张辉
- 作品数：50 被引量：543H指数：12
- 供职机构：中国石油大学（北京）石油工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程理学天文地球电气工程更多>>
- 推靠式旋转导向工具造斜能力影响因素被引量：7
- 2019年
- 旋转导向工具相比于滑动导向工具具有机械钻速快、摩阻扭矩小、水平位移延伸能力强、井眼轨迹易调控等优点。推靠式旋转导向工具引入国内市场后,总体应用情况较好,但在部分地区也出现了工具造斜能力不足的问题。根据底部钻具组合纵横弯曲梁方法,建立了推靠式旋转导向工具变截面BHA力学模型以及井斜趋势角分析模型,并在此基础上分析了BHA结构参数、钻压、钻头各向异性和岩石可钻性对工具造斜能力的影响规律。分析结果表明,偏置力、第1跨钻柱长度及外径、第2跨钻柱外径、钻头侧向切削能力对工具造斜能力的影响较大。根据分析结果对推靠式旋转导向工具的底部钻具结构进行了优化,在塔中地区取得了较好的应用效果。
- 李军李东春张辉王昊
- 关键词：力学模型底部钻具组合
- 考虑相间传质的全瞬态井筒气液两相流模型
- 2024年
- 基于滑移上升气泡的界面传质理论与气液两相流理论,结合井筒流体与地层间的传热机理,建立了油基钻井液条件下考虑相间传质的全瞬态非等温气液两相流模型,利用O’Bryan气侵实验数据对该模型进行了验证。研究结果表明,地层气体与油基钻井液的相间传质速率相对较慢,气体并不会立即完全溶解于未饱和的油基钻井液中,而是伴随着油基钻井液沿井筒向上流动时逐渐溶解。在相同气侵速率条件下,该模型计算的井筒内自由气体积分数大于以往考虑稳态相间传质的气液两相流模型。气液相间传质速率随着气体浓度和流体流速的增加而增大。该模型突破了以往基于稳态相间传质的井筒多相流模型的缺陷,能够更准确地描述油基钻井液中气液两相流动规律。
- 杨宏伟李军张辉张辉邢星
- 关键词：气液两相流油基钻井液气侵
- 高温高压多场耦合下封隔器载荷变化规律研究
- 2025年
- 封隔器作为关键的井下生产工具,在保护油气安全生产和提高生产效率方面发挥着重要作用,但在高温高压的复杂作业环境下,由于其承受的轴向载荷过大,容易出现失效情况。以封隔器轴向载荷对研究对象,考虑焦耳-汤姆孙效应建立了测试与生产工况下的温-压耦合预测模型和温-压耦合作用下的封隔器载荷计算模型,分析了产量、封隔器下入深度及气体相对密度对封隔器承受载荷的影响。研究结果表明:焦耳-汤姆孙效应对高温高压井井筒温度和压力的分布有显著影响,考虑焦耳-汤姆孙效应的计算结果更符合现场实际情况;封隔器轴向载荷增加到极限值时,存在失效的风险,同时封隔器轴向载荷随着产量、封隔器下入深度和气体相对密度的增加而增大,产量从20万m^(3)/d增加到100万m^(3)/d时,封隔器轴向载荷增加152.33 kN;封隔器下入深度增加1500 m时,封隔器轴向载荷增加140 kN;气体相对密度增加0.08时,封隔器轴向载荷增加9.83 kN。研究结果可为高温高压井封隔器优化设计提供理论基础。
- 杨博远刘怀亮张辉刘宇李军席岩
- 关键词：高温高压井多场耦合封隔器
- 单弯螺杆钻具组合造斜能力研究被引量：7
- 2016年
- 为了更全面的考虑影响单弯螺杆钻具组合造斜能力的因素,对单弯螺杆钻具组合的造斜能力进行了深入研究。在平衡曲率法的基础之上,考虑地层变井斜力,建立"考虑地层作用造斜率"的计算模型,并进行实例分析。研究结果表明,某水平井造斜井段使用单弯单稳螺杆钻具组合滑动钻进,其中实际造斜率9.2(°)/30m,考虑地层作用时造斜率10.3(°)/30m,没有考虑地层作用时造斜率15.8(°)/30m。分析单弯螺杆钻具组合结构参数和钻压对造斜率的影响规律,得出考虑地层作用时造斜率随着钻头到下稳定器距离的增加而大幅减小,随着钻压的增加而减小;没有考虑地层作用时造斜率随着钻头到下稳定器距离的增加而略有减小,随着钻压的增加而增加。实例分析和规律表明:研究单弯螺杆钻具组合的造斜能力时,必须考虑地层作用,这样可以更准确地预测单弯螺杆钻具组合的造斜率;分析单弯螺杆钻具组合造斜率随结构参数和钻压变化的规律,为钻具设计和钻压优选提供依据。
- 张辉张日鹏何军刘军波马德新
- 关键词：造斜率
- 砂砾岩压裂中砾石对水力裂缝扩展影响机理研究被引量：9
- 2021年
- 近年来砂砾岩油气藏在新探明储量中占比逐年上升,砂砾岩油气藏的开发也逐渐受到重视。砂砾岩具有渗透率低、导流能力差的特性,在开发砂砾岩油藏时需要进行大规模水力压裂形成缝网,但是由于砾石阻碍复杂缝网的形成,导致砂砾岩压裂增产效果不理想。因此针对砂砾岩的结构特征,根据断裂力学理论,以砂砾岩地层中水力裂缝为研究对象,探讨在砂砾岩地层压裂时砾石对水力裂缝扩展的影响规律。研究结果表明,水力裂缝与砾石产生相互作用后,水力裂缝的扩展以绕砾石扩展为主,少数情况下会穿过砾石;砾石的形状对水力裂缝的绕砾行为具有显著影响;随着水力裂缝在绕砾过程中的扩展方向改变,水力裂缝绕砾越来越困难;砾石越圆,水力裂缝的绕砾扩展越容易。该研究进一步揭示了水力裂缝与砾石的相互作用规律,对于砂砾岩油气藏的开发有一定的借鉴意义。
