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垂直井闭循环地热系统热提取性能和注入优化数值模拟
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作者 马永法 周学军 +9 位作者 袁利娟 刘玲 董俊领 王旭 詹涛 何兰 刘新 刘艳 李昌 雷宏武 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1302-1312,共11页
为了评价单井闭循环的热提取性能,优化注入参数,文章针对中国东北典型场地,基于井筒-储层耦合数值模拟和场地的运行监测数据,分析了地热系统短期(热响应测试)和长期(一个供暖季)的提热性能,并优化了系统运行注入温度和流量。结果显示,... 为了评价单井闭循环的热提取性能,优化注入参数,文章针对中国东北典型场地,基于井筒-储层耦合数值模拟和场地的运行监测数据,分析了地热系统短期(热响应测试)和长期(一个供暖季)的提热性能,并优化了系统运行注入温度和流量。结果显示,典型东北地区1500 m长度的地热井在平均注入温度7℃,注入流量7.7 m^(3)/h条件下,换热孔出口平均功率为65.2 kW,一个供暖期出口与入口平均温差为4.9℃,地层温度降低影响最大范围约7 m,地层中的降温程度最大为23℃,并可以在非供暖期得到较好的恢复。在不考虑运行成本和可持续开发的情况下,注入温度越低、流量越大,获得的换热功率也越大。在调整注入温度为5℃和流量为6.3m^(3)/h的情况下,可获得同样的换热功率,此时的运行成本最低,比现有方案成本降低20%。考虑运行成本和可持续开发的优化设计对单井闭循环地热供暖具有现实意义。 展开更多
关键词 地热供暖 垂直井闭循环地热系统 性能评价 注入优化 数值模拟
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南海北部天然气水合物藏垂直井网降压开采数值模拟 被引量:11
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作者 陈朝阳 游昌宇 +3 位作者 吕涛 李小森 张郁 徐立新 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期177-185,共9页
为了提高南海北部低渗透率、泥质粉砂型天然气水合物(以下简称水合物)储层降压开采的气产量和采收率,基于我国2017年水合物试采W17站位水合物层含有少量游离气且下伏泥层的条件,根据实际试采数据,针对单垂直井和垂直井网两种布井方式,利... 为了提高南海北部低渗透率、泥质粉砂型天然气水合物(以下简称水合物)储层降压开采的气产量和采收率,基于我国2017年水合物试采W17站位水合物层含有少量游离气且下伏泥层的条件,根据实际试采数据,针对单垂直井和垂直井网两种布井方式,利用TOUGH+HYDRATE软件进行了水合物层降压开采数值模拟,研究了开采井产气/产水特征及开采区温度场、压力场、水合物饱和度场的变化特征,进而分析了渗透率、井间干扰对压力场、温度场及流场变化的影响机制。研究结果表明:①低渗透率泥质粉砂型水合物层在降压开采过程中,水合物的分解使水合物沉积层渗透率增大,从而使气、水产量增加;②在降压开采初始阶段,开采井的气、水产量短时达到峰值后急剧减小,水合物迅速分解、吸热及游离气的涌入使得井筒附近温度降低,而后随着开采时间的延续,气、水渗流阻力增加,压降传播速率降低,水合物分解气产量和井口气产量不断降低,水产量则缓慢上升;③水合物的分解由压降和周边流体渗流、传热联合控制,井筒附近及水合物层上下界面处的水合物优先分解,井口产出的天然气有较大部分来自于周边水合物层中的游离气和孔隙水溶解气;④采用垂直井网进行水合物开采,每口井的控制面积减少,单井的产气/产水速率及累计产气/产水量均明显低于单垂直井,但垂直井网开采总的气产量更大、水合物采收率更高;⑤井距决定了每口井的控制面积和最终累计产气量,井间压降叠加效应加速了水合物的分解,井间区域的压力及温度显著低于单井,但井间对称流场的干扰会阻碍气液流动,在井间中心区域将形成“静止区”。结论认为,多井联合开采可以提高井场总的气产量,但需要根据钻井成本、水合物层渗透率、预计生产周期、井场总气产量和水合物采收率等指标来综合确定合理井距。 展开更多
