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油气井钻井过程中，由于钻具和套管相互摩擦，造成套管内壁磨损并引起磨损套管抗挤强度降低，直接后果是：降低油气井寿命，严重时将导致某段油气井报废或整口油气井报废。因此，套管柱设计尤其是水平井、大位移井、深井、超深井钻井必须考虑磨损对抗挤、抗内压强度的影响，而现有计算方法在计算磨损套管抗挤强度时通常忽略了制造缺陷对挤毁强度的影响，计算值与实测值差异较大。为此，文章研究了磨损套管的挤毁机理，认为计算磨损套管的抗挤强度应重点考虑磨损对抗挤强度的影响，同时考虑制造缺陷对套管抗挤强度的影响。基于此，文章进行了大量研究，应用叠加原理，建立了计算磨损套管抗挤强度的新算法。通过对此算法和其它算法的计算结果与试验数据比较分析表明，新算法优于其它算法并与试验数据更接近，能较好满足工程要求，为磨损套管柱设计提供了理论依据。     

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分析和评述了从30年代以来国内外关于复杂地层套管破坏机理研究的发展过程和动态,提出目前尚未解决的问题就是“复杂空间力学系统地层”与套管破坏的各种耦合的数学、力学问题。因此提出首先要解决复杂地层数学模型、力学模型、以及地层与水泥环及套管之间的力学耦合问题,并且必须研究复杂地层遇水膨胀、地层滑动、地层蠕动、地表地层升降使套管破坏与地应力场状态关系,根据复杂地层套管破坏井段地质构造图、地震资料、测井资料及套管破坏特征,反演出整个研究地层区块现代地应力场。同时提出了用计算机数值模拟技术为主要研究手段及对现代地应力场的研究是今后复杂地层套管坏机理与预防措施研究的发展方向。该研究是一门综合性的、学科间大跨度交叉的边缘学科研究,将对地应力理论和推动地球科学、数理科学的发展具有重大的科学意义。     

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根据统计分析，大庆油田和吉林油田套管损坏绝大多数发生在泥岩层，泥岩浸水是引起套管井损坏的主要原因。由于固井质量不好或高强度压裂，从而使注入水窜入井眼周围的泥岩段，使岩石的物理性质发生变化，强度下降，在压差作用下致使套管损坏。为此，文章用实验的方法对泥岩层浸水规律进行了研究，研究结果发现，在围压一定时，注水压力决定浸水深度和浸水量，浸水速度随注水压力增大而加快。泥岩渗透率对岩石的浸水深度和浸水速度也起到很大作用，本研究结果将会为预测井底泥岩含水率，进而确定泥岩强度及其蠕变特性提供重要的试验数据。     

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美国Enventure公司已在中国石化胜利油田成功地完成了世界上第200口和第201口膨胀套管作业,也是目前国内仅有的两口膨胀套管井,文章针对这两口井的膨胀套管结构参数和材料特性参数进行了膨胀过程的力学研究。膨胀套管结构为J55钢级107.9 mm套管膨胀至139.7 mm套管内壁,用弹塑性有限元接触问题对膨胀套管膨胀过程的力学问题建立了有限元力学模型,并对其膨胀力学过程进行了详细研究。文中提出了膨胀套管力学研究的主要参数,通过计算机数值模拟分析,对这些主要参数进行了详细分析,针对力学行为最敏感的参数－摩擦系数、膨胀锥角的变化进行了大量的组合分析,将膨胀锥角直线接触改为圆弧接触后,改善和降低了膨胀套管内的残余应力,提高了其强度性能。同时,优化出了研究的膨胀套管结构尺寸下,膨胀芯头的最佳锥角为9.8°。文章研究结果对开发国内自主产权的膨胀套管结构设计、润滑设计等具有重要的指导意义。     

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石油钻柱在钻进过程中,工作环境恶劣,在井位、地质条件及钻进参数等综合因素的影响下,不仅承受着由交变载荷引起的应力突变,还承受着钻具涡动和振动引起的巨大冲击载荷。钻柱在井下既自转又反转,尤其在斜井或大环歇井中时,偏心反转和工作载荷产生的较大交变弯曲应力常造成钻柱疲劳破坏。为此,文章在用动力学观点初步分析了钻柱失效机理的基础上,应用断裂力学等相关知识,对钻柱进行了三轴应力分析,并提出了考虑钻柱进动与反进动的疲劳寿命计算模型。该模型能反映运动状态对寿命的影响,可用于无裂纹钻杆和有裂纹钻杆疲劳寿命预测,计算结果对钻柱的合理使用及预防钻柱失效有较好的指导意义。     

