顺北油气田却尔却克组井壁失稳机理及应对措施

塔里木盆地顺北油气田却尔却克组钻井过程中井壁失稳事故频发,严重影响了施工进度。针对顺北油气田X井却尔却克组地层井壁失稳的机理,开展了岩石崩解实验、点载荷实验、X衍射、扫描电镜实验研究。结果显示,岩石矿物组分中黏土含量大（15%～35%）,其中伊利石含量在60%左右,伊蒙混层主要在10%～30%,吸水率小（2%）,崩解率大（5%）,岩石属于典型的硬脆性灰质泥岩。室内实验表明,在清水和水基钻井液条件下,岩石强度表现出较强的非均质性和强度弱化（岩石单轴强度降低在10～40 MPa之间）,但在油基钻井液下,岩石强度几乎无弱化影响,并且油基钻井液对微裂缝起到较好地封堵作用。此地层水基钻井液下井壁失稳机理一方面是硬脆性泥页岩中的膨胀性黏土矿物吸水膨胀,强度弱化,失去有效支撑;另一方面微裂缝在水力尖劈作用下,井壁岩石崩落垮塌失稳。油基钻井液中乳化剂、润湿剂等表面活性剂特殊结构可以对泥页岩中裂缝微裂缝进行有效封堵,减少水化和水力尖劈作用,实现井壁稳定。现场在第三侧钻井眼水基钻井液井壁严重失稳条件下,改用油基钻井液,顺利钻完计划进尺,大幅度减少井壁失稳损失。      

石油工程国际化研究生联合培养模式探讨——以西南石油大学为例

石油工业具有显著的国际化特征,国际化创新性人才缺乏制约了我国石油工业国际化的进程,石油工程国际化研究生培养是解决我国石油工业国际化创新性人才缺乏的重要途径。阐述了石油工程国际化研究生与国外石油高校联合培养模式,解释了石油工程国际化研究生培养的内涵与意义,指出了石油工程国际化研究生培养可能存在的问题。     

深部煤层力学参数反演和气体钻井井壁稳定性

如何确定深部煤层的地质力学参数是气体钻井井壁稳定评价的关键。基于量化的地质强度指标GSI和Hoek-Brown强度准则分析了反演深部煤层地质力学参数的方法,结合DB1井氮气钻井,以弹塑性方法分析了侏罗系炭质泥岩和煤层的井壁稳定性。研究表明,塔里木盆地依奇克里克区块侏罗系煤GSI介于45~55,变形模量约在1 560~2 850 MPa之间。井眼钻开后炭质泥岩和煤层井周存在塑性区,炭质泥岩层井周塑性区约为1.37倍井眼半径,煤层井周塑性区约为2.07~2.59倍井眼半径。塑性区应力松弛造成围压减小,导致节理岩体抵抗工程扰动的能力减弱。以工程允许塑性半径等于1.5倍井眼半径为临界稳定条件,井眼钻开后煤层会出现大面积坍塌失稳,不宜采用气体钻井;工程扰动造成炭质泥岩井眼扩径,扩径后井眼仍能保持稳定。     

空气锤提速防斜研究

钻井领域中，当遇到坚硬、复杂、高倾斜地层时，造成机械钻速低、井斜严重，不断发展的空气锤技术成为解决这些问题优选方法。本文针对空气锤提速降斜的原因进行了分析，阐述了空气锤钻速提高有效防止井斜的机理。在冲击回转钻进过程中，根据不同井段合理的选择钻头可以更好的钻速提高有效的控制井斜。     

加载速度对单齿压入破岩过程的影响

由于试验条件及途径对单齿压入试验结果有重要影响,因此,应用三维显示有限差分程序,模拟了单齿压入岩石的破碎过程,分析了不同加载速度对单齿压入破岩过程的影响。结果发现,随着加载速度的加快,破坏单元的累计总数减少,破坏单元的累计数曲线波动幅度加大;随着加载速度的加快,峰值强度及所对应的侵入深度增大,侵入载荷曲线的波动幅度增大;当加载速度较低时,侵入载荷曲线的波动幅度不大,并呈现出逐渐上扬的趋势;当加载速度较快时,侵入载荷曲线呈现出波动衰减趋势。      

