泡沫钻井技术在出水地层中的应用

气体钻井技术的大规模推广应用取得了显著的钻井提速和储层保护效果,但地层出水造成岩屑黏结成团、返出不畅成为干气体钻井技术的主要障碍之一。为此,开展了稳定泡沫钻井技术的深化研究,并从泡沫的极限携水能力、钻井参数优化、泡沫基液配方以及现场工艺等方面开展了相关试验,获得以下成果和认识:①通过计算确定了不同条件下泡沫钻井的极限携水能力,优化了泡沫钻井参数,研制了满足不同钻井条件下的泡沫基液配方,形成了泡沫钻井现场工艺;②泡沫钻井在四川盆地龙岗、元坝区块的试验应用表明,该技术能有效地治理地层出水,井漏复杂,提速效果显著,平均钻速是相同条件下钻井液钻进的1.82倍,钻井周期同比缩短6d,为气体钻井处理含水层提供了一条有效途径;③当前泡沫钻井循环利用效果不理想,占用沉沙池体积大,可循环利用效果差,可循环泡沫钻井技术进行是其发展的一个重要方向。     

一界面存在微间隙的热采井井筒热应力分析

针对二界面固结良好,一界面存在微间隙的固井质量问题,建立了三岩层剖面的有限元模型,研究了微间隙对井筒温度场和应力场的影响。分析结果表明,微间隙改变了井筒径向温度分布的连续性;相对于所研究的整个岩层段,微间隙段井筒温度为低值点。在蒸汽吞吐过程,由于微间隙的影响,套管在温度场作用下部分约束得到释放,使得套管上产生的等效热应力较低。同时,微间隙段套管和水泥会产生较大的径向位移,给工程测井带来困难,可能使固井解释评价出现偏差。     

气体钻井技术在相国寺构造的应用成效

针对相国寺构造钻井液钻井井漏严重、复杂损失时间长等难题,开展了相国寺构造气体钻井实施方案研究,对实施气体钻井时可能存在的井漏失返、地层出硫化氢等技术难题进行了分析,制定了相应的应对措施,形成了适合相国寺构造地质特征的气体钻井工艺技术,并开展了6口井13井次的气体钻井现场应用,取得了较好
的治理提速效果,大幅减少钻井液漏失量和漏失复杂损失时间,为相国寺储气库的建设提供了技术支撑。     

复合钻井液添加剂抑制天然气水合物形成研究

近年来深水钻井过程中天然气水合物抑制剂的研究方向从热力学抑制剂转向动力学抑制剂和防聚
剂。然而一旦注入系统发生故障,对于不定期关闭气井或抑制剂不足等原因造成的水合物堵塞,动力学抑制剂是
无能为力的;而表面活性剂价格昂贵,单纯使用表面活性剂做防聚剂对于油田成本而言不经济。因此鉴于单一试
剂在实际应用中存在诸多限制,将动力学抑制剂、防聚剂、热力学抑制剂以及其他辅助剂联合使用,将不同类型的
抑制剂进行复配,会大大改善作用效果。文章研究各类抑制剂的优缺点,本着减少用量,提高过冷度,更适用于工
业化应用,对复合抑制剂的配方进行试验。在此基础上,进行水合物抑制钻井液配方试验,得到性能较佳的钻井液
配方。水合物抑制钻井液在土侵８％条件下,动速比低于０．６、ＡＰＩ滤失低于３ｍＬ,模拟水下压力温度条件,保持无
水合物生成１．５ｈ以上。     

基于数值模拟的钻柱谐振响应研究

钻柱振动是钻柱疲劳失效的主要原因,特别是在气体钻井过程中,井眼内缺少钻井液的润滑减震作用,钻柱振动更为强烈。文章建立了钻柱振动有限元数值模型,采用SUBSPACE法对钻柱进行模态分析,计算出了钻柱纵向振动各阶固有频率;并利用FULL法分别对三牙轮钻头和空气锤激励时钻柱的谐振响应情况做了计算,对其响应位移和响应轴力进行了详细研究,得出使用三牙轮钻头时钻柱在低阶频率处纵向共振响应位移最大,对钻柱的损害最大;使用空气锤时,钻柱在高阶频率处易发生共振,响应轴向力较大。     