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文中主要介绍了套管破坏的计算机仿真软件开发的思路流程图及其应用。油气田提供与套管相关联的原始数据、资料→试验（套管、岩石参数试验）→建立计算机仿真数学模型→开发仿真软件→仿真试验→实际试验→修正仿真模型→仿真试验与实际试验吻合→仿真软件开发成功，即为套管破坏仿真软件开发的总体思路。该仿真软件可研究地层岩石粘弹塑性蠕变、地层错动、套管外内压及地层温度作用下套管的变形破坏过程，可模拟预防不同地层套管破坏的各种可行方案，为研究油气田套管破坏提供了经济、简便的途径和新方法。     

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套管钻井技术的出现使套管的工作环境更加恶劣，给套管的性能提出了新的要求，由交变载荷等动载引起的疲劳破坏成为套管失效的最常见形式之一。章对已有套管螺纹连接的疲劳研究进行了总结，然后在分析套管钻井作业过程中套管所受工况的基础上，指出了套管疲劳失效的常见部位及影响因素，提出了一种检测和控制套管疲劳失效的方法和措施，以期能够在套管的使用和操作方面对现场工程师有指导作用。     

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修井是一项为恢复油气井的正常生产所进行的解除故障、完善井眼条件的工作。如果修井液与储层流体和储层矿物不配伍以及滤失量过大就会造成储层损害。文章以卫126井为例，对低压气井低伤害修井液的优选作了详细研究。针对地层高温、高渗透率、强水敏和强盐敏 的特征,把修井液盐度提高到12．5％，通过抗温抗盐有机降失水剂的滤失筛选实验、岩心伤害实验和修井液滤液表面张力评价实验，研制出性能优良的修井液配方TC2－5，并成功地应用于卫126井的修井作业，取得了“能压住井、压而不死、低伤害”的应用效果。     

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在60 ℃条件下，利用JSM-5900LV能谱电子显微镜、环境扫描电镜、X-射线衍射仪、分光光度仪等手段，系统地探讨了钾长石、斜长石与HF、土酸、HBF4体系反应后残酸中主要离子浓度的变化规律、固相的转变以及影响因素、颗粒表面的微观特征等。实验研究得出：酸对长石晶体中铝元素具有优先溶蚀的能力，利用晶体结构理论对其机理进行了较深入的探讨；钾长石与酸反应强度强于斜长石；HF和土酸与钾长石、斜长石反应速度很快，显示出快、强的溶蚀特征，尤其是在前30 min；8%HBF4体系在小于2 ｈ，体系显弱酸性，主要离子大小为HF和土酸体系中的1/2~1/5，12 ｈ后HBF4体系对长石的溶蚀强度基本相同；通过能谱电子显微镜观察到长石颗粒表面有复杂的垢成分存在，并且分布很不均匀。     

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盐城气田是江苏油田至今发现的储量最大的气田。该区上覆地层压力较高（上覆地层压力系数高达1．20），又不下技术套管，钻井液密度不能平衡地层压力，发生严重跨坍，损失时间长，最后不得已把钻井液密度提高，造成了大量漏失，对气层造成严重的损害（储层压力系数小于1），而且该区岩心、气层特性等资料都缺乏，如何利用有限的资料，快速预测气层损害机理和损害程度，采取有效保护气层技术，是非常关键的、必要的。文章通过对盐城地区气层的储层特征分析及实验研究，表明该气藏属低渗气藏，粘土矿物以绿泥石和伊利石为主、具有各层组渗流能力变化大、气层压力低等特性；初步探讨了该地区气层损害机理：含水饱和度较高、水敏性严重、水锁及液相聚集损害、入井液水锁严重、气藏应力敏感性较强；进行了气层保护技术的研究，提出了使用高抑制性的低界面张力型的水基钻井液、完井液及加速储层中入井流体的反排等预防措施；建议采用压裂和酸化对低渗气层改造，消除钻井及其它类型的损害。     