关键词 南海北部 天然气水合物 垂直井 垂直井 降压开采 数值模拟 泥质粉砂 产气/产水特性
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天然裂缝地层中垂直井水力裂缝起裂压力模型研究 被引量:59
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作者 金衍 张旭东 陈勉 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期113-114,118,共3页
受天然裂缝走向和倾角的影响,水力裂缝在井壁处起裂可能有3种方式,即:沿天然裂缝面张性起裂,沿天然裂缝面剪切破裂,从岩石本体起裂。确定水力裂缝在井壁处起裂的压力和方式,对水力压裂设计和施工有重要的作用。根据天然裂缝产状和地层... 受天然裂缝走向和倾角的影响,水力裂缝在井壁处起裂可能有3种方式,即:沿天然裂缝面张性起裂,沿天然裂缝面剪切破裂,从岩石本体起裂。确定水力裂缝在井壁处起裂的压力和方式,对水力压裂设计和施工有重要的作用。根据天然裂缝产状和地层地应力状态,建立了水力裂缝3种起裂方式的起裂压力计算模型,给出了水力裂缝起裂方式和起裂压力的判别方法。现场实例证明,该模型较为成功地解释了天然裂缝性地层的破裂压力。 展开更多
关键词 天然裂缝地层 垂直井 水力压裂 起裂方式 起裂压力 计算模型
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资源条件与煤层气垂直井产能关系——以沁水盆地南部樊庄与潘庄区块为例 被引量:15
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作者 潘建旭 王延斌 +5 位作者 倪小明 王向浩 薛培 高莎莎 李霞 郭慧 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期24-27,共4页
以沁水盆地南部樊庄和潘庄两区块煤层气垂直井勘探开发资料为基础,运用数值分析方法,分别研究了两区块煤层气井的含气量、资源丰度、含气饱和度、临储压力比与对应的平均日产气量的关系。结果表明:在樊庄、潘庄单个区块内,在忽略开发工... 以沁水盆地南部樊庄和潘庄两区块煤层气垂直井勘探开发资料为基础,运用数值分析方法,分别研究了两区块煤层气井的含气量、资源丰度、含气饱和度、临储压力比与对应的平均日产气量的关系。结果表明:在樊庄、潘庄单个区块内,在忽略开发工艺对煤层气井产能影响的条件下,含气饱和度、临储压力比对煤层气垂直井产能影响均比较大;在樊庄和潘庄共同所在的区域范围内,临储压力比对煤层气产能的贡献最大。 展开更多
关键词 煤层气 垂直井 资源条件 产能
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煤储层渗透率与煤层气垂直井排采曲线关系 被引量:23
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作者 倪小明 苏现波 +1 位作者 魏庆喜 吴建光 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1194-1198,共5页
根据岩石弹性理论分别建立了天然裂隙面上、最大水平主应力方向上形成裂隙的极限压力模型,绘制了压裂过程主裂隙延伸轨迹示意图;根据原始渗透率与改造后渗透率的关系,结合压裂主裂隙几何形态特征,绘制了不同渗透率关系下排采过程压力传... 根据岩石弹性理论分别建立了天然裂隙面上、最大水平主应力方向上形成裂隙的极限压力模型,绘制了压裂过程主裂隙延伸轨迹示意图;根据原始渗透率与改造后渗透率的关系,结合压裂主裂隙几何形态特征,绘制了不同渗透率关系下排采过程压力传播轨迹示意图;根据煤储层原始渗透率、压裂后渗透率不同情况下压力传播轨迹的不同,得出煤层气垂直井排采的"增—减—增"、"增—减"、"增—增"和"增—减—猛增"等4种典型排采曲线. 展开更多
关键词 渗透率 煤层气 垂直井 排采曲线
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水平井与垂直井联合井网波及系数研究 被引量:30
