摘要：【前面的话】新时代,筑牢人才培养之基,加强创新人才教育,是解决我国“卡脖子”问题的关键;提升全社会科学素养,让科学精神真正融入民族文化,是应对百年未有之大变局的利器。2021年,国务院印发《全民科学素质行动规划纲要(2021-2035年)》。

摘要：设计一种新型阴离子表面活性剂,通过在强酸或弱酸中交联,得到多功能清洁酸性压裂液(MF-VES)。实验结果表明,在配比为5%HCl+10%CH3OH+6.5%MF-VES+0.5%YH-2条件下,MF-VES压裂液具有黏弹性表面活性剂(VES)的低黏度、高弹性、耐剪切等性能及很强的携砂能力。通过缓蚀剂的筛选评价实验,采用YH-2作为缓蚀剂,能够保证多功能压裂液在施工过程中不对压裂施工设备和管柱造成大的伤害。现场应用结果表明:MF-VES压裂液作业过程伴随酸化过程,可清除近井地带的污染,同时解除近裂缝地带的颗粒运移、基质的塑性应变等作业伤害;提高近裂缝地带的渗透率,在高导流能力的人工裂缝周围创造出一条高渗流带,消除压裂作业带来的伤害。

摘要：针对目前分层注水技术存在的问题及生产需求,开展了第4代分层注水技术研究,介绍了其内涵、核心工具及核心技术,分析了现场应用情况,并进行了技术发展展望。第4代分层注水技术内涵为实现注水井单井分层压力和注水量的数字化实时监测,实现区块和油藏注水动态监测的网络信息化,实现注水方案设计与优化和井下分层注水实时调整为一体的油藏、工程一体化。研发了作为核心工具的一体化配水器,开发了层段流量检测、配注量调整等关键技术,并开展了区块试验,达到了预期效果。为进一步满足生产要求,对井下层段流量检测、井筒无线通信、井下自发电和易损部件投捞技术等核心环节仍需持续攻关,并加强与油藏工程的有机结合,形成可持续支撑水驱开发的、系统的、完善的第4代分层注水技术。

摘要：现行保压取心工具割心系统投球式差动总成响应速度慢,割心位置误差较大;自锁式岩心爪不能有效抱紧下行岩心、岩心易滑脱,针对这些问题,提出一套可用于保压取心装置的智能割心系统设计构想;基于保压取心技术要求,采用数值仿真及理论计算,研发连续可控割心技术,创新性地引入传感器等电子元件,与所设计的活塞式可控差动机构配合。结果表明:所设计的保压取心工具连续割心系统能够实现割心动作的智能控制,可以有效降低投球割心位置误差;设计的杠杆加压自锁式岩心爪采用预紧力+杠杆结构双重加压方式增大与岩心的摩擦力,可以有效提升割心成功率;岩心爪强度设计满足要求。

摘要：现行机械式保压球阀受限于井下狭小空间,保压能力弱、保压成功率低、灵活性差.针对以上问题,提出一种“半浮动”取心保压球阀设计构想.基于保压取心技术要求,采用数值仿真及理论计算,设计研发了一种“半浮动”球阀保压控制技术,创新设计的“半浮动”承压结构改变了球阀承压位置,有效增强了球阀承压能力.提出了一种气动式的新型控制方式,球阀启闭可控,可以有效解决大斜度井、水平井作业中球阀关闭难题.分别对“半浮动”及固定球阀阀体、阀座进行了有限元对比分析,“半浮动”球阀承压能力达到70 MPa,保压能力显著提升.通过理论计算确定了球阀的转矩及最小气体压力.研究结果可为保压取心技术的发展提供一定技术支撑.

