川西须家河组致密砂岩高温后微组构特征及对力学性能的影响

高温热处理致密砂岩能改善其渗流能力,是致密气开发的潜在技术,但同时会改变岩石力学特性,导致并壁失稳等工程问题.选取川西须家河组致密砂岩试样,对常温及100℃～1200℃热处理后的试样开展三轴压缩实验,结合热失重分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)获取的微组构特征,探究致密砂岩高温后微组构特征及其对力学性...     

提高深井机械钻速的有效方法

从研究深层岩石的物理特性出发,对不同钻井方式下（欠平衡钻井、气体钻井、控压钻井）的破岩机理和效率进行分析,在高压水射流、开发适应地层的破岩工具以及改进井下动力钻具等辅助破岩方面提出了相关见解。     

关于水能资源管理的三点看法

随着经济的快速发展和资源开发力度的加大，在水资源的开发利用过程中暴露出一些令人担心的问题，已经出现的问题在水电开发上表现得比较突出和集中。引起我们从思想认识和管理体制上对水能资源问题的思考。一是从资源管理的角度看，我们对水能资源的认识足不充分的，对水能资源的管理基本上是缺位的。二是从目前的现实状况看，     

气体钻井空井压井井筒气液两相瞬态流动数学模型

气体钻井钻遇高压、高产气层后往往要进行压井作业,空井压井期间,随着压井液的注入,井筒环空气液两相流动与地层渗流产气发生耦合作用,目前国内外对此研究都很少。为此,基于地层瞬态渗流理论和井筒气液两相流动理论,建立了气体钻井空井压井过程中地层瞬态产气与井筒气液两相瞬态耦合流动数学模型及其数值求解方法。实例模拟计算结果表明:(1)气体钻井空井压井是由气相空井筒—瞬态气液两相流动—纯压井液井筒的物理过程,同时也是一个地层瞬态渗流与井筒气液两相瞬态流动耦合的过程;(2)成功的压井作业需要井口回压、泵排量、压井液密度等关键参数的共同配合,其中控制好井口回压是保证压井作业获得成功的关键。结论认为,研究成果首次量化了气体钻井压井过程,对气体钻井空井压井施工参数的优化设计具有指导意义。     

基于仿生技术的泥页岩井壁稳定处理液研究

为解决气体钻井钻遇地层出水引发的泥页岩井壁失稳问题,根据植物叶面的"荷叶效应",优选了仿生处理剂,研制了泥页岩仿生处理液,并进行了室内性能评价试验。试验结果表明,该仿生处理液能有效降低泥页岩表面的表面能,形成类似于荷叶或芋叶表面的微米—纳米突起结构,实现泥页岩表面从亲水向疏水转变（清水接触角大于120°）,从而达到阻止泥页岩自吸水的作用,提高泥页岩在水溶液中的强度,维持泥页岩井壁稳定;同时,该仿生处理液形成的疏水表面具有一定耐磨性和热稳定性,不受地层水矿化度的影响,适用于中性或碱性条件,但地层温度不宜高于80 ℃。研究表明,利用仿生学原理,通过控制泥页岩的自吸水作用避免泥页岩黏土水化,可作为一种解决气体钻井地层出水导致井壁失稳问题的有效途径。      

气体钻井超前探测震源工具设计及力学性能模拟研究

为了实现气体钻井钻头前方风险地层的超前探测,设计了适用于气体钻井环境的井下冲击震源工具,并对其力学性能进行了研究。基于气体钻井的环境,设计了冲击震源工具的关键结构;根据室内冲击试验,优化了震源工具的吸振结构和冲击能量;使用RecurDyn软件,分析了冲击块的运动过程,优化了关键结构的参数;模拟研究了底部吸振圆盘的抗冲击能力和传动杆限位结构的抗拉强度,以及冲击震源工具的力学性能;给出了现场施工方案,分析了其主要优势。研究结果表明：聚四氟乙烯能显著衰减钻铤波及尾波,有利于识别时域内的地层弱反射波信号;冲击能量为50 J时,冲击振动波的传播距离为18.61 m,可满足气体钻井超前探测的目的;聚四氟乙烯受到的最大冲击力为1 796.88 N时,其相对变形不超过0.03%,且传动杆限位结构处承受下部钻具的重量不能超过1 150 kN。通过气体钻井随钻超前探测震源工具结构设计及力学性能模拟研究,为近钻头冲击震源工具的研制与应用提供了依据。     

