大位移井减阻工具合理安放位置研究

大位移井技术因其具有巨大经济效益并能够满足特殊作业的目的而得以迅速推广应用，但水平井段摩阻扭矩又成为了制约大位移井推广应用的关键因素。为了减少大位移井摩阻扭矩的目的，首先根据用测斜数据，应用3次样条函数拟合井眼轨迹。将多维井段装有减阻工具套管柱作为类连续梁，并考虑弯曲载荷的影响，综合考虑了井斜角、方位角以及套管柱自身几何参数等多因素对套管柱挠曲变形综合影响，以此建立大位移井不同井段套管柱力学模型，完善了部分国外学者计算套管柱挠度“软模型”的不足；进而给出了优化大位移井减阻工具合理安放位置理论计算方法。     

坚持对外合作与自营相结合大力开发非常规天然气资源——中国经济快速发展带来了能源需求增长，勘探开发对外合作为高效开发致密砂岩气发挥了示范作用，而目前页岩气的勘探开发正处于起步探索阶段

中国经济快速发展带来了能源需求增长,由于常规油气的增长有限,今后将主要依赖于致密砂岩气、页岩气和煤层气等非常规油气的增长,但目前国内非常规油气勘探开发技术和管理与国外先进技术存在较大差距。勘探开发对外合作为高效开发致密砂岩气发挥了示范作用,长庆长北和四川川中八角场气田对外合作项目即是很好的例证,其在实现开发的同时还成功引入了水平井及多级压裂新理念、新技术和新管理方法。北美的非常规勘探开发技术已经比较成熟。我国页岩气勘探开发处于起步探索阶段,可采用对外合作与自营结合的方式进行开发。     

力边界法向量在套管应力数值分析中的应用

传统法向量求解方法仅适用于简单几何边界问题。国际上大型有限元软件（如 ABAQUS）虽然能给出一般边界法向量，但非专业人员无法了解其内核理论。因此，深入研究任意边界法向量数值理论十分必要。等参元边界法向量的数值计算方法，是基于石油套管复杂力边界法向量理论研究和工程需要提出的。自然坐标和物理坐标之间映射关系的建立，便于应用等参单元对任意几何形状求解域进行有限元离散。依此将多元函数微分方程求解方法与有限元等参变换方法相结合，建立起等参元边界法向量数学计算模型，并编制出相应的计算软件。该理论的应用，能够更加准确模拟石油套管管内流体、地层蠕变等复杂地质条件下，套管壁上的力边界法向量问题。从而能彻底解决复杂套管力边界法向量问题；能够提高套管强度计算精度、优化套管设计程序。所得等参元力边界法向量数值理论及计算软件，普遍适用于一般边界法向量问题。算例给出两类力边界法向量数值方法，套管外壁法向量数值解与解析解对比分析表明，该方法简单，精度高。     

分支水平井技术在伊拉克HFY油田的应用

通过对伊拉克HFY油田Mishrif储层特点及钻采工程的研究,确定了采用分支井双分支裸眼悬空侧钻并裸眼下筛管的钻完井方式;通过对分支连接井段的井壁稳定、主、分支井眼轨道及施工进行优化设计及作业,形成了HFY油田分支井裸眼悬空侧钻关键技术,降低了主、分支井眼钻井的难度与风险,成功完成4口分支水平井的钻井。第1口分支井生产测试获得了日产原油1 638 m3,与单支水平井初产相比增长了2倍。分支水平井在HFY油田的应用表明,根据油田条件确定合适的分支井钻完井方式是油田优化钻井、优化开发方式、提高综合开发效益的重要途径,Mishrif储层分支井钻井的成功为中东地区大型碳酸盐储层分支井钻井积累了经验,也为油田低成本开发开拓了思路。     

子结构法在套管强度数值计算中的应用

为了研究套管抗外挤强度大小,采用空间20结点有限元模型,并结合子结构法,从理论上进行套管柱抗外挤强度结构有限元分析;采用约束与放松边界交互方式,根据子结构集成特性对轴向大尺寸套管有限元模型进行计算分析;运用高精度三角形单元法,分析磨损几何缺陷对套管抗外挤强度影响规律;采用SOR逐步超松弛迭代方法求解出套管在外压作用下位移场分布规律。分析表明,子结构法能够准确模拟轴向大尺寸套管柱抗外挤强度问题,随磨痕深度增加,套管抗外挤强度迅速降低。     

含磨损缺陷套管抗内压强度数值计算研究

由弹性力学变分原理引入有限单元法基本方程，进而给出了磨损区域边界上任意点法向量解析解和数值解的方法。假设磨损缺陷模型为圆弧状，并认为是平面问题，采用Serendipity等参单元变结点有限单元格式，分别按照平面应力和平面应变问题进行分析研究，阐明了考虑磨损深度、磨损区域半径和套管壁厚影响时的套管抗内压强度定量变化规律，分析了在不同磨损量及其相应抗内压强度下套管内应力强度分布规律，并依据等效内压设计套管柱的可行性及安全性进行定量分析，编制计算机程序。