中深层U型埋管换热器数值传热模型精准度影响因素研究

为研究中深层U型对接井地埋管换热器与其周围岩土体传热过程的数值计算模型准确性,文章以实验项目地层与地温特征作为背景,建立了数值传热模型,基于有限差分法将控制方程进行离散求解,并用商用软件对模型进行了验证。定量分析了控制方程的坐标变化系数、数值计算的空间步长、时间步长、径向边界位置以及模拟运行时长等模拟条件变化对模拟结果的影响,为模型研究和工程计算提供了基础数据参考;定量地计算了U型对接井中拐点位置热干扰对换热器出口循环水温度的影响;对用于数值计算的几何模型进行了研究,建立了5种不同的几何模型,其数值计算结果中换热器取热量最大相差54 kW,最小相差0.75 kW,最大偏差超过5%。

The propagation law and analysis of gas explosion in U type duct

In order to explore the propagation law of gas explosion in U type laneways,the propagation law of flame and shock wave in U type duct were experimentally and theoret- ically investigated.It is shown that the shock wave takes on the complicated stress state and the flame takes on complicated change rules in the U type duct.The propagation process of gas explosion in bend duct is the mutual action of explosion wave,flame and complicate flow,the destruction in bend surface is especially serious.In the mine exploita- tion and laneway design,the bend laneway should be avoided,especially continuous bend laneway.

煤系气直井与煤层气U型井间的转换分析与应用

以SX-T-02煤层气井为研究对象,研究直井与煤层气U型井间的转换及U型井施工工艺,通过合理的钻孔布置,过卸压区对下组煤煤层气进行抽采,以解决采掘工作面瓦斯突出问题。简要介绍了U型井的钻具组合、定向等方面的内容,并对两井连通技术进行了说明,阐述了施工中的几点认识。

浅层煤层气U型井分段压裂研究与应用

织金区块煤层气资源丰度高,但煤层具有多、薄、浅的特点。针对该特点的U型井完井方式,压裂施工面临轨迹位垂比大、管柱下入困难、滤失大、缝高失控等问题。以织2U1P井为例,开展了浅层煤层气U型井压裂管柱结构、射孔参数、裂缝参数、排量及施工规模的优化,优选低伤害、低成本的压裂液和支撑剂体系。织2U1P井分6段压裂,累计注入液量4 333.14 m^3,砂量294.45 m^3,最高砂比20%,压后获得4 500 m^3/d的高产。该井产能测试获得突破,证实了织金地区浅层煤储层的含气性能,同时对其它浅层煤层气开发方式也具有较好的借鉴意义。

井下定向钻孔与地面“U”型井组直井对接技术

为了提高地面煤层气井组抽采效率,验证对接钻孔来实现煤层瓦斯的立体式联合抽采的可能性,以保德煤矿施工完成的1个主孔孔深为1544 m对接钻孔为实例,介绍了对接钻孔轨迹的设计方法、设计原则和孔深结构,研究了对接连通技术和定向钻孔轨迹控制技术,分析了对接钻孔与地面"U"型井组直井的联合抽采效果。结果表明:煤矿井下与地面"U"型井直井对接钻孔可以提高地面煤层气井组抽采效率,对煤矿的瓦斯治理和高效开发利用具有示范意义。

深井固井变排量减轻U型管效应理论研究

深井固井过程中U型管效应的存在,使得流体的返出排量不等于注入排量,特别是当水泥浆返出套管鞋一定体积后,环空返速显著降低,从而严重影响了顶替效率。为了减轻U型管效应的影响,提出了一套变排量顶替技术设计方案,通过与固定排量顶替时相比,真空段存在时间缩短13.8%,U型管效应期间的最低环空返速提高15.73%,整体顶替效率提高了5%左右,从而为深井注水泥设计提供了参考依据。

RMRS在煤层气U型井中的运用

RMRS技术及近钻头旋转电磁测距法是一种准确的井筒导向连通技术。对其原理、组成、技术优势及应用现状做了简单介绍。RMRS技术可以在煤层气U型井中得到大力推广和应用。

武威盆地黑山区块煤层气U型井技术研究

基于黑山区块煤层地质及力学特征,对比常规煤层气多分支水平井开采技术。该区煤层气适合U型井钻井技术进行开发。通过黑山区现场地质数据分析,在煤层的主井眼钻进过程中,宜采用清水钻井或者气体钻井、泡沫钻井等欠平衡钻井。采用简单的相交连接方式和适宜的定向钻井贯通方式,运用定向地质导向钻井技术增加对接准确性。将水平井计算模型与流体摩阻的计算结合起来,软件计算得水平段最优长度。