连续循环阀气体钻井技术及其现场试验

目前气体钻井面临大出水地层生产时效低,中断循环后可能引起井壁垮塌、卡钻等井下复杂,充气钻井井底压力波动大、井控风险高等问题。为此,介绍了新研制的一种基于连续循环阀的钻井系统的技术原理以及现场试验情况。该系统主要由连续循环阀和地面控制系统两个部分组成,钻进中将连续循环阀接在钻杆上,接单根、起下钻时,通过连续循环控制系统切换循环通路,实现井下连续循环。在宁211井氮气钻井和月005 H1井充气钻井2口井现场试验的结果表明,接单根作业井底压力恒定,缩短了重新建立正常循环的时间,实现了接单根和起钻作业过程中的连续循环,初步证实了连续循环系统的可靠性与工艺的可行性。连续循环钻井技术在充气钻井过程中的试验成功,标志着该项技术从单一循环介质迈向了两相循环介质的新台阶,可为钻井液条件下的欠平衡井、窄密度窗口井、大位移井、长段水平井安全高效钻井提供新的技术手段。     

充气钻井技术在罐005-H2井的应用

川东地区钻井过程中存在井漏严重、机械钻速慢等问题,制约了川东地区油气田的开发进程.针对该问题,在川东地区沙罐坪构造罐005-H2井开展了充气钻井技术试验,取得了较好的效果.充气钻井期间未出现井漏现象,防漏治漏效果显著,有效提高了机械钻速,创造了同构造平均机械钻速最高纪录.在治漏提速的同时,减少了井漏复杂处理时间,缩短了钻井周期,降低了钻井成本,行程钻速创造了同构造之最.该技术的试验成功,为充气钻井技术的发展积累了宝贵的经验,为推动川东地区油气田的开发进程提供了技术保障.     

纳米材料形貌和性能调控的仿生自组装研究进展

纳米材料在纳米尺度展现出的特殊性质, 相较于宏观尺度材料表现出众多优异特性, 在力学、声学、光学、磁学、电学、热学等各种领域具有良好的应用前景。纳米材料的仿生自组装技术模拟活体生命活动, 使纳米材料基于非共价键的相互作用, 自发形成稳定结构, 现已成为制备纳米材料的主要方法之一。仿生自组装技术是“自上而下”方法中的重要技术手段, 这种合成方式有望代替传统的“自上而下”加工技术, 实现单个原子或分子在纳米尺度上构造特定结构和功能的器件。另外, 仿生自组装技术虽然以化学过程为主, 但又有物理过程, 并且结合了“仿生学”的优点, 具有定向构造纳米材料的特点, 是众多交叉学科的热门研究手段。本文重点介绍了纳米材料在形貌和性能调控中不同的仿生自组装合成策略, 包括屏蔽效应的位相选择自组装、双相界面协同效应的仿生自组装、场诱导定位效应的功能器件一体化制备、光诱导自组装以及羟基氢键驱动的分相自组装, 总结了仿生自组装纳米材料的特性, 归纳了自组装技术在传感器、表面拉曼散射、生物医疗等领域的应用, 并对纳米材料仿生自组装技术的发展前景进行了展望。     

气体钻井下部钻柱非线性动力学分析

利用非线性动力学原理,建立以气体为循环介质的下部钻柱―钻头―地层有限元模型,并利用显式New-mark时间积分法计算求解。研究下部钻柱与井壁非线性接触碰撞时产生接触力的特点,分析下部钻柱受到钻压和扭矩的作用后的运动状态,认识下部钻柱危险点的瞬态力学行为以及下部钻柱受载荷后的位移变化规律。     

基于膨润土浆基液的雾化钻井技术研究与应用

针对K井钻井液钻井过程中井漏严重、处理井漏复杂周期长,面临工程报废的问题,结合K构造地质情况及面临的难点,提出了膨润土浆雾化钻井治漏方案。现场实践表明,膨润土浆基液雾化钻井技术解决了该构造上部井段恶性井漏问题,减少钻井液漏失15000m3以上,行程钻速提高了6倍以上,节约钻井周期明显。膨润土浆基液雾化钻井技术的成功应用,为该构造的高效安全钻井探索出了一条有利途径,为雾化钻井技术的发展和推广提供宝贵的经验,为加快该区块的油气勘探开发进程提供了技术保障。