气体钻井破岩过程动态仿真模拟

应用弹塑性力学、岩石破碎力学建立了气体钻井破岩过程动态模拟的有限元模型，模型中地层岩石力学特性为各向异性材料模式。以岩石临界塑性应变为依据来判断岩石材料是否被切削或剥落，在动态仿真模拟过程中，将这些剥落的单元去掉，形成钻井井眼和新的井底表面。用所建立的模型，动态模拟、分析了PDC钻头钻井时，在各向异性地层和地层倾角的干扰下PDC钻头破岩过程的瞬时冲击接触压力、井底和井壁的应力分布。为气体钻井的推广应用以及高陡构造地层防斜打快提供了理论基础和依据。     

低密度全油基钻井液体系在塔中11区块的应用

低密度全油基钻井液体系是以0#柴油为基液,配合有机土、润湿剂、有机土增效剂、增黏提切剂、降滤失剂、碱度控制剂、密度减轻剂等添加剂配制而成,其密度下限可以控制在0.8~0.85g/cm3。在塔中11-2H水平井钻井过程中,该钻井液体系具有抑制性强、流变性好、润滑性好等特点,能够满足水平井等复杂井的要求,尤其适合低压地层和欠平衡钻井的需要。     

钻柱内防喷系统研究方向探讨

目前国内在钻柱内防喷系统所取得的成果不及环形防喷器显著,没有称得上自主知识产权的产品,也看不出内防喷工具的研究动态。在此基础上,指出内防喷系统的研究方向:(1)内防喷系统的可靠性研究,了解各种典型配置的可靠度;确定不同井况的最佳配置,为钻柱设计提供参考。(2)方钻杆旋塞阀的研究,包括方钻杆旋塞阀本体的疲劳强度分析和试验,旋塞阀本体的有限元分析;减少旋塞阀球体旋转力矩的研究。(3)内防喷工具对H2S、CO2等具有腐蚀介质工况的适应性研究,以标准的形式,制定出适应腐蚀工况的材料要求。     

深井、超深井套管磨损监测方法研究及应用

介绍了井口磨屑分析法和工具接头磨损检测法的理论依据。为了对深井、超深井中的套管磨损行为作出确切的描述，将井口磨屑分析法和工具接头磨损检测法2种方法结合起来应用到钻井现场的套管磨损监测中，结果表明，此方法能相对准确地反应井下套管的磨损状况，可以及时地掌握套管的磨损变化信息，确定套管的磨损机制，从而为钻井现场开展套管磨损状态监测提供了一条切实可行的技术路线。     

低密水泥浆在塔里木油田深井超深井中的应用

塔里木油田深井超深井漏失性地层的固井特点是，井深一般在5000m以上，油层套管固井环空间隙小，封固段长。为解决其固井问题，室内对低密度水泥浆进行了研究。经对减轻以及对低密度水泥配方的优选，得到2套低密度水泥浆配方，（1）中高温；低密度G级水泥；DiaceL－D为100：35－100：45；悬池剂D149，缓凝剂D081，降失水剂D158，减阻剂D80A,消泡剂D047；（2）高温；低密度G级水泥：DiaceL－D为100：35－100：45，悬浮剂OMEX－51S，缓凝剂HR－13L，降失水剂DiaceL－FL（液），消泡剂CDF－901或NF－4，实验表明，在不岂温度下，2套配方的沉降稳定性能都过关，且悬浮剂用量不大；温度由80℃上升到125℃时，不限水质配浆，水泥浆的稠化，流变和失水性能均好，现场2口井的ψ177.8mm尾管固井应用表明，该低密度水泥浆体秒适合塔里木油田深的窄环窄隙，长裸眼段固井。     

钻柱疲劳裂纹形成机理研究

在钻井作业过程中,由于承受多种复杂交变载荷的作用,钻柱疲劳裂纹的产生不可避免。一旦钻柱发生疲劳失效,将带来严重后果和巨大的经济损失。针对这个问题,从滑移成核理论、夹杂物开裂、晶界开裂、位错销毁几个方面,对钻柱疲劳裂纹的形成机理进行了分析。钻柱疲劳裂纹的萌生方式是多种萌生方式共同作用的结果,钻柱所处的复杂工作环境对裂纹的形成和扩展起了很大的促进作用。     

油气井工程中地应力场反演研究的发展

在石油勘探开发中,地应力研究区块较大,而测量的已知参数信息量少,直接用有限元数值模拟所得的结果往往与实际情况有较大的偏差,这些问题成为地应力理论分析和数值模拟的“瓶颈”。为此提出将反演理论引入油气勘探开发的“深部”复杂地层地应力研究,并详细论述了地应力场反演研究在油气井工程中的应用和发展。将岩土工程反演理论和有限元数值模拟相结合,引入油气井工程深部地层中地应力分布与勘探井、开发井准确定井位以及生产井中套管损坏机理的研究中,将在该领域突破理论和方法上的研究“瓶颈”。最后对于推动地应力场反演理论在油气井工程深部地层中的应用与发展,提出了研究中应解决的关键技术问题。     

低密度全油基钻井液体系研究

随着石油开采,油藏的勘探开发难度增大,对钻井液密度要求增高。结合低密度及油基钻井液特点,室内研制出了低密度全油基钻井液体系。该钻井液体系具有很好的流变性,滤失量小(高温高压滤失量为6.6mL),性能稳定(破乳电压≥2000V),并且密度可调控,下限可以低至0.85g/cm3,具有好的抗污染能力,抑制性强及储藏保护效果好,可以应用于复杂敏感性地层,有利于提高机械钻速、井壁稳定性及储层保护。     

碳酸盐岩地层漏失水平井卡钻泡酸解卡技术

为了提高碳酸盐岩油气藏的钻井成功率和采收率,选用水平井进行钻探与开发,但水平井极大加剧了储层钻探难度与风险。碳酸盐岩水平井卡钻的处理措施受井眼轨迹限制,常规处理手段效果不佳,通过实践证明泡酸解卡方法很有技术优势。漏失水平井泡酸解卡最大难题是解决酸液漏失问题,可通过酸液类型、注酸方式等手段解决。通过优选酸液类型,利用酸液黏度控制好漏失速度,使更多的酸液参与解卡反应。注酸方式对泡酸解卡成败影响大,要根据漏失速度、卡点位置、钻井复杂等因素,合理选择正循环、反推还是综合注酸法。碳酸盐岩水平井卡钻采用泡酸方式解卡实用性强,对类似复杂问题具有指导和借鉴作用。     

钻井液中磨损颗粒在永磁场中的沉降特点

套管磨损在线监测可以通过对钻井液中磨损颗粒的收集和分析来实现.为实现钻井液中磨损颗粒的在线监测,讨论了钻井液中磨损颗粒在受到磁场作用时的沉降特点,分析了影响磨粒沉降运动的各种因素,建立了相应的运动方程,并通过数值分析进行了模拟,为钻井液中磨粒在线监测装置的磁场设计提供了依据.研究结果表明,钻井液中套管磨损磨粒有一定的运动规律,利用其运动方程进行数值计算,可以得出不同磁场条件下颗粒的速度、位移与时间之间的关系;磨粒的沉积规律的分析结果说明,磨粒、钻井液、磁场、磨粒在钻井液中的初始位置等多种因素对颗粒的沉降位置均有影响.