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作者 武兵厂 姚军 吕爱民 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期85-88,共4页
利用数值模拟方法对五点法、七点法、九点法注水方式不同见水时刻水平井与垂直井联合井网的波及系数进行的研究结果表明,油水流度比、水平井穿透比及水平井与水平方向的夹角对3种联合井网波及系数的影响较大。在对各种影响因素分析对比... 利用数值模拟方法对五点法、七点法、九点法注水方式不同见水时刻水平井与垂直井联合井网的波及系数进行的研究结果表明,油水流度比、水平井穿透比及水平井与水平方向的夹角对3种联合井网波及系数的影响较大。在对各种影响因素分析对比的基础上,得出了各影响因素与波及系数的关系曲线,并对数值模拟结果进行了回归,得到了联合井网的波及系数与各影响因素之间的定量关系。 展开更多
关键词 注水开发 波及系数 水平 垂直井 联合 数值模拟
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稠油油藏水平井、垂直井产能分析 被引量:17
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作者 朱维耀 鞠岩 +2 位作者 杨正明 孙玉凯 徐君 《特种油气藏》 CAS CSCD 2002年第2期32-33,共2页
针对稠油油藏非牛顿流体在多孔介质中的渗流特点 ,研究了水平井、垂直井定常三维渗流 ,建立了具有启动压力梯度非牛顿流体的水平井、垂直井产能公式 ,分析了各种流体特征对产能影响。这些公式可较好地用于稠油油藏的开发设计评价中。
关键词 稠油油藏 水平 垂直井 产能 非牛顿渗流
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确定水平并水平段、垂直井射孔段最优位置方法研究 被引量:15
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作者 范子菲 宋文杰 周继涛 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期72-75,共4页
在临界产量公式基础上,本文提出4种方法来确定水平井水平段、垂直井射孔段在气顶底水油藏、底水油藏垂直剖面上的最优位置,对水平井、垂直井开发方案设计具有一定的指导意义。
关键词 水平 垂直井 最优化位置 射孔段
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塑性流体型稠油油藏垂直井产能预测公式 被引量:7
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作者 何勇明 李爱芬 +1 位作者 陶军 刘辉 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 2003年第5期57-58,共2页
稠油在地层中的流动具有非牛顿流体特性。为了研究其对产能的影响,将稠油视为宾汉流体。基于其启动压力梯度,推导出了宾汉流体的运动半径和运动边界压力求取公式在此基础上推导出了垂直井在稳态状态下的产能预测公式。分析了某些参数对... 稠油在地层中的流动具有非牛顿流体特性。为了研究其对产能的影响,将稠油视为宾汉流体。基于其启动压力梯度,推导出了宾汉流体的运动半径和运动边界压力求取公式在此基础上推导出了垂直井在稳态状态下的产能预测公式。分析了某些参数对产能的影响,特别是启动压力梯度的影响。 展开更多
关键词 塑性流体型 稠油油藏 垂直井 产能 预测公式 启动压力梯度 运动半径
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垂直井砾石充填防砂最小排量的确定方法 被引量:7
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作者 李爱芬 付继统 +1 位作者 陈月明 王志刚 《石油大学学报(自然科学版)》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期62-65,共4页