摘要：射孔技术是油气田开发的重要环节。为了适应不同类型油气田开发的要求,经过10多年的发展,先后形成了深穿透聚能射孔、复合射孔、定向射孔、全通径射孔、负压及动态负压射孔、泵送射孔、定面射孔等一系列射孔技术及其配套射孔工艺,一方面提高了射孔完井和增产改造效果及作业效率,另一方面通过合理保护储集层,延长了油气藏开发寿命。同时,射孔优化设计方法和射孔检测技术不断丰富和完善,进一步提高了射孔安全性和成功率,并使射孔技术的测试手段和现场应用更加规范。对于非常规致密油气,深层、超深层,薄差层、边底水油层,水平井分段压裂以及老井增产改造,应充分结合油气藏和油气井特点,开展"3D"射孔技术、超深穿透定向射孔技术、高温高压射孔技术、储集层个性化射孔方案制定以及射孔补孔优化方法等技术的研究。

摘要：螺杆泵是一种广泛应用于油田采油工程中的人工举升装置。由于井下螺杆泵工作于高温、高压和复杂介质环境中,定子橡胶必然发生非均匀温胀和溶胀。温胀和溶胀使得螺杆泵定子型线发生很大改变,从而影响螺杆泵的运行效率。该文采用有限元方法研究了实际工况下温胀和溶胀对螺杆泵定子型线变化的影响,在此基础上提出了改进现有螺杆泵定子设计的方法。数值结果表明:新设计的螺杆泵模型能明显减小定子内腔型线变形的非均匀性,而且改进后的螺杆泵降低了温胀和溶胀对转子运行不稳定性的影响。该研究方法和结果将对特殊介质下新型螺杆泵定子型线设计提供理论依据。

摘要：为了提高修井质量,降低冲击整形工艺对水泥环的破坏,采用应力波传播理论,深入 研究了冲击整形的力学机理,并对其施工工艺进行了优化设计。研究表明,冲击整形方法中,整 形器的提升高度是影响水泥环损伤长度的主要因素,当冲击次数达到一定值后,冲击次数对水泥 环的损伤影响较小。最后推导了整形器提升的最佳高度范围,指出在冲击整形时应根据最小通径 选择合适的冲击高度。所选井例优化后的施工工艺对水泥环的损伤长度可降低25%。

摘要：水力压裂三维裂缝形态及延伸的预测是评价水力压裂效果的主要因素,采用了损伤力学与断裂力学相结合的方法,描述了裂缝表面岩体的力学行为,建立了裂缝面上的损伤判据与损伤演化方程。根据岩石力学与渗流力学,采用有限元方法建立了低渗透储层岩体的流固-损伤耦合方程,并采用Newton-Raphson与线性搜索相结合的方法进行求解,获得了低渗透油层水力压裂三维裂缝的动态扩展过程及最终形态,揭示其力学本质。通过算例验证了理论及计算方法的正确性。在此基础上,分析了影响裂缝扩展的主要因素,其结果可为水力压裂设计提供较为可靠和准确的预测手段,以提高油层水力压裂措施的成功率。

摘要：中国页岩气的资源禀赋与北美地区存在着较大的差异,由此决定了不能生搬硬套后者页岩气革命的经验和做法。为了实现中国页岩气资源的规模有效开发,在借鉴北美页岩气开发先进理念的基础上,结合自身页岩气资源的实际情况,对我国页岩气增产改造技术现状进行了梳理与总结,进而对页岩气压裂关键技术发展方向与加强工程管理提出了建议:①融合了地质、工程及生产信息的数据体是页岩气勘探开发与生产各环节设计与优化的基础,应打破"数据孤岛",深入数据挖潜,实现数据的高效应用,促进地质工程一体化数据融合;②应在考虑页岩岩石力学各向异性特征与地应力特征的基础上,发展并完善适用于页岩的地质力学测试评价方法和技术,提升地质工程一体化方案设计水平;③需要研发全可溶桥塞,提高分段压裂作业效率,降低施工风险,助力页岩气开发降本增效;④工程管理方面尚有很大的提升空间,值得探索和研究,油气行业和油气公司应抓住这一重要的战略机遇期,积极优化现有的工程管理模式,寻找提质增效的最佳途径。结论认为,我国页岩气资源的勘探开发目前还处于起步阶段,技术与装备、生产管理、勘探开发效果、政策法规等与国外存在着显著的差距,亟需结合自身资源条件,对美国页岩气革命水力压裂经验与管理理念进行借鉴、消化、吸收与再创新,进而探索出一条符合中国实际的页岩气开发可行之路。