- 董卓鑫张辉艾池马旭昇李有翼周江浩
- 关键词：水力压裂砂砾岩
- 套管、水泥环及井壁围岩组合体的弹塑性分析被引量：93
- 2005年
- 基于多层组合厚壁圆筒理论,建立了套管、水泥环及井壁围岩组合体的力学模型,对均匀地应力作用下的组合体进行了弹塑性分析。推导了弹塑性条件下套管、水泥环及井壁围岩组合体的应力分布表达式,分析了线弹性、完全塑性等不同状态下组合体的受力特点,分别讨论了水泥环弹性模量对不同性质地层内套管外挤载荷的影响规律以及组合体的塑性极限问题。研究结果表明,水泥环的理想性能应为高强度、低刚度。其机理是利用高强度抵御地层载荷,利用低刚度降低载荷传递系数,从而达到保护套管的目的。由此,应加强新型高强低刚塑性水泥的开发。
- 李军陈勉柳贡慧张辉
- 关键词：套管水泥环组合体弹塑性分析塑性水泥
- 钻井环空中赫-巴流体内气泡的上升速度被引量：1
- 2016年
- 气泡在钻井环空中的运动规律是井筒多相流的一个研究重点,气泡上升速度则是其中的一个关键参数。井筒内各流型内气泡/气体上升速度的准确性很大程度上影响了井筒多相流描述的精确性。为此,按照含气率对环空流型进行了划分,对各流型气泡的运动行为进行了分析。系统地总结分析了单气泡在无限流域中的滑脱速度及气泡纵横比的计算方法。利用赫-巴流变模式对气泡周围表观黏度进行了修正,通过实例对比分析单气泡在赫-巴流体内滑脱速度几个计算公式,认为Rodrigue公式相对于Harmathy公式来说是极大的提高,能适应不同形状的气泡,可作为泡状流流域气泡滑脱速度计算的首选公式。通过对单气泡滑脱速度进行含气率、尺寸和井斜修正,得出了环空中各流型的气体滑脱速度计算方法,过渡流型的气泡滑脱速度则采用线性处理,并对环空气泡滑脱速度随含气率变化关系进行了实例分析。最终通过漂移流模型给出了计算环空气泡上升速度的方法。
- 尹浚羽周英操张辉蒋宏伟朱磊
- 钻井岩性实时识别方法研究被引量：12
- 2005年
- 地层岩性的实时识别对及时调整钻井参数、有效控制井眼轨迹具有十分重要的作用。以录井资料为基础识别地层岩性,必须综合考虑钻井操作参数、水力参数以及钻头磨损状态的影响,而随钻过程中,就目前的技术还不能够实时测量钻头磨损状态。根据BP神经网络原理,建立了岩性识别双重神经网络模型。第 1个神经网络用来在已知钻头磨损状态条件下,识别所钻地层岩性;第 2个神经网络用来在已知地层岩性条件下,预测钻头磨损状态。2个神经网络通过钻头磨损状态参数连接起来,选取样本数据分别对 2个神经网络进行训练,并结合随钻录井数据,根据岩性识别流程图对岩性进行实时识别。应用该模型在新疆油田进行了岩性实时识别试验,识别结果与测井解释结果相比,符合率达 85%。应用结果表明该模型具有一定的合理性和实用性。
- 张辉高德利
- 关键词：钻井参数磨损状态井眼轨迹新疆油田岩性识别地层岩性
- 碱对阴-非离子表面活性剂的界面活性影响研究被引量：2
- 2018年
- 以某油田作为油相,研究了不同浓度的碱(苛性碱与碳酸钠)与阴-非离子表面活性剂(AEC、AES)复配体系在55℃时与原油油水界面张力行为。首先通过阴-非离子表面活性剂与地层水的配伍性实验筛选合适的阴-非离子表面活性剂;然后通过碱与筛选出来的表面活性剂复配,研究不同浓度下碱对该表面活性剂的界面张力的影响效果。研究结果表明:0.01%~1.20%Na OH分别与0.1%AES和0.3%AEC组成的复配体系体系以及0.01%~1.20%Na2CO3分别与0.1%AES和0.3%AEC组成的复配体系体系能够产生一定的协同效应,使得油水界面张力逐渐降低,最终都能达到10-3m N/m的超低界面张力,而且在相同浓度的Na OH、Na2CO3下,含AES的复配体系要比含AEC的复配体系所得到界面张力低。考虑到碱耗以及对储集层伤害的影响,选择0.6%~1.2%Na2CO3与0.1%AES复配体系能更好的达到降低油水界面张力、提高油田采收率的目的。
- 余庆张辉吴一慧王健
- 关键词：表面活性剂复配体系
- 水泥环弹性模量对套管外挤载荷的影响分析被引量：40
- 2005年
- 利用弹性力学解析及有限元方法,分别研究了均匀地应力和非均匀地应力条件下水泥环弹性模量对套管外挤载荷的影响规律。研究结果表明,增加水泥环弹性模量对套管外挤载荷有一定的减缓作用,但效果远没有降低水泥环弹性模量明显。理想水泥环的性能应该是高强度、低刚度。在固井作业时,对软地层推荐采用弹性模量大的水泥,对硬地层推荐采用弹性模量小的水泥。
- 李军陈勉张辉訾士龙
- 关键词：水泥环弹性模量套管固井