将水平管中清水及低粘液体携砂时的临界流速公式用于计算垂直井砾石充填防砂的最小排量 ,研究了垂直井低粘液体及清水携砂液临界流速计算公式的特点及应用条件 ,分析了射孔孔眼临界流速及防砂井最小排量的影响因素 ,并利用现场数据计算... 将水平管中清水及低粘液体携砂时的临界流速公式用于计算垂直井砾石充填防砂的最小排量 ,研究了垂直井低粘液体及清水携砂液临界流速计算公式的特点及应用条件 ,分析了射孔孔眼临界流速及防砂井最小排量的影响因素 ,并利用现场数据计算了防砂井最小排量。结果表明 ,射孔孔眼直径及携砂比增加时 ,临界流速增加 ;射孔密度、射开厚度、孔眼直径及临界流速增加时 ,砾石充填最小排量也增加。提出的临界流速计算方法可用于现场施工排量的设计 ,携砂液初始排量接近或高于临界排量是保证防砂成功并获得较长有效期的根本条件。 展开更多
关键词 垂直井 砾石充填 防砂 最小排量
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垂直井多分量感应测井大型三维有限差分模拟 被引量:5
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作者 王昌学 杨韡 +3 位作者 覃世银 陶果 沈金松 何宝庆 《测井技术》 CAS CSCD 2003年第6期459-462,共4页
电性各向异性低电阻率储层的含水饱和度评价经常出现偏差,其原因在于对这种储层的评价没有综合考虑测井仪器的测量特性和地层电阻率方向上的差异。对垂直井,表征各向异性地层的参数主要有水平电阻率和垂直电阻率,但常规电法测井只提供... 电性各向异性低电阻率储层的含水饱和度评价经常出现偏差,其原因在于对这种储层的评价没有综合考虑测井仪器的测量特性和地层电阻率方向上的差异。对垂直井,表征各向异性地层的参数主要有水平电阻率和垂直电阻率,但常规电法测井只提供地层水平方向的电阻率信息,不能直接测量地层垂直方向的电阻率。多分量感应测井直接用来测量电性各向异性地层的水平电阻率和垂直电阻率,从而可对各向异性储层进行较为客观的评价。简单介绍了多分量感应测井原理,推导了垂直井中进行三维有限差分模拟的计算公式。计算结果表明,该算法能较好地模拟三维地层模型。它对更深入研究多分量感应测井方法以及进行仪器研制打下了较好的基础。 展开更多
关键词 垂直井 多分量感应测 三维有限差分模拟 水平电阻率 垂直电阻率
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九里山煤矿垂直井起裂压力对煤层气产能的影响 被引量:7
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作者 王志荣 郭志伟 +1 位作者 徐培远 陈玲霞 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期124-128,159,共6页
为了总结豫北焦作矿区九里山煤矿煤层气井压裂抽采试验的成功经验与失败教训,基于弹性平面应变理论和数值模拟方法,讨论了煤岩体压裂缝的形成与发展机理,并推导了"三软"煤层压裂抽采井在不同地质条件下的起裂压力计算公式。... 为了总结豫北焦作矿区九里山煤矿煤层气井压裂抽采试验的成功经验与失败教训,基于弹性平面应变理论和数值模拟方法,讨论了煤岩体压裂缝的形成与发展机理,并推导了"三软"煤层压裂抽采井在不同地质条件下的起裂压力计算公式。通过对比计算结果与实际抽放试验资料,认识到在张性断裂构造发育的大水矿区,过大的压裂措施使煤层气井筒附近煤储层隔水底板受到较为严重的损伤,压裂缝转向底板太原组L_(7-8)岩溶含水层,导致大量地下水涌入地面采井。从产能效果看,强烈的地下水径流作用,使原先游离于储层空隙中的煤层气逸散殆尽,孔隙水压也使得大量吸附于裂隙中的煤层气难以解析,因而无法形成长期稳定的单井规模产量。 展开更多
关键词 九里山煤矿 “三软”煤层 煤层气垂直井 起裂压力
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基于PKN分析的煤层气垂直井水力压裂时间计算模型 被引量:5
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作者 王志荣 郭志伟 +1 位作者 贺平 陈玲霞 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第4期24-30,共7页
