七相介质的流动因素。同时，本研究还考虑了油层产出的油、气、水与井筒内流动的连续耦合，减小了模型误差。 通过理论分析、实验研究得到泡沫钻井液的流变曲线, 以及井筒内的压力分布与流量、密度和摩擦阻力的关系，得到了泡沫钻井液密度变化及流动数学模

2、型。 通过理论分析建立了井筒内气体欠平衡钻井流动的多相流动数学模型，并根据关键点方法给出了不同气体钻进时充分携岩的最小气体排量的计算模式。开发的钻井水力计算软件系统是包括直井和定向井两个部分。每部分又包括纯泥浆钻进、立管充气钻进、环空充气钻进、泡沫钻进、气体钻进等五个个专用设计和计算软件。为了方便于设计，本软件增加了充气钻井最佳注气量计算功能，可以告知在给定液相排量的情形下，不同注气量时的井底压力，并告知是否实现欠压。气体钻井可以根据携岩要求计算最小注气量。它可以计算充气钻井最佳注气量、环空压耗、泥浆当量密度、井底压力、注气量、欠压值等二十几个水力参数。系统可在Windows 98、 Wind

3、ows me、 Windows 2000、 Windows XP等平台下工作，系统已经在国内8个油田生产单位推广，经济效益1亿多元。获奖：教育部提名国家科技进步二等奖 山东省科技进步三等奖中国石油和化学工业协会科技进步二等奖 联系人：孙宝江 Tel：(0546)83965826 E-mail：sunbj螺杆钻具金刚石平面止推轴承随着定向井、大位移井和水平井钻井技术的不断提高，螺杆钻具的用量不断增加，对螺杆钻具的要求也愈来愈高。常用螺杆钻具传动轴中的止推轴承采用普通轴承钢制成，是一种特殊的滚珠串轴承，在开放性的泥浆中磨损很快，较好的寿命在100小时左右，有的寿命只有50小时。而与该轴承配套的径向

4、TC轴承的寿命达180小时，这样就产生了木桶效应。制约了螺杆钻具传动轴寿命的提高，影响了钻井速度的提高和钻井成本的降低金刚石平面止推轴承采用硬度和耐磨性均极高的聚晶金刚石复合片为摩擦副制成，开放性泥浆中的硬质颗粒进入金刚石轴承的摩擦面后将被金刚石研碎，不但不会损害金刚石轴承，反而成为金刚石轴承的润滑剂，使大幅度提高轴承的寿命成为可能。金刚石的摩擦系数较小，不但使功耗减小，也使摩擦热减小，使金刚石平面止推轴承能采用承载能力强、易加工的滑动摩擦结构。金刚石止推轴承的外形尺寸与原滚珠式轴承的外形尺寸相同，不需改变传动轴的结构，在原来安装滚珠串轴承的位置上直接安装本项目研制的金刚石止推轴承就行。金刚石

5、止推轴承的长度允许减小到滚珠式轴承的1/2，使修改传动轴的长度有了减小的空间，从而可以降低传动轴的制造成本。金刚石平面止推轴承在冷41-H17井和冷43-H5井进行现场试验，试验钻压为8吨，累计使用197小时（仍可继续使用）。金刚石平面止推轴承的研制成功大大提高了井下动力钻具传动轴寿命，对于提高钻井速度，降低钻井成本具有极大的应用价值。联系人：陈建民 Tel：(0546)8391209 E-mail：jmchen微能耗液压增压注水技术注水开发是我国大部分油田采用的开采方式，不同的油田、不同的开采层位所要求的注入压力各不相同。在一套地面注水管网相同的供水压力条件下，虽然能够满足大部分注入井的配注