临盘油区套管损坏机理研究及防治措施应用

临盘油区内的临盘、商河油田已有近30年的开发历史，临南油田虽只有10年的开发历史，但由于油藏埋藏深，地层水矿化度高，对套管腐蚀严重，使套损井逐年增多，严重影响油田开发井网和正常的原油生产。通过对临盘油区套损井跟踪分析，找出了套损的主要原因是地质因素和工程因素，并采取针对性的套管防治措施和套管修复技术，有效地减少了套损井。     

基于磨屑收集的套管磨损监测技术

我国西部和海上油气田钻井过程中的套管磨损问题十分突出，套管磨损监测是协助解决套管防磨的关键技术。目前基于磨屑收集的套管磨损监测方法由于缺乏系统的理论指导，监测指标单一和监测方法不统一等原因，不能满足套管磨损现场监测工作的需要。通过理论分析，建立了循环钻井液中磁性磨屑生成与浓度分布模型和磨屑收集的套管磨损监测的总体工作流程，根据磨屑浓度分布规律来确定最佳的监测位置和合理的监测参数。所确立的套管磨损量定量计算方法，结合了磨屑收集与钻杆检测方法，能更准确地计算井下套管线性磨损量。     

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根据塔里木探区油层埋藏较深，地层情况特别复杂，钻井难度高，单井钻井时间长，套管的磨损很严重的特点，章提出了采用一种新型的钻杆耐磨带材料，在钻杆母接头根部凸焊70mm宽，2－3mm厚的耐磨带。现场实践表明，新型耐磨带可以实现对套管和钻杆的双重保护，有效地解决了塔里木油田深井套管磨损的难题。     

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文章在收集、查阅了大量国内外有关套管设计、套管失效形式、失效原因,可靠性分析等方面研究文献资料之后,结合我国石油天然气钻井生产实际和石油套管的研究现状,综合分析了国内外石油套管在设计、使用、维护等方面存在的问题;分析了套管的设计方法、套管的力学性能、使用环境等因素对套管工作寿命的影响及套管的主要失铲形式和失效原因。主国内外在套管设计及分析中应用可靠性技术的现状,为进一步开展套管可靠性研究提出的具体     

抗磨液压油含锌与无灰配方抗磨剂的选择及磨损特点

通过四球机试验评价了抗磨液压油使用的不同种类的抗磨极压添加剂,这些添加剂含有硫磷或硫磷氮等活性元素,能在金属表面形成极压、抗磨损膜,达到抗磨及极压两种效果。采用高压泵联合台架评定了含锌与无灰抗磨液压油两种类型配方。两种配方均顺利通过台架评定,表现出良好的抗磨损性能。它们的不同之处是含锌配方更适宜叶片泵,无灰配方更适合柱塞泵     

喇,萨,杏油田浅部地层特征及其套管损坏因素分析

本文在对喇、萨、杏油田浅部地层套管损坏状况全面调查的基础上,详细论述了浅部地层的地质特征,并通过实例分析了浅部地层套管损坏的因素。进而认为重视浅部地层特征研究,开展浅部地层井喷、井漏与深部地层套管损坏关系的研究对于减缓套管损坏速度是有实际意义的。     

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针对不同饱和类型煤层的特点及临界解吸压力在地层压力上升、下降过程中的不同作用，建立了煤层气解吸过程的数学模型。模型能够反映气体解吸的真实情况。利用此数学模型，编制了计算程序，通过实例，计算分析了煤层气解吸的主要机理：超饱和煤层是游离气和气体解吸的累加作用；饱和、欠饱和煤层在开采过程中控制区域内两相区逐渐扩大；欠饱和煤层高于临界解吸压力的区域没有解吸，造成产量低下。     

沥青橡胶乳液稳定机理研究

使用性能较好的沥青橡胶乳液的制备必须同时满足下列条件：沥青乳液和橡胶乳液的乳化剂类型一致，乳化剂亲水亲油平衡值一致，密度一致，酸碱性一致，表面张力一致．同时还必须满足两个基本要求：相容性好；符合路用要求。