深井井筒-地层传热传质环境下井筒温度压力时变特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51504210
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0401.油气井工程
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

One of the most key problems for deep oil and gas exploration and development is narrow safety window of formation which likely leads to mass and heat transfers between wellbore and formation under the bottom hole pressure fluctuations conditions, thus resulted in the occurrence of complicated problems in down-hole. Nowadays, great attentions are focused on studying the law of wellbore pressure evolution under mass exchange condition for deep well. However, when drilling is applied to deep well or high geothermal gradient formation, the change of down-hole temperature generated by mass exchange between wellbore and formation has an important effect on wellbore fluid rheological properties, pressure profile, mass exchange capacity, which should be deep studied. Therefore, the transient heat transfer models during circulation and shut-in stages are developed under different mass exchange conditions by analyzing the heat transfer mechanism between wellbore and formation among control volumes. Meanwhile, the coupled flow model and computation model of wellbore multiphase flow are also established under the heat-mass transfer of wellbore and formation conditions by studying the law of wellbore fluid flow characteristic and pressure evolution, followed by solving the model by using the fully implicit finite difference method. Furthermore, combining with experimental and field data, the models are modified to accurately obtain the evolvement law of temperature and pressure of wellbore, which can not only further improve the wellbore multiphase flow theory system, but also facilitate the theory and technology development of deep well drilling.
深层油气资源勘探开发面临的关键难题之一为“窄安全窗口”地层在井底压力波动下易造成井筒-地层间发生质量与热量交换,导致井下复杂情况频繁发生。目前学术技术界较多关注于深井质量交换条件下井筒压力演变规律研究,但对于深井或高地温梯度地层钻井时,井筒与地层间发生质量交换所引起井下温度变化会给钻井液性能、井筒压力剖面及质量交换量等带来的重要影响仍待深入研究。为此,本项目通过分析井筒与地层各控制体之间及其内部的复杂热交换机理,建立不同质量交换条件下流体循环与停止循环期间井下瞬态传热模型;通过研究传热传质耦合条件下井筒流动特征与压力演变规律,建立井筒与地层间传热传质耦合流动模型与井筒多相流计算模型,并采用全隐式有限差分法求解;结合实验与现场实测数据修正模型,以精确获得井筒温度压力实时演变规律,完善高温深井井筒多相流理论体系,促进深井钻井理论与技术发展。

结项摘要

深层油气资源勘探开发面临的关键难题之一为“窄安全窗口”地层在井底压力波动下易造成井筒-地层间发生质量与热量交换,导致井下复杂情况频繁发生。精细评价井筒-地层传质传热耦合条件下温度压力演变特性对高温深井安全钻进具有重要的理论与现实意义。为此,本论文基于传热学、流体力学及渗流力学相关理论基础,并借助于大型实验台架开展了该前沿热点方向的研究,取得如下诸多重要成果与认识:1)在建模过程中,井筒-地层三维瞬态传热模型可简化为井筒一维、地层二维传热模型;2)钻进过程中溢流或漏失对井筒温度产生较大影响,溢流深度点以上,井筒温度高于原始地层温度;漏失深度点以上,井筒温度低于原始地层温度;在溢流和漏失深度点以下,井筒温度与正常钻进条件下井筒温度几乎相等;同时,流体停止循环期间对原始地层温度扰动距离大于循环期间;3)随着管底开始注气,管内压力先增大再减小;管路下部比上部先达到压力峰值,压力波动程度随着管深的增加而减小;模型数值仿真结果与实验数据吻合程度较高,误差范围在均控制在10%以内;4)气液分界面由井筒端向地层端可分为三段,迅速下降段,平缓段,下降段;流体粘度、裂缝宽度及欠压值影响着气液界面的边缘走向。本项目从理论和实验方面揭示了深井钻井过程中井筒-地层质量交换引起热量传递的内在机理,阐述了井筒温度压力可控的影响因素。深化了对井筒温度压力演变规律的认识,丰富了复杂工况钻井的水力学模型。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
Determining initial formation temperature considering radial temperature gradient and axial thermal conduction of the wellbore fluid
考虑井筒流体的径向温度梯度和轴向热传导确定初始地层温度
  • DOI:
    10.1016/j.applthermaleng.2018.11.006
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Thermal Engineering
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Mou Yang;Daqian Tang;Yuanhang Chen;Gao Li;Xingguo Zhang;Yingfeng Meng
  • 通讯作者:
    Yingfeng Meng
The assessment of correlation between rock drillability and mechanical properties in the laboratory and in the field under different pressure conditions
不同压力条件下岩石可钻性与力学性能相关性的实验室和现场评估
  • DOI:
    10.1016/j.jngse.2016.02.048
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Natural Gas Science and Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Gao Li;Mou Yang;Yingfeng Meng;Houbin Liu;Lin Han;Feng Zhou;Hua Zhang
  • 通讯作者:
    Hua Zhang
Transient heat transfer models of wellbore and formation systems during the drilling process under well kick conditions in the bottom-hole
井底井涌条件下钻井过程中井筒和地层系统瞬态传热模型
  • DOI:
    10.1016/j.applthermaleng.2015.09.110
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Applied Thermal Engineering
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Gao Li;Mou Yang;Yingfeng Meng;Zhiming Wen;Yanmin Wang;Zhongtao Yuan
  • 通讯作者:
    Zhongtao Yuan
Prediction of wellbore and formation temperatures during circulation and shut-in stages under kick conditions
预测井涌条件下循环和关井阶段的井眼和地层温度
  • DOI:
    10.1016/j.energy.2015.09.001
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Energy
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Mou Yang;Xiaoxiao Li;Jianmin Deng;Yingfeng Meng;Gao Li
  • 通讯作者:
    Gao Li
油基钻井液与水泥浆接触污染内因探讨
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    石油钻采工艺
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁中涛;杨谋;李晓春;李肖肖;张峰;刘忠飞
  • 通讯作者:
    刘忠飞

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  • 通讯作者:
    杨谋

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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