摘要：通过对注气欠平衡钻水平井的新技术研究,我国基本形成了一套实用有效的注气欠平衡钻水平井的成套技术,可用于解决注气欠平衡钻水平井技术的特殊难题。新技术关键有3方面:①新型双层注气套管头,能够实现临时套管的悬挂、固定与回收和连通注气通道。②借鉴国外钻井的成功经验,结合国内套管、钻头及钻井设备的实际情况,研究出2种3个方案的合理井身结构。③设计了气液旋流混合短节、防挂坡口套管鞋、耐磨套管短节、防倒扣旋转装置等临时套管柱下部固定结构。为全面满足注气欠平衡钻水平井新技术的要求,初步拟定了配套的钻井工艺。

摘要：为确定钻柱内孔微波传输的最佳工作频点,获取微波信道的衰减规律及有效传输距离,将钻柱内孔视为超长不规则有耗圆波导,采用电磁波耦合理论计算了微波传输最佳工作频点,分析了波导中的微波模式,采用微波传输等效电路法建立了信道模型及信号衰减规律模型。针对超长钻柱,提出单位长度功率衰减系数从而对有效传输距离进行简化分析。研究表明,139.7 mm(5.5 in)和127.0 mm(5 in)API标准钻杆最佳工作频点分别为2.04 GHz和2.61GHz,钻柱内孔沿轴向存在多个内径渐变段和突变点,微波传输存在大量反射过程,信道的阻抗变化是影响传输性能的主要因素。室内及现场测试结果表明,建立的微波传输衰减规律模型计算结果准确,可用于微波传输随钻监测系统的设计。

摘要：针对复杂地层的钻井工艺提出了一种有效的新方法 ,即反循环气体钻井技术 ,开发了反循环钻头新产品 ,该产品能有效地提高钻头破岩效率和流场排屑能力。用现代先进的CAD实体设计软件Pro/E把常规 311.1mm钻头巧妙地改造为反循环钻头 ,在设计中最重要的参数是反循环钻头挡板 (skirts)形状、结构尺寸以及反循环钻头中心孔眼流道形状和其结构尺寸参数 ,这些参数直接影响井底流场分布及其流体的排屑能力。在研究中把这些参数做为重点进行结构优化设计。用计算流体动力学软件PHOENICS将CAD模型转换为CFD模型 ,对所设计的反循环钻头进行井底流场的计算机仿真模拟研究 ,优化出反循环钻头结构参数和流体入口参数 ,最终优化结果用Pro/E参数化软件开发出了反循环钻头结构参数 ,并在成都总机厂试制了 2只反循环钻头新产品。本研究成果对于复杂地层油气井开采具有重大的意义和应用价值 ,同时可在国内复杂地层钻井技术中推广应用。

摘要：为掌握钻柱內孔微波传输的最佳频点,获取微波信道的衰减规律及有效传输距离,将钻柱内孔视为超长不规则有耗圆波导,采用电磁波耦合理论计算了微波最佳传输频点,分析了波导中的微波模式。采用微波传输等效电路法建立了信道模型,以及信号衰减规律模型。同时针对周期性超长钻柱,提出单位长度平均功率损耗系数对有效传输距离进行简化分析。研究结果表明,钻柱内孔沿轴向存在多个内径渐变段和突变点,微波传输存在大量反射过程,信道的阻抗变化是影响传输性能的主要因素,单位长度衰减系数小于0.3 d B/m。衰减模型比仅考虑表面电阻涡流损耗的模型更准确,对微波传输随钻监测系统的设计具有指导意义。

摘要：随着冀东油田勘探开发的持续深入,大斜度大位移井比例逐年增加,钻井过程中井眼清洁问题凸现。针对大斜度大位移井的特点,通过室内模拟实验及岩屑颗粒的受力特征探讨了岩屑床成因及岩屑运移规律。并基于水力学计算模型优化设计水力参数,应用CFD仿真模拟岩屑床清除钻杆周围流体的流动特性,评价优选钻井液材料维护钻井液性能,同时采取井眼清洁实时监测、高效携岩剂等工艺,从设计到施工全面提高井眼净化水平,形成了一套改善大斜度大位移井井眼流动条件的配套技术措施,为大位移井的安全施工提供了技术支持。现场应用结果表明,后续施工的大斜度大位移井极少发生井眼清洁不好导致的憋钻卡钻等复杂情况。

