钻压水动力增效装置试验研究

在复杂地质条件下进行钻探或处理事故时,常有需要增加钻压的情况。而所选钻机其所能产生的轴向压力是一定的。因此,在钻机选定后如何增加钻压的问题是个非常重要的问题,有时是一个非常急迫的问题。乌克兰国立矿业大学的专家们利用水力动力学原理研制出了一种新型钻压水动力增效装置,可以解决上述问题,值得借鉴。介绍了这种钻压水动力增效装置(ГУОН)的工作原理及其技术性能指标,并通过试验结果与理论计算结果进行了对比。     

深井钻进时井底参数自动遥控系统用传感器的设计研究

我国正在计划打一口13000 m的特深地质井,以超过目前世界上最深的俄罗斯12262 m科拉超深井,意义重大。深井、特别是超深井钻进中,除了钻井设备、钻具(含钻头)之外,钻井工艺和操作规程也非常重要,后者实施与优化有赖于操作规程地面仪表显示的井底参数数据。但是这些井底数据与实际情况可能有较大差异,导致相应的钻井操作出现偏差和失误,直接影响钻进技术经济指标的提高。俄罗斯阿斯特拉罕国立技术大学ЕсауленкоВ.Н.教授等人,设计出了井底参数自动测量控制系统以实现高精度井底监测。其中传感器设计是该测量控制系统实施的关键,本文以方位角传感器设计计算为例对其测量原理进行讨论和分析,以期为未来我国特深地质井井底参数测控设计提供参考。     

各向异性岩石钻进用钻头和孔底装置的分析研究与探讨

钻探工程中会遇到各种岩石。按物理力学性质来说,岩石可分为均质(各向同性)和非均质(各向异性)的。多数情况下,在深孔钻进时,受地质条件的影响,岩石多是各向异性的。各向异性岩石的特点之一是,不同受力方向上的强度不同,因此钻孔容易弯曲,直接影响钻探效率和质量。俄罗斯科研人员对各向异性岩石中钻进时使用的钻头(如设计出了扇形块可移动钻头、定位导向钻头、椭圆形导向钻头、球状胎体铰接式钻头、水口宽度不同的钻头等)和孔底装置(如KCM孔底装置)进行了大量研究,取得了较好的效果,减少了钻孔弯曲,提高了钻进效率,值得我们参考。     

天然气水合物成矿特征与分布

介绍了天然气水合物的成矿特征、形成带及成矿机制、形成带分布、气体储量估算等,对天然气水合物的勘探和开发具有一定的参考价值.     

天然气水合物开采套管柱技术状态研究

在天然气水合物开采过程中,由于天然气水合物的分解,会引起井周地层物理力学性质和压力的变化,从而产生扩径、井场地基失稳(钻井平台失稳)、注水泥工作质量低下(套管失稳)、套管柱挤压、钻杆和套管卡夹、天然气泄漏等一系列复杂情况,会严重影响固完井质量、生产和环境。因此,高效、先进的完井固井质量,特别是套管技术状态的检测技术是开采天然气水合物的关键技术之一。俄罗斯井中地球物理研究所研制的小口径电磁探伤仪ЭМДС-ТМ-42TC可以准确地检测出套管柱的技术状态,已经在许多国家使用,取得了较好的应用效果。介绍了在套管柱损伤情况研究方面的进展以及ЭМДС-ТМ-42TC小口径电磁探伤仪的技术特性和应用情况。     

海洋水合物地层钻井用聚合醇钻井液研究

针对海底天然气水合物地层的独特特性,在充分考虑现有的常用聚合醇钻井液体系的基础上,论述了适合海底天然气水合物地层钻井用含动力学抑制剂的聚合醇钻井液的室内研究情况。结果表明,该体系具有优良的页岩抑制性和水合物抑制性、良好的低温流变性、稳定性和润滑性等特点,能够有效保持井壁稳定,是一种非常适合海底天然气水合物地层钻探的钻井液体系。     

天然气水合物综合模拟实验系统中的高压控制

天然气水合物综合模拟实验持续时间长、压力高(一般≥3.8 MPa)、环节多,为减轻劳动强度和保证实验安全,在实验系统中设计了高压控制台.该压力控制台具有进/出气统一管理、反应釜试压以及系统超压保护等功能.超压保护模块由NV1-20-6M-ATC型气控阀、VP542型高灵敏电磁阀、OMRON/G2R-1型继电器、PCI-1711多功能卡、压力传感器和相应的软件系统构成.电脑软件对采集的压力数据进行判断是否超过报警值,如果超过报警值就发出警报,如果超过卸载压力值,就向PCI-1711卡与继电器相连的通道发送1开关量,继电器接通,电磁阀通电打开,从而低压气体进入气控阀将其打开泄压.整套压力控制系统已在水合物合成及微钻模拟实验中得到了成功应用.     

基于连续-离散介质耦合的水合物储层出砂数值模拟

出砂是制约天然气水合物安全高效长期可控开采的瓶颈之一,出砂现象的诱因及其演化规律与水合物储层动态响应行为密切相关。据此,提出了一套研究水合物开采过程中储层动态响应与出砂行为的综合数值模拟方法,并以大尺寸开采出砂防砂模拟反应釜为研究对象,以水合物胶结模式为例,分析了实验尺度下模拟水合物储层在不同开采压差条件下的储层物性、力学响应和流固体（水、气和砂）运移产出规律。结果表明：实验尺度降压开采过程中,体系温度存在快速降温、持续低温和温度回升3个阶段;水合物分解引起的气水产出和井周应力集中是水合物储层出砂的关键控制因素;同一开采压差条件下,提高水流速会导致地层出砂量增加,并且出砂速率的增幅随水流速的增大而增大,而缩小防砂筛孔孔径能够延缓出砂起始时间,并且使得出砂量显著减少。     

大洋科学钻探与海洋水合物钻井液体系研究进展

大洋科学钻探与天然气水合物的勘探开发都离不开钻井,且两者都会面临水合物形成和分解造成的风险。而钻井液是钻井工程的“血液”,因此,学术界和工业界对钻井液体系进行了深入研究,提出和设计了不同类型钻井液配方以服务于科学钻探和水合物安全高效钻采。该文综述了大洋科学钻探与水合物钻井特点及风险和相应钻井液性能需求,总结了国内外常用钻井液体系及性能评价,指出了当前研究存在的问题,并提出了今后钻井液体系发展方向,从而促进我国水合物商业化开采进程和服务于大洋科学钻探。     

天然气水合物实验装置及其发展趋势

研究天然气水合物离不开实验模拟。分析了国内外水合物实验装置设计和发展情况及相应的实验研究内容,总结了水合物实验系统构成,探讨了我国与国外水平的差距,最后归纳了国内外水合物实验装置研究特点与技术发展趋势,并给出了提高我国水合物综合实验研究水平的建议。