川西彭州地区雷四段储集层构造裂缝特征及定量预测

川西彭州地区雷四段储集层构造裂缝发育,但其分布特征不清楚,严重影响雷四段天然气的高效开发。利用露头、岩心和岩石薄片观测,描述了储集层构造裂缝的发育特征,采用有限元方法模拟了喜马拉雅运动期的构造应力场,基于岩石破裂准则和弹性应变能预测了雷四段储集层构造裂缝的发育情况。结果表明,储集层构造裂缝以剪切裂缝为主,裂缝走向主要为北东—南西向、北西—南东向、近南北向和近东西向,裂缝延伸长度主要为10~70 m,构造裂缝密度主要为5~10条/m,喜马拉雅运动期生成的裂缝大都未被充填。喜马拉雅运动期雷四段最小水平主应力、最大水平主应力以及差应力分别为72.30~106.50 MPa、126.00~183.47 MPa和48.51~92.46 MPa。研究区断裂带预测构造裂缝密度远超过15条/m,雷四段预测构造裂缝密度主要为5~11条/m,背斜高部位的构造裂缝密度较两翼低,说明研究区裂缝的分布同时受构造位置和断层的控制。构造裂缝密度预测结果与实测结果的相对误差为4.2%~10.7%,预测结果可靠,为彭州地区雷四段碳酸盐岩气藏的勘探开发提供了地质依据。     

砂样岩屑图像特征的岩性智能高效识别

在录井过程中,岩屑的岩性分析主要依靠人工,效率较低且稳定性较差,难以在钻进地层过程中快速识别岩性变化。为此,提出基于砂样图像中颗粒岩屑纹理、色泽和形状等特征的岩性智能识别方法。首先,计算砂样图像的像素值梯度并求取颗粒质心,采用分水岭算法获取颗粒岩屑轮廓线并标记;然后,采用图像分割算法从砂样图像中分离出待检测的单个颗粒岩屑图像,建立颗粒岩屑图像样本库;最后,利用注意力机制及特征融合模块改进MobileNetV2网络,提取颗粒岩屑特征并分类,实现单个颗粒岩屑图像岩性识别,进而获取砂样岩性成分比。该方法将以往岩性智能识别过程中常采用的砂样整体识别方式转变为对砂样中单颗粒岩屑的岩性识别,大幅度减少了颗粒岩屑之间的相互干扰。多个油气区块的砂样图像测试结果表明,该方法对灰岩、泥岩、砂岩和页岩的识别准确率均不低于92%,一组砂样图像岩性分析的用时小于10 s。     

气体钻井注气量计算方法研究进展

气体钻井过程所需注气量是关系到气体钻井成败的重要参数。目前计算气体钻井所需注气量的3种方法各有不足,根据这些方法得出的计算结果与现实情况都有差异,有时差异还很大。为了准确计算气体钻井所需注气量,应对影响气体钻井注气量的因素进行深入研究并对现有计算方法进行改进。经过对现有方法的分析,建议应从以下几个方面进行深入研究：①建立准确计算气体钻井时环空流体温度的模型以确定温度对注气量的影响;②应用气液两相流理论分析气体携水能力,以确定地层出水时气体钻井所需注气量;③钻屑直径对气体钻井所需注气量的影响;④气体钻井所需注气量与井斜角的关系;⑤对“关键点”处钻具外形进行优化设计以改善该处气体的携岩能力。     

四元共聚抗高温抗盐油井水泥浆降失水剂的合成

目前的油井水泥浆降失水剂存在着耐温抗盐能力低,在高温下易分解造成浆体过度缓凝、控制滤失能力降低等缺陷。为此,在总结前人研究成果的基础上,选择具有特殊官能团的单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N, N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、丙烯酸(AA)、烯丙基磺酸钠(AS)为合成原料,通过正交实验合成了新型的抗高温、抗盐四元共聚油井水泥浆降失水剂(FRW),并对其进行了结构表征和性能测试。实验结果表明:(1) FRW最佳合成条件为AMPS/AA/DMAA/AS的摩尔比为4.2∶1.8∶3.5∶0.5,引发剂为单体总质量的0.3%,单体质量百分数为40%,反应温度为50℃,pH值为7;(2)结构表征实验反映出,4种单体均参与了共聚反应,FRW的数均分子量和重均分子量分别为86 692、468 689,分子量分布为5.406,具有良好的稳定性能,可承受的最高温度为289℃;(3)添加1%～2%FRW的水泥浆流变性能和力学性能等指标经测试均符合工程要求。结论认为,FRW具有较好的抗温、抗盐和控制失水性能,其适用温度介于90～200℃,在含35%NaCl水泥浆中滤失量为41.2mL,对水泥浆流变性能以及水泥石强度等工程指标无不良影响。