注水压裂是目前提高低渗煤层地面垂直井产能最有效的手段。为了研究压裂过程中流体与岩体相互作用的时间效应,以及低渗透煤层压裂缝的时空演化规律,首先根据垂直井的受力特征,运用弹性力学等理论知识,建立相应的起裂压力计算模型;其次... 注水压裂是目前提高低渗煤层地面垂直井产能最有效的手段。为了研究压裂过程中流体与岩体相互作用的时间效应,以及低渗透煤层压裂缝的时空演化规律,首先根据垂直井的受力特征,运用弹性力学等理论知识,建立相应的起裂压力计算模型;其次考虑损伤对煤岩本体变形的影响,将Dougill损伤因子引入起裂压力计算模型,从而建立延伸压力的计算模型;结合裂缝内净压力的非线性压降规律、延伸压力计算模型以及经典的PKN分析模型,最终建立新的裂缝扩展模型。该模型反映了压裂时间t与压裂半径L之间的函数关系。焦作矿区运用该模型计算表明:压裂时间控制在40~60 min,则相应的压裂半径为88.04~108.75 m。这一理论计算值与现场实际检测结果较为符合,初步验证了新建模型的正确性,可为实际施工控制以及保护矿区地下水环境提供坚实的理论依据。 展开更多
关键词 煤层气垂直井 含气软煤 延伸压力 扩展模型 压裂时间
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CO_2增能压裂在煤层气垂直井中的应用 被引量:8
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作者 焦中华 倪小明 贾炳 《煤炭工程》 北大核心 2011年第2期48-50,共3页
根据伴注CO2增能压裂特点,系统分析了CO2增能压裂增产机理,结合芦岭矿实际情况,设计了该研究区CO2增能压裂煤储层工艺技术。芦岭矿井伴注CO2增能压裂和常规活性水压裂的产气对比表明:CO2增能压裂从一定程度上可增加煤层气垂直井的产气量... 根据伴注CO2增能压裂特点,系统分析了CO2增能压裂增产机理,结合芦岭矿实际情况,设计了该研究区CO2增能压裂煤储层工艺技术。芦岭矿井伴注CO2增能压裂和常规活性水压裂的产气对比表明:CO2增能压裂从一定程度上可增加煤层气垂直井的产气量,具有较好地应用前景。 展开更多
关键词 CO2增能 压裂 煤层气 垂直井 吸附
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垂直井螺旋弯曲管柱的摩擦和自锁分析 被引量:5
15
作者 张福祥 高国华 +1 位作者 王宇 周晓军 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期83-87,共5页
描述垂直井中螺旋弯曲管柱轴力分布和变形行为的力学方程是一组高阶非线性常微分方程组。求得了这组非线性 方程在对称性条件下的渐近螺线解;分析了摩擦系数对整个管柱上的轴力分布、“中性点”位置、“自锁点”位置以及“自锁 力”等... 描述垂直井中螺旋弯曲管柱轴力分布和变形行为的力学方程是一组高阶非线性常微分方程组。求得了这组非线性 方程在对称性条件下的渐近螺线解;分析了摩擦系数对整个管柱上的轴力分布、“中性点”位置、“自锁点”位置以及“自锁 力”等的影响;导出了“中性点”、“自锁点”以及“自锁力”的计算公式;并绘制出对应不同摩擦系数的轴力分布曲线以及“中 性点”、“自锁点”随端部轴压变化的曲线。本文研究的结果对于高温、高压深井井下作业管柱的合理设计和作业参数的合 理选择等具有较大的实用价值。 展开更多
关键词 摩擦力 变形 垂直井 螺旋弯曲管柱 自锁
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垂直井两相流动生产测井解释滑动模型 被引量:5
16
作者 汪中浩 吴锡令 张淑芝 《石油物探》 EI CSCD 2003年第2期276-278,共3页
在两相流动模拟实验数据分析的基础上 ,提出油水两相和气液两相流动的滑脱速度的实验关系 ,进而确定垂直井两相流动生产测井解释的滑动模型。
关键词 垂直井 两相流动 生产测解释 滑动模型 油水两相 气液两相 滑脱速度
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三维实验模拟垂直井和水平井降压开采水合物 被引量:4