沁水盆地南部煤层气U型井钻井技术及应用

根据沁水盆地南部地质及煤储层的发育特点,介绍了该区块远端水平连通井的钻井工艺,包括U型井设计、钻具组合优化、随钻测量技术、井眼轨迹控制和煤层段钻井液技术等。

U型干湿井点降水疏干施工技术

为了改善淤泥质粉土、黏土及低渗透性软土降水疏干效果,采用U型干湿井点真空负压降水和常压热风对流疏干工艺,能有效实现土体前期真空降水、后期常压疏干,热风干湿对流、虹吸蒸发除湿目的。从根本上提高淤泥质粉土、黏土及低渗透性软土空隙潜水和细颗粒附着水分降水效果,在相同井点数量、间距和真空负压条件下有效缩短降水周期、改善疏干效果、加快土体固结。

煤层气储层类型及配套钻井方案概述

根据渗透率、压力、含气量等参数,可将煤层气储层分为Ⅰ类储层(好储层)、Ⅱ类储层(中等储层)、Ⅲ类储层(差储层)3大类。其中,Ⅰ类储层又分为高压高渗厚层状储层、高压高渗多层储层、高压高渗富气储层、高压高渗低含水储层;Ⅱ类储层又分为高压中渗薄层状储层、低压高渗中等含气储层、低压高渗贫气储层;Ⅲ类储层又分为低压低渗薄层储层、低压低渗厚层储层、低压低渗多层储层、低压低渗高起伏储层、低压低渗高含水储层。对于不同类型的储层,若要保证较好的产能,需要采取配套的钻井方案:Ⅰ类储层物性较好,可采用直井压裂或低分支水平井;Ⅱ类储层物性中等,可以采用三分支水平井、四分支水平井或U型井;Ⅲ类储层物性差、非均质性强,可采用羽状多分支水平井或丛式井,储层非均质性越强,羽状井主分支数应该越多。

深海天然气及其水合物开发模式与钻采技术探讨

中国南海的石油天然气资源十分丰富,但其大多数都埋藏于深水区,油气勘探开发工作面临着许多难题和挑战。历经多年的探索与实践,我国海洋油气钻探工程已经实现了从浅水(水深300 m以内)到超深水(水深超过1500 m)的跨越,并在南海发现了丰富的天然气与海域天然气水合物(以下简称水合物)资源,亟待进行安全高效开发,因而对相应的天然气及其水合物高效开发模式与技术支撑体系提出了迫切的需求。为此,针对深海天然气及其水合物安全高效开发的重大课题,提出了适用于常规天然气的“水平井或复杂结构井浮式钻完井+水下钻采系统+浮式生产、集输与浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)处理系统+船运外输”的开发模式及其技术支撑体系,以及适用于非常规天然气——海域天然气水合物的“水平井或复杂结构井浮式钻完井+水合物原位分解开采+水下或浮式生产与集输处理系统+管道或船运外输”的开发模式及其技术支撑体系;论述了大位移井、“U”形井等先进井型的开发模式及其适用的海洋地质环境,并给出了“U”形井的连通控制模型;此外,还介绍了与深水钻井力学和设计控制技术相关的研究进展。结论认为,建立先进适用的工程模式及其技术支撑体系,寻求实现“地质-工程-市场”一体化的解决方案,同时加强相关的信息化与智能化建设,是深海天然气及其水合物安全高效开发的关键之所在。

三种常用面积注水井网的比较与选择

本文较系统地分析了三种常用面积井网系统的注水特点。指明了五点井网系统是面积井网中最强化的一种注水方式，适用于低渗透与特低渗透油藏的注水开发。

煤层气钻完井工艺新技术研究

煤层气在我国能源结构中占据愈来愈重要的位置,但由于煤岩特殊的沉积和成岩方式,使得煤层保护与钻井安全矛盾突出,钻完井问题突出。首先分析了目前煤层钻井存在的主要问题,其次对水力脉冲、激光钻井、U型水平连通井、径向水平井、水平井分族射孔、空气潜孔锤等新型钻井技术原理及特点进行了分析,总结出目前国内煤层气钻井工艺的发展现状及其特点。通过分析,对于提高煤层气钻井效率和采收率有很实际的借鉴意义。

