盛茂
- 作品数：27 被引量：280H指数：12
- 供职机构：中国石油大学(北京)地球科学学院油气资源与探测国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项中国石油天然气集团公司科技项目更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程建筑科学天文地球自动化与计算机技术更多>>
- 水力喷射压裂射流密封压力场研究被引量：5
- 2012年
- 水力喷射压裂工艺是集水力射孔和压裂一体的新型油田增产技术。本文在室内试验基础上,运用计算流体力学方法,对水力喷射压裂过程中射流密封压力场开展研究。得到了井下水力射流在套管环空和孔道内部的压力及速度分布。揭示了喷嘴空间位置、喷嘴数量、射流压力和喷嘴直径对射流密封压力场影响规律。结果表明:高速射流之间具有很强的独立性,喷嘴空间位置和喷嘴数量不会影响射流密封压力;孔道压力随射流压力和喷嘴直径的增大而增加。研究结果对水力喷射压裂工艺现场施工提供科学依据。
- 曲海李根生刘营盛茂吴春方
- 关键词：水力喷射压裂流场模拟
- 人工智能在油气压裂增产中的研究现状与展望被引量：18
- 2022年
- 针对油气压裂增产技术发展需求,阐述了人工智能在油气压裂增产中的研究现状,分析了压裂人工智能发展所面临的关键理论问题,展望了压裂人工智能研究的主攻方向和应用场景设计。国内外现阶段在压裂设计优化、压裂工况诊断与风险预警、压裂返排优化控制等方面已取得一定研究进展,总体处于从学术型研究向工业级应用的过渡阶段,面临小样本少标签数据问题、数据驱动与机理模型深度融合问题、模型可解释性差等关键理论问题。文章围绕所存在的问题,展望未来压裂人工智能研究的主攻方向包括数据治理与特征工程、小样本学习场景下的压裂数据深度挖掘、基于知识嵌入和知识发现的可解释性压裂智能算法、基于强化学习的压裂参数动态优化与风险预警调控方法等。基于上述研究,建议构建压裂设计智能优化、压裂施工闭环调控、压裂返排智能控制等三类应用场景,最终实现高质量均衡造缝和安全压裂目标。
- 盛茂李根生田守嶒田守嶒王天宇王天宇
- 关键词：人工智能水力压裂压裂设计风险预警
- 深井水力喷射压裂可行性分析及设计计算被引量：21
- 2011年
- 常规深井压裂面临井底破裂压力大、地面施工泵压高、井下封隔器高温失效等问题,需要探索新的增产改造技术。介绍了水力喷射压裂技术及水力喷砂射孔机理、水力喷射压裂机理、水力喷射压裂工具组合。同时分析了其技术特点,分析认为,该技术具有射孔孔眼直径大、射孔深度长、可降低井底破裂压力、无需机械封隔等优点。在进行深井水力喷射压裂可行性分析的基础上,计算了某深井水力喷射压裂工艺技术参数,校核了深井压裂管柱强度,计算了油管排量、环空排量、油管压力和环空压力等水力喷射压裂水力参数及井口压力。分析和计算结果表明,深井水力喷射压裂切实可行。
- 李根生夏强黄中伟田守嶒盛茂曲洪娜
- 关键词：深井水力喷射酸化压裂地层破裂压力
- 考虑表面扩散作用的页岩气瞬态流动模型被引量：27
- 2014年
- 针对甲烷气在页岩孔隙中的流动规律问题,建立了考虑孔内扩散、孔壁表面扩散、黏性滑脱流动和气体解吸附等多种流动机理的瞬态流动毛管束模型,并采用有限差分法的三层隐式差分格式离散控制方程对模型进行了数值求解。该模型考虑了"表面扩散"和吸附层对气体滑脱速度的影响,其预测产气量高于以往模型预测值。实例计算结果表明,孔壁表面扩散是页岩孔隙中不可忽略的传质方式,且表面扩散通量对总流动通量的贡献随孔径减小而增强,孔径小于5 nm孔隙中表面扩散通量占总流动通量百分比可超过50%;黏性流动通量所占百分比随孔径增大而增加,孔径大于50 nm孔隙中黏性流动通量所占百分比接近100%;孔内扩散通量相比于表面扩散通量和黏性流动通量可忽略不计。
- 盛茂李根生黄中伟田守嶒
- 关键词：页岩数学模型有限差分法
- 近封隔器环空支撑剂体积分数变化规律数值模拟
- 2018年
- 为了研究近封隔器环空支撑剂体积分数变化的规律,采用欧拉-欧拉双流体两相流模型,考虑流固双向及固固间的耦合作用,对近封隔器环空支撑剂体积分数变化规律进行了数值模拟研究。建模时采用压力出口边界条件对计算模型进行限定,采用固壁边界条件对计算区域进行封闭。分析结果表明:近封隔器环空支撑剂体积分数受到施工排量、砂比、压裂液黏度、支撑剂密度和粒径等因素的影响,不同施工参数对支撑剂体积分数变化影响程度存在差异。施工排量和支撑剂密度对近封隔器环空支撑剂体积分数影响要大于砂比、压裂液黏度和支撑剂粒径的影响。所得结果可为连续管带底封喷砂射孔环空加砂分段压裂技术的现场应用提供指导。
- 田守嶒盛茂刘习雄
- 关键词：支撑剂喷砂射孔注入量
- 水力喷射分段压裂裂缝起裂模型研究被引量：5
- 2015年
