【摘 要】
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为了解决准噶尔盆地南缘低温环境钻井液的配制困难的问题,以现场用钻井液材料及配方为基础,采用低凝固点(-38℃)的-35#柴油为基油,通过调整乳化剂、提切剂、润湿剂及有机土等的加量,构建了适应低温环境的高密度油基钻井液体系,并评价了体系在低温(-10～-2℃)和高温(180℃)条件下的流变性及体系的抗污染、封堵性能.研究结果表明,该体系不仅能满足温度低至-10℃条件下的配制且能满足在复杂地层条件下(温度180℃、密度2.5 g/cm3)的流变性能要求,乳化性能稳定(破乳电压1000 V以上)且抗污染性能强;
【机 构】
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中国石油天然气股份有限公司新疆油田公司工程技术研究院,新疆克拉玛依8340002;长江大学石油工程学院,油气钻采工程湖北省重点实验室,湖北武汉430100
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为了解决准噶尔盆地南缘低温环境钻井液的配制困难的问题,以现场用钻井液材料及配方为基础,采用低凝固点(-38℃)的-35#柴油为基油,通过调整乳化剂、提切剂、润湿剂及有机土等的加量,构建了适应低温环境的高密度油基钻井液体系,并评价了体系在低温(-10～-2℃)和高温(180℃)条件下的流变性及体系的抗污染、封堵性能.研究结果表明,该体系不仅能满足温度低至-10℃条件下的配制且能满足在复杂地层条件下(温度180℃、密度2.5 g/cm3)的流变性能要求,乳化性能稳定(破乳电压1000 V以上)且抗污染性能强;同时具有良好的封堵性能,模拟缝宽0.5 mm时的封堵承压为7.0 MPa.该钻井液可在准噶尔南缘低温地面环境下顺利配制且能满足地层条件下的性能要求.
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渗透性是黏土的重要工程性质之一,通过渗透系数进行表征,其机理在于水在黏土中的渗透过程.采用研制的刚性壁固结渗透装置,开展9种应力条件下的黏土渗流试验,并运用荧光示踪技术定量分析试样不同位置处的过水率和流道率,以刻画黏土的渗透过程.试验结果表明,试样同一横截面上的过水率变化范围很大,分布很不均匀,水在渗流过程中容易出现优势流道,且优势流道的分布呈随机无规律性;受水力渗透固结的影响,不同横截面上的过水率和流道率也存在差异,靠近水体的土层的参数值最大,沿渗流方向呈递减趋势;黏土的过水率和流道率均随水力梯度的增加
针对磨料水射流冲击含孔隙岩体的动态过程,依据光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法,将含磨料颗粒的水射流和具有孔隙的岩体离散为一系列的粒子,分别引入NULL型和H-J-C型本构关系描述磨料水射流和岩体的力学特性,建立了磨料水射流冲击孔隙岩体模型,通过模拟射流冲击岩体问题,并与已有研究结果进行对比验证了所建模型的有效性,在此基础上,着重对磨料水射流冲击含孔隙岩体的动态破损过程进行模拟研究,分析了岩体的孔隙特性和射流参数对岩体破损效果的影响.计算结果表
坝基作为水利水电工程重要基础设施的核心部分,其在地震作用下的动力响应和稳定性受到广泛关注.针对饱和砂土坝基的动力响应和液化规律,开展了两组超重力振动台试验,分析了饱和砂土地基在坝闸荷载作用下的地震响应规律.根据两组离心试验结果,地震作用下自由场地地基下层土体发生软化,上层土体发生液化喷砂,加速度放大系数和超静孔压比沿深度方向呈现先减小后增大的趋势;坝基在荷载边缘的土体中出现液化现象,加速度放大系数随深度逐渐减小而土体超静孔压比随深度逐渐增大.坝闸荷载能够增大坝基土体中的有效应力,减小超静孔压比.超静孔压消
基于有限单元法,将群桩划分为有限个2节点单元,从而构建了竖向受荷群桩的有限元求解方程;为了模拟饱和软黏土的流变特性,通过Laplace变换,推导了分数阶导数Merchant模型中的应力–应变关系;引入弹性-黏弹性对应原理,得到横观各向同性分数阶黏弹性饱和软土地基的边界元解答;考虑桩-土界面处的位移协调,将群桩有限元求解方程和地基边界元解答进行耦合,推导出群桩-土相互作用方程;再根据群桩承台的位移协调条件,求解得到群桩基础状态量的时变解答;基于以上理论,设计了数值算例,以验证方法的正确性,并分析了分数阶次对
针对现有降滤失剂在高温高矿化度环境下失效等问题,选择具有苯环结构和磺酸基团的对苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及丙烯酰胺等水溶性单体,以失水山梨糖醇脂肪酸酯(Span 80)、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯(Tween 60)和液体石蜡为油相,采用反相乳液法制备聚合物微球.通过红外光谱仪、热重分析仪、激光粒度仪和扫描电子显微镜等对产物进行表征,研究了微球的溶胀性能、抗盐性能、老化性能、耐温性能和在岩心中的封堵性能.结果表明,聚合物微球具有光滑的球型外貌,粒径为2.82～10.26μm,在270℃开始
为了探究土石混合体的渗流特性,基于颗粒离散元法和三维离散元模型虚拟切片技术建立了土石混合体的三维随机孔隙结构模型并将其体素化,引入三维格子Boltzmann方法从孔隙尺度对其渗流开展了模拟,并据此分析了块石含量、相对密实度和块石粒径对土石混合体渗透率的影响,最后探讨了不同条件下块石含量对土石混合体渗透率存在不同影响的内在机制.研究结果表明:当相对密实度和块石粒径不变时,随块石含量增加,土石混合体的渗透率总体上是逐渐增大的,且增大的速率越来越大;相对密实度越高,土石混合体的渗透率越低;块石粒径对土石混合体的
Richards方程广泛应用于非饱和渗流的数值模拟以及其他相关领域.在数值求解中,可以采用有限体积法进行数值离散,进而采用Picard方法进行迭代求解.然而,为了获得可靠准确的数值解,通常均匀网格的空间步长是很小的,特别是在一些不利的数值条件下,比如降雨入渗于干燥土壤中,这往往使得迭代过程耗时,甚至不收敛.因此,结合Chebyshev形式的非均匀网格,提出了一种基于非均匀网格的两层网格校正法的改进Picard迭代方法(NTG-PI).通过3个非饱和渗流算例,并与传统方法和解析解对比,对改进方法的数值精度、
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