煤层气多分支水平井钻井工艺研究

基于沁水盆地郑庄区块3#煤层的地质和力学特征,其适于采用多分支水平井钻井技术开发煤层气。但由于煤层较脆,且存在互相垂直的天然裂缝,钻进极易引起井下垮塌、卡钻等复杂事故的发生,更严重的甚至会使井眼报废。郑1平-3H井是渤海钻探在沁水盆地郑庄区块的一口科学实验井,为解决煤层气多分支水平井钻井难题,首先将郑1平-3H井的排采直井"洞穴"置于稳定的煤层顶板上,与水平井主支实现硬穿针,从而根除排采洞穴垮塌和上下井眼错位的问题;其次使主井眼在煤层顶部延伸,钻主支时优化钻井液,解决井眼稳定和井眼重入问题,确保形成稳定的排水输灰通道。煤层气多分支水平井井眼轨迹控制技术、U型井联通技术及悬空侧钻技术的采用较好地解决了煤层气多分支水平井钻井的上述难题,具有重要实践意义。

人民胜利渠灌区渠井结合节水灌溉的田间措施

人民胜利渠灌区渠井结合节水灌溉的斗渠、农渠全部采用了混凝土U形渠道,田间灌水工程中推广短畦窄垄,达到了节水的目的。渠井结合工程布局方案包括机井合理密度、渠井位置、田面工程规格、配套排水工程布设等。以翟坡镇灌溉区为典型,进行了渠井结合工程的效益分析:666.7 hm2耕地工程建设需要投资105.64万元,每年可创经济效益74.14万元,还本年限为1.76 a,经济效益显著;渠井结合节水灌溉的田间工程措施还可调控地下水位,提高水的利用率,社会效益显著。

煤层气水平井与斜井连通技术应用

为减少对环境破坏及降低煤层气水平井投资成本,利用原有的压裂直井井场,再布置一口排采斜井,由水平井和排采斜井组成"U"型井组,因此需进行水平井和斜井连通技术研究及试验。水平井与斜井连通技术是为了满足煤层气新井型而形成的创新型连通技术,在山西沁水盆地煤层气水平井组中开展了连通技术的先导试验,取得了成功,形成了相关的配套技术。结合山西煤层气新井型的设计,介绍了水平井与斜井连通技术配套设备和华北油田煤层气现场应用情况。

水平井在保德煤矿瓦斯抽采中的应用研究

在保德煤矿首次实施双U型井用于治理煤矿瓦斯,根据煤矿的瓦斯抽采需要,在实现矿区瓦斯地质研究的同时,开展了U型井布井研究、U型井工程方案优化、大井斜煤层段的造斜段下入玻璃钢套管、U型井水平段玻璃钢筛管完井、U型井适应性评价及双煤合采排采制度的优化等,采用Excel实现了随钻地层信息与随钻定向预测相结合的随钻定向监控方法。通过实践,验证了随钻预测及随钻定向监控的技术思路和工程措施,取得了良好的技术效果。同时,根据研究成果,提出了逆地层倾向的多分支井及井上下联合施工、井下排采的切实可行的后续工作方案。

煤层气综合抽采技术及应用研究

通过在井下大巷实施井下水平井与原有地面U型井对接连通,实现将地面抽采改为井下正压抽采,可解决煤层气地面抽采的诸多不利,有利于降低抽采成本,改进抽采管理水平。目前煤矿瓦斯治理采用的井下抽放方式为常压钻孔负压抽放,在钻孔过程中煤层原始地层压力因快速降压,导致出现损害瓦斯通道的压实效应;正压直接转换为无节制措施的负压抽放,初速过大易造成速敏效应,从而使瓦斯抽采影响范围小及瓦斯浓度和采收率低,而且产量衰减快,增加煤矿井下钻井工程量,经济性很差。为解决这个问题,通过对保德煤矿煤层气综合抽采技术及应用研究,采用井下正压抽采,可以有效提高瓦斯最终采收率,为降低保德煤矿抽采成本开辟了新的途径,项目具有广泛推广价值。

福达煤矿开采中期瓦斯综合防治技术探讨

通过分源预测的方法对福达煤矿生产中期的瓦斯涌出量进行预测,预测结果表明:福达煤矿为高瓦斯矿井,瓦斯主要来源为开采层和邻近层,采空区次之。针对性地提出了本煤层抽采、邻近层抽采和采空区的瓦斯抽采技术,同时提出了适合本矿井深部煤层联合开采的地面"U"型井抽采技术,并通过加强瓦斯地质研究和建立煤矿瓦斯安全监控系统来实现瓦斯的综合防治。