考虑载荷模拟作用的高压弯头冲蚀数值仿真

在水力压裂过程中,地面高压管汇在管内复杂固液两相流冲击和管体恶劣载荷的耦合作用下,弯头、三通及接头等薄弱部件长期遭受严重的冲蚀磨损,极易导致管件发生断裂破坏,对现场人员及设备构成严重威胁。开展载荷作用下的高压管汇典型材料冲蚀磨损试验,根据试验结果,基于E/CRC冲蚀模型构建一种考虑应力状态影响的新型冲蚀数学模型,所构建的新模型与冲蚀试验数据之间的准确度可达95%以上。采用计算流体力学离散相模型(CFD-DPM),开展高压管汇件冲蚀性能的三维数值模拟,考察高压弯头在不同压裂工况下的冲蚀磨损程度及空间分布情况。结果表明:在固液两相流冲击下,主要冲蚀区位于靠近弯头出口处的弯头外侧,且管件的最大冲蚀率也位于该处;在弯头内侧二次流涡流的影响下,部分颗粒在流经弯头后会在下游直管内侧积聚,从而在这个区域造成次要冲蚀区;随着流动颗粒斯托克斯系数增加,主要冲蚀区面积增大,次要冲蚀区面积减小;此外,在嵌入新型冲蚀数学模型后,可观察到随着操作压力增大,高压管汇弯头部位的冲蚀磨损率明显增加。

风力机翼型尾缘迎风降载工况挥舞振动风洞试验研究

停机变桨降载是极端台风天气下保障大型风力机结构安全的重要措施,风力机叶片尾缘迎风(攻角180°)时,翼型的气动力系数相对较小,是一种有利的降载工况,但有可能发生挥舞方向单自由度振动。本文基于风洞试验,研究了典型风力机翼型在尾缘迎风降载工况下的挥舞单自由度气动弹性振动特性。研究发现,叶片不同截面的翼型在特定的来流攻角和结构无量纲减缩频率下均会触发挥舞失稳振动,总体的失稳攻角范围为155°~167°。失稳区域呈倒“V”字形,结构减缩频率越低,诱发挥舞振动的攻角范围越大。这种挥舞振动表现出锁频特性,即振动频率锁定于结构固有频率,且振动幅值随着减缩频率(与来流风速成反比)的降低而增加。对于普遍具有预扭设计的现代风力机叶片,叶片在进行尾缘迎风的降载设计时,应尽量避免主要叶片截面进入挥舞失稳敏感攻角区域,以免造成结构损坏。

特殊螺纹接头上扣螺纹过盈量设计

针对特定工况要求设计的低钢级、薄壁油管特殊螺纹上扣扭矩较低问题,首先采用蒙特卡洛方法对不同加工偏差组合的接头进行有限元模拟分析,得到上扣螺纹过盈量与台肩扭矩的线性关系,由此初步确定满足工况要求的上扣螺纹过盈量设计值。然后利用实物上卸扣方法进行了试验验证。结果表明,利用有限元方法可快速分析实际特殊螺纹接头在不同上扣螺纹过盈量下的台肩扭矩分布,最大台肩扭矩与实物上卸扣试验结果基本一致。

水淹气藏型地下储气库提高库存动用关键技术——以板中北储气库为例

国内已建的地下储气库(以下简称储气库)大部分是由水淹气藏改建而成,为了进一步提高水淹气藏型储气库库存动用程度,进而实现储气库达容达产高效运行,以板中北储气库为例,深度剖析注采气运行各项指标及周期扩容达产能力,分析了影响库存动用的因素,提出了提高库存动用关键技术和措施,优化了储气库运行的关键参数。研究结果表明:①水侵气藏流体分布复杂、注采速度、气井产水、压力差异、井网井距是影响储气库库存动用程度的主要因素;②建立了不同区带单井合理配注方法,实现储气库均衡驱替,提高储气库波及效率;③建立了含水气井产能修正数学模型,指导了含水气井的合理配产,延长了生产时间,提高了水淹区库存的利用率;④论证了合理井网井距,优化了注采结构和地面压缩机配置,地下地面整体联动,实现了储气库差异化、精细化注采气,提高了气驱扩容效率。结论认为,板中北水淹气藏型储气库库存动用关键技术的研究与应用,将储气库库存动用程度提高了近10%,有效指导了水淹气藏型储气库的高效运行,对同类储气库库存分析与动用提供了借鉴和参考。