- 优化设计水力喷射分段压裂施工方案时,需要较为准确地预测不同位置的起裂压力。基于Westergaard理论,建立了考虑裂缝诱导应力场的水力喷射分段压裂起裂模型,分析了受第一条裂缝诱导应力影响的后续裂缝起裂压力,并与现场实际压裂数据进行对比;同时,分析了不同裂缝高度、裂缝净压力、原地最小水平主应力和与第一条裂缝的距离对第二条裂缝起裂压力的影响。计算结果显示,模型计算值与压裂试验数据吻合较好。在实际施工参数条件下,裂缝面净压力每增大5 MPa,后续压裂起裂压力增大3 MPa;第一条裂缝高度每增加10m,后续裂缝起裂压力增加2 MPa,诱导应力场影响范围增加30m;与第一条裂缝距离越近,后续裂缝起裂压力越高,最大增幅可达21%;原地最小水平主应力增大,诱导应力场的影响范围并不会增大。研究结果对优化设计水力喷射分段压裂施工方案具有一定的指导作用。
- 田守嶒陈立强盛茂李根生刘庆岭
- 关键词：水力喷射压裂起裂压力诱导应力
- 页岩气藏流固耦合渗流模型及有限元求解被引量：17
- 2013年
- 页岩气渗流模型是页岩气藏动态分析和数值模拟的基础。将裂缝性页岩气藏视为基质孔隙–裂缝双重介质,同时考虑岩石骨架变形对气体渗流场的影响,建立页岩气藏流固耦合渗流模型。模型假设基质孔隙内作克努森流动,裂缝中作达西渗流,综合考虑页岩气壁面滑脱流动与孔内扩散作用、吸附与脱附、应力敏感性等渗流机制。采用有限元法离散控制方程及全隐式耦合求解方法,编制计算机程序。考虑真实页岩参数取值,利用该模型进行算例分析。结果表明,页岩气藏压力下降速率小于常规裂缝性气藏压力下降速率;裂缝渗透率是影响裂缝渗流压力衰减的主要因素,需考虑页岩裂缝导流能力与基质产气速率的匹配关系;原始地层压力越小,裂缝渗流压力衰减越慢。所建模型可为页岩气藏模拟器开发及动态分析提供理论基础。
- 盛茂李根生黄中伟田守嶒SHAH S
- 关键词：岩石力学页岩气气体流动双重介质流固耦合
- 页岩气超临界吸附机理分析及等温吸附模型的建立被引量：37
- 2014年
- 为认识页岩气吸附机理,抓住页岩气所处超临界态的特点,同时考虑页岩多尺度孔隙空间和黏土矿物与干酪根吸附能力的差异性,理论分析了页岩气超临界吸附机理,同时建立了DALangmuir等温吸附模型。分析表明:低压阶段,甲烷优先吸附在干酪根超微孔表面,以微孔充填形式吸附;高压阶段,甲烷以单分子层形式吸附在中孔和大孔表面。甲烷脱附优先发生在中孔和大孔表面,表现出"吸附滞后"现象。建立的吸附方程拟合结果的R2大于0.995。页岩气吸附方式因吸附剂吸附能力和孔径而异,吸附方式既有单分子层吸附也有微孔充填吸附。吸附滞后现象是吸附剂吸附能力差异性的集中体现。所建模型可反映黏土矿物与干酪根吸附能力的差异及不同孔径吸附状态的差异,模型参数物理意义明确,数据拟合精度较高。
- 盛茂李根生陈立强邵尚奇张然
- 关键词：页岩气等温吸附
- 龙马溪组页岩表面孔隙结构与细观力学特性研究
- 2023年
- 页岩微观孔隙结构和细观力学特征表征对页岩气储量评价和压裂方案设计具有重要意义。采用纳米压痕点矩阵技术对龙马溪组页岩杨氏模量和硬度等力学参数进行测量,应用扫描电子显微镜和能量色散技术分析页岩孔隙特征,分析压痕形貌表面矿物,建立矿物组分-纳米压痕形貌-位移载荷曲线之间的关联,并采用有限元模拟孔隙/裂缝结构对纳米压痕的影响,提出基于位移-载荷曲线评价页岩孔隙度的方法,采用MoriTanaka和稀疏法对纳米压痕结果进行升格计算。主要结论如下:厘清了位移-载荷曲线突进特征与水平孔隙、混合孔隙和垂直孔隙的关联,发育水平孔隙处的岩石弹性模量较小,提出一种基于位移载荷曲线评价页岩孔隙度的方法,计算结果接近其宏观孔隙度2.64%。龙马溪组页岩细观力学性质非均质性强,杨氏模量范围为22.5~51 GPa,平均为41 GPa,硬度为0.53~2.25 GPa,平均为1.30 GPa。稀疏法的升格计算数值更接近于页岩单轴压缩数值。研究结果有望精细表征页岩孔隙结构与细观力学特征,为页岩压裂设计提供基础理论与科学依据。
- 王奇生王天宇钟朋峻张潘潘盛茂田守嶒
- 关键词：页岩岩石力学纳米压痕孔隙结构有限元模拟
- 直井水力喷砂射孔排量波动对井壁开孔形状的影响被引量：4
- 2013年
- 地面高压泵组排量波动不可避免,水力喷砂射孔管柱会随着排量波动而轴向运动,这使得射孔井壁开孔形状并非圆形,而是以井轴方向为长轴的椭圆形。基于线弹性变形和磨料射流切割理论,建立了水力射孔井壁椭圆孔形状评价模型。该模型通过确定各时刻喷射点坐标和射流切割深度来判断射流是否穿透套管形成有效孔眼。假设排量在波动范围内取值服从均匀概率分布,可得排量波动范围对椭圆长短轴的影响规律。结果表明,直井水力射孔排量波动范围与椭圆长轴呈线性递增关系;当排量波动范围低于±0.04 m3/min时,椭圆孔长短轴之比小于2.0,能够保证定点射孔要求。
- 盛茂李根生黄中伟田守嶒邵尚奇
- 关键词：射孔排量水力压裂