摘要：井壁的张性破裂和剪切垮塌 ,是钻井过程中经常遇到的井壁稳定性问题 ,严重地影响着钻井的速度、质量及成本 ,对部分新探区还会因井壁不稳定而无法钻达目的层 ,延误勘探开发的速度 ,影响其综合经济效益。文章基于线弹性力学模型计算分析了地应力场对直井、水平井井眼轨迹设计和稳定性的影响。结果表明 ,当垂向应力为原地最大主应力时 ,垂直井眼最不容易发生剪切垮塌 ,其次是沿着原地最小水平主应力方向的水平井眼 ;当垂向应力为原地中间主应力时 ,垂直井眼最不稳定、最容易发生剪切垮塌 ;当垂向应力为原地最小主应力时 ,平行于原地最大水平主应力方向的井眼最不容易发生剪切垮塌 ,平行于原地最小水平主应力方向的井眼最容易发生剪切垮塌。相同钻井条件下 ,与原地三个主应力的中间主应力平行的井眼比沿着原地最大、最小主应力方向的井眼更容易发生张性漏失。因此 ,为预防和减少井下复杂事故 ,井眼应尽可能避开原地中间主应力方向 ,原地应力大小及方向的准确确定对于优化钻井和降低钻井成本都具有重要的现实意义。

摘要：首先采用声波纵、横波测量方法,进行岩样筛选。然后根据高压油气藏地质构造特征,设计模拟高压油气藏内部孔隙压力变化条件下岩石力学特性测试的方案。在GCTS-1000型三轴压缩试验机上进行高温高压三轴岩石力学测试,结果表明:随着砂岩内部孔隙压力增加,外部围压保持不变的条件下,岩石的强度与围压不呈单调上升的变化趋势,而是随着孔隙压力的增加,净围压减小,岩石强度先随净围压减小而逐渐减小,之后则表现出反常的增大现象。在地压梯度为2.20MPa/(100m)时,产生最低强度值。随着地压梯度的增大,岩石强度值反而升高,形成一个V形曲线。砂岩的弹性模量为一波浪形曲线,上下波动范围最大差值为2909MPa。泊松比的值从低向高;在地压梯度大于2.00MPa/(100m)时,泊松比接近0.5。重复试验揭示了岩石三轴强度特性的这一特殊现象。该结果对于高压油气藏、水泥环和套管系统的真三维套管变形与损坏的模拟有着重要的参考价值,而且是必不可少的基础数据。

摘要：用弹塑性有限元方法 ,建立了套管的有限元力学模型。给出了磨损量、抗内压强度系数的确切定义。对套管内壁不同磨损量的抗内压强度系数进行了分析计算 ,得出了套管的抗内压强度与内壁磨损量成抛物线关系。并分析了不同磨损量时 ,在内压作用下 ,套管管体达到屈服时 ,磨损量与抗内压系数、套管内VonMises应力以及套管内的位移变化关系。并得出了P110× 2 4 4 .4 8mm× 11.99mm套管结构尺寸下 ,磨损套管抗内压系数与其磨损量的经验公式 ,为磨损套管柱设计提供理论数据。

摘要：低渗致密砂岩气藏具有孔喉细小、强亲水、裂缝发育等特点,在作业过程中易于受到损害,即使在欠平衡条件下,仍然具有一定的损害可能。在水基欠平衡钻井条件下,低渗致密砂岩气藏主要的损害方式为水锁和应力敏感。利用裂缝可视化测试系统、毛管流动孔隙结构仪等分析测试手段评价了低渗致密气藏的水锁和应力敏感损害。研究表明,低渗致密气藏在欠平衡条件下仍有很强的水锁损害可能,初始渗透率越低,水锁损害程度越大;有效应力一定时,欠压值越小,水锁损害程度越大,过小的欠压值不能起到保护储集层的作用;欠压值一定时,有效应力越大,水锁损害程度越大。目前对欠平衡条件下的水锁损害评价还处于摸索阶段,下一步工作的重点是储集层原地作业条件的真实模拟以及将室内实验结果应用于现场工程设计。

摘要：文章用热流场模拟射孔完井渗流场 ,建立了射孔完井热流和裸眼完井热流有限元二维 ( 2D)模型 ,根据该模型 ,文中分析了理想情况裸眼完井模型的渗流速度场分布 ,得到了其模型出口处的线流量 (Qr) ,为射孔完井模型出口处线流量 (Qp)提供了比较基准。同时文中研究了射孔深度、有无钻井污染和压实带情况下 ,孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度及产能比与孔深、孔密的关系等 ,从这些研究中 ,对射孔完井得到了一些新认识 ,如孔眼内存在不渗透段 ,孔密不宜过大等 ,为研究射孔完井优化设计、产能预测等提供了理论依据。