17
作者 冯景春 李小森 +3 位作者 李刚 王屹 张郁 陈朝阳 《新能源进展》 2014年第3期216-220,共5页
为了研究降压法在不同井网布置条件下开采天然气水合物的机理,在水合物三维实验模拟平台中进行了垂直井和水平井降压开采实验,获得了两种布井方式的产气、产水、温度变化和三维温度空间分布情况。研究表明,在该实验条件下,利用水平井开... 为了研究降压法在不同井网布置条件下开采天然气水合物的机理,在水合物三维实验模拟平台中进行了垂直井和水平井降压开采实验,获得了两种布井方式的产气、产水、温度变化和三维温度空间分布情况。研究表明,在该实验条件下,利用水平井开采水合物的平均产气速率是垂直井的1.48倍,但水平井开采的产水量较大,垂直井开采的产水量则很小。三维温度分布图表明,开采过程中全釜的温度同步下降,水合物在反应釜内均匀分解,反应釜四周的温度比反应釜中心温度高,热量从边界向釜中心传递。 展开更多
关键词 水合物 水平 垂直井 三维 降压开采
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多翼裂缝垂直井的瞬态压力分析 被引量:4
18
作者 张守江 乔红军 +2 位作者 张永飞 陈一鸣 曾凡华 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期137-146,共10页
水力压裂形成的复杂裂缝网络破坏了单个线性裂缝的流动特性,给油井的动态预测带来了极大的挑战。为了研究多翼裂缝垂直井的瞬态压力特征,基于源函数理论和叠加原理将地层系统分为两个子系统,利用离散坐标法建立了瞬态压力分析的半解析... 水力压裂形成的复杂裂缝网络破坏了单个线性裂缝的流动特性,给油井的动态预测带来了极大的挑战。为了研究多翼裂缝垂直井的瞬态压力特征,基于源函数理论和叠加原理将地层系统分为两个子系统,利用离散坐标法建立了瞬态压力分析的半解析模型。通过Laplace变换及Stehfest反演算法绘制了油藏中各流动阶段的识别曲线。在此基础上,通过改变裂缝数量、裂缝长度、裂缝角度、裂缝分布形式和裂缝导流能力等参数对复杂裂缝网络进行了敏感性分析。研究结果表明,多翼裂缝垂直井的地层流动共经历了4个阶段,其中,裂缝数量及长度对地层内地层线性流影响较大;裂缝分布形式对地层内双线性流及地层线性流影响较大且复杂;裂缝导流能力对地层内的双线性流动影响较为明显;裂缝断裂角度对地层内各流动阶段的动态压力特性影响均较小。 展开更多
关键词 水力压裂 多翼裂缝 垂直井 瞬态压力分析 半解析模型
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垂直井眼中管柱屈曲精确解的应用 被引量:2
19
作者 魏大农 周志宏 《油气井测试》 2005年第1期12-14,共3页
管柱在垂直井眼中的屈曲方程可以归结为一个非线性方程,Mitchell得出了该方程的精确解。在此基础上,分析和计算了方程解的性状、管柱与井壁的接触力曲线,以及管柱的缩短情况。分析表明,与传统Lubinski解相比,在精确解中管柱的轴线是由... 管柱在垂直井眼中的屈曲方程可以归结为一个非线性方程,Mitchell得出了该方程的精确解。在此基础上,分析和计算了方程解的性状、管柱与井壁的接触力曲线,以及管柱的缩短情况。分析表明,与传统Lubinski解相比,在精确解中管柱的轴线是由左旋和右旋相互交替的曲线;管柱和井眼的接触力在左右旋交界点最大;管柱每段螺旋长度越长,轴向载荷下变形越大。 展开更多
关键词 管柱 垂直井 轴向载荷 精确解 屈曲 曲线 非线性方程
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垂直井定向射孔技术在克拉玛依油田的应用 被引量:3
20
作者 王界益 王存田 周绪国 《测井与射孔》 2008年第2期63-66,共4页
本文介绍了垂直井定向射孔技术的工艺原理及在克拉玛依油田夏81井、乌36井、夏82井、DW156井、克305井、乌37井和车90井等七口垂直井定向射孔作业中的成功应用情况,对低孔低渗油气藏的开发具有广阔的前景。
关键词 垂直井 陀螺定向 定向射孔
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