大港油田储气库发展历程及相关思考

2000年投产的大港油田大张坨储气库是中国第一座商业运行的储气库。20年来,大港油田储气库业务从无到有、从小到大、从大到优,经营理念不断调整,在技术、业务、政策、改革、市场5种力量交织驱动中逐步发展,其中市场是最大的驱动力量。大港油田储气库的建设历程表明,油气田是当前我国储气库建设的主要力量,但是市场机制不健全等问题制约了我国储气库业务的进一步发展。建议国家加快完善储气库市场机制,显性化油气藏储层的市场价值,加强储气库专业人才队伍建设。

板桥油田特高含水期水平井CO2吞吐参数优化及实施

目前板桥油田板14-1断块油藏含水率98.1%,采出程度10.93%,常规控水稳油技术已无法解决油藏含水高、产能低、经济效益差的问题。和常规控水增油技术相比,CO2吞吐压锥具有工艺简单、施工周期短、成功率较高等优势。采用数值模拟技术研究了CO2吞吐降水增油机理,并在此基础上,优化了CO2吞吐工艺参数,确定了油藏水平井CO2吞吐最优工艺方案。在方案优选基础上,现场实施了CO2吞吐方案。研究结果显示,CO2吞吐通过气驱压锥,萃取原油中间组分,降低原油黏度机理实现了特高含水期水平井控水增油;通过对比不同工艺参数下单井累计增油量及换油率,CO2的最优注入量为600t、注入速度4.0t/h、焖井时间17d、产液量16m^3/d、吞吐轮次2个。45H井现场先导试验显示,45H井产液量为12m^3/d,含水率由98.1%降低至62.5%,产油量由1.6m^3/d上升至4.73m^3/d,CO2吞吐控制底水锥进、降低油井含水率和恢复产能效果明显。研究表明,水平井CO2吞吐对板桥油田同类油藏具有较好的适应性和应用推广前景。

提高储气库井固井质量配套技术实践

介绍了大港油田驴驹河储气库新井固井过程中的典型做法。通过较高质量的井眼准备,应用弹性防气窜水泥浆体系,采取两级固井工艺和两凝水泥浆设计,并对水泥石韧性改造,防止了候凝过程中地层流体窜流,满足了储气库井周期性大吞吐注采气的运行要求。同时,通过采取配套的固井施工工艺、严格的过程管控、不断完善固井方案,为固井质量的提升提供了有效的技术保障和管理支撑。现场固井结果表明,驴驹河储气库井固井施工顺畅,固井质量优质,具备很好的推广应用价值。

低压凝析气藏与CO2气藏联合开发试验研究

针对富含凝析油的小断块凝析气藏衰竭式开发过程中凝析油采收率偏低的问题,结合研究区内凝析油气和CO2资源分布特点,提出了低压凝析气藏和高含CO2气藏联合开发的思路。选取研究区内低压凝析气藏A气藏和高含CO2的B气藏进行联合开发模拟试验,通过数值模拟分析,开展了注采气井网优化、注入气组分设计、注气速度指标优选等不同开发方案下凝析油采出程度的对比研究。研究结果表明,采用联合开发方案后,预计凝析油采收率在原采出程度的基础上可提高20.46%。该设计理念既解决了因环保要求导致高含CO2气藏暂闭无法开发利用的问题,同时提出了一项对衰竭式开发后低压凝析气藏提高凝析油采收率的技术方法。

Generalized Riemann problem for Euler system Dedicated to Professor LI TaTsien on the Occasion of His 80th Birthday

This article is a survey on the progress in the study of the generalized Riemann problems for MD Euler system. A new result on generalized Riemann problems for Euler systems containing all three main nonlinear waves(shock, rarefaction wave and contact discontinuity) is also introduced.