6、要求，却满足不了高压井的注水要求，需要采用离心泵或柱塞泵增压，而对低压井则需节流降压，这就缩短了阀门的使用寿命，并造成很大的能量损耗。系统来水高压水流低压水流微能耗液压增压注水技术是插装阀控制液压缸工作的系统，它利用锥阀尺寸小、导流能力强、泄漏小和适合于水驱动等特点，采用Pascal原理增压和长冲程、低冲次的工作方式，没有一般往复式增压注水泵复杂的机械驱动机构，使泵阀等易损件的工作寿命大大延长。该技术将注水系统提供的工作压力转化为高压水流和低压水流，分别适配于需增压的高压和低压注水井或井组，而无需再安装增压注水泵进行增压，并可通过系统中的阀门实现注入流量的调节，大幅度降低了注水成本，提高了注水

7、系统的系统效率。联系人：周晓君 Tel：(0546)8393144 E-mail：zhouxj疏松砂岩油藏出砂机理及治理对策研究无砂生产区安全生产区产量油井出砂量门限点临界点充填砂运移排出骨架砂运移排出油藏出砂是油田开发过程中普遍存在的问题，给油田生产带来巨大的经济损失。由于目前对油层出砂空间不能定量模拟，严重制约了防砂技术的发展。在系统研究影响油藏出砂各因素的基础上，采用人工神经网络、以及岩石力学、渗流力学等知识，从理论上研究了引起地层充填砂运移的门限流速，及导致岩石骨架破坏时的临界井底流压，建立了计算油层最大出砂半径、大量出砂半径、抑砂剂和固体防砂剂用量等相关参数的数学模型，同时系统地建立

8、了防砂方法优化决策的技术评价模型和经济评价模型，实现了油层出砂状况模拟、治理措施从定性到定量的转变。该技术在全国几大油田几千井次上得到了很好的推广应用，提高了防砂成功率和有效期，达到了国际同类研究的领先水平，2004年获得了山东省人民政府科技进步二等奖。油层保护及解堵技术的研究在油田勘探、开发过程中会因各种原因导致油气层损害，严重时会“枪毙”油气层，给油田带来巨大的经济损失。针对油田开发过程中普遍存在的油层损害、油层解堵难以奏效等问题，开展的油层保护及解堵技术研究，建立了油层损害原因、类型、程度的定量诊断技术，以及解堵措施优化决策的技术评价和经济评价模型，开发了油层损害定量诊断和油水井解堵综合

9、决策计算机专家系统。同时，研发了“深部稳砂新技术”、“HJL-8油层解堵新技术”、“油层暂堵系列技术”等。目前已在全国几大油田上千井次上得到了很好的推广应用，创造了巨大的经济效益和社会效益，总体上达到了国际同类研究领先水平，并于2005年获得中国石油和化学工业协会科技进步二等奖。联系人：蒋官澄 Tel：(0546)8395786 E-mail：泡沫流体系列增产技术 联系人：李兆敏 Tel：(0546)8391351 E-mail：lizhm泡沫流体是一种可压缩非牛顿流体，具有“密度低且可调”、“遇水稳定、遇油消泡”以及“封堵能力随渗透率增大而增大”等特性，广泛应用于钻井、油气井增产、修井、提高采收率等各个方面。随着国内油气田相继进入开发的中后期，以及低压、低渗、稠油等难开发油藏所占比例的增加，泡沫流体在油气田开发中的应用越来越多。近年来，研究中心以泡沫流体在圆管、环空以及多孔介质中的流动规律研究为基础，逐步形成了泡沫流体系列增产技术。主要包括： 泡沫流体冲砂洗井技术 泡沫酸酸化技术 泡沫流体混排储层改造技术 低密度泡沫液压井技术 低压井泡沫流体诱喷技术 氮气泡沫压水锥技术 蒸汽吞吐井氮气泡沫调剖技术 泡沫携砾石充填技术 泡沫压裂技术 氮气泡沫调驱技术其中“泡沫流体冲砂技术研究”、“泡沫酸选择性酸化油层工艺技术研究”以及“泡沫携砂洗井