气体钻井椭圆井眼应力分布规律研究

利用复变函数方法对椭圆井眼井壁附近岩石的应力分布模型进行求解,研究了气体钻井条件下椭圆
井眼的扩径机理。结果表明,在气体钻井过程中椭圆井眼井壁岩石受到周向应力影响较大,受到的径向应力和切
向应力影响较小。在最小水平主应力方向上椭圆井眼附近岩石受到的周向应力最大,径向应力最小;在最大水平
主应力方向上椭圆井眼附近岩石受到的周向应力最小,并且井眼附近岩石受到的切向应力状态发生改变,由压缩
状态变为拉伸状态;径向应力在井眼一定范围内保持最大值。此外,随着椭圆长短轴之比变大,最小水平主应力方
向上椭圆井壁处的周向应力快速变大,井壁处应力集中加剧,最大水平主应力方向上周向应力快速变小,井壁处应
力集中减弱。     

关于人工智能方法用于钻井机械钻速预测的探讨

人工智能方法被广泛地用于预测钻井过程中的机械钻速,虽预测精度都能超过80%,但以前的算法大多仅选取一口井或一个开次的数据进行预测和检验,缺乏对邻井或整个区块推广和预测的研究,泛化能力有待检验。针对上述问题,讨论了相关性分析在机械钻速预测中对钻井参数选取的影响以及训练数据选取对人工智能模型泛用能力问题。引入地层参数、钻头参数及钻井参数作为输入参数,选取四川盆地某区块的实际钻井数据进行训练,评价了随机森林、支持向量机、梯度提升树、人工神经网络4种人工智能算法对整个区块机械钻速预测的精度。结果显示,随机森林算法对区块内各单井数据的预测精度能达到90%,对整个区块数据预测的准确度能达到88%,且使用区块数据训练的随机森林模型具有较好的泛化能力,认为该方法能够推广至整个区块,有利于指导该区块的钻井工程技术优化。     

空气锤撞击应力波模拟研究

空气锤钻井具有转速低、钻压小、控制井斜容易、提高机械钻速、减少钻井时间和成本等优点，因而在国内外各个领域受到广泛的重视和应用。但是研制大直径、高性能空气锤仍然是目前的难题，空气锤活塞和钻头在撞击过程中产生极高应力，严重制约了空气锤尺寸的设计，导致构件寿命大大降低。根据应力波传播理论及赫兹非线性撞击理论，应用差分原理对空气锤整个撞击过程、撞击过程中活塞和钻头受力进行了模拟研究，并编制了空气锤撞击应力波的模拟程序；应用此程序就活塞中截面位置变化对其性能的影响进行了研究。通过实例分析，得出空气锤活塞中截面位置对活塞受力影响较大，对整个凿入效率影响不大的认识。     

提高非优势专业研究生培养质量的研究与实践

提高研究生培养质量既是高等教育自身发展的需要,也是推动"双一流"建设的需要,更是建设高等教育强国的需要.如何提升主干学科中非优势专业的研究生培养质量,已成为学校、学生和全社会关注的焦点.本文阐述了研究生培养的学术性、创新性、高层次性、职业导向性等特点,并从外部因素和内部因素两个方面分析了对研究生培养质量的影响.实践表明:通过提高生源质量、深化课程教学改革、提升科研素质、搞好导师团队指导、严把学位论文质量关、加强学校管理及社会监督等工作,可提高非优势专业研究生培养质量.     

气体钻井钻速方程的建立与验证

实践业已证明,优化钻井技术在钻井液钻井过程中能够提高机械钻速、降低钻井成本,但目前缺乏其对气体钻井过程中应用情况的研究。为此,以气体钻井过程中的优化钻井技术为研究对象,应用多元回归的方法,初步建立了气体钻井的机械钻速预测方程。所建立的方程考虑了钻压、转速、岩石强度等对机械钻速的影响,并将测井参数计算的岩石强度引入该方程,提高了预测的精度。为了验证所建立方程的正确性和实用性,对四川盆地元坝地区侏罗系已完成气体钻井的3口井进行了机械钻速分段预测,预测结果与实际钻井速度基本相符,平均相对误差小于15%,说明该预测方程能够满足工程需要。该方程的建立,为气体钻井过程中优化钻井技术的应用提供了理论基础。