摘要：针对深井长封固段固井面临的高温大温差环境,缓凝剂难以同时满足深井高温泵送时间长、顶部低温候凝时间短的要求,依据两亲聚合物自组装结构形成/解离过程中的分子构效变化原理,采用2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、多元不饱和羧酸(PA)、阳离子单体(CM),通过可逆加成链转移法制备出两亲聚合物缓凝剂TRIR,利用响应面法优化了缓凝剂的温度响应智能调控特性,确定了缓凝剂TRIR较佳合成条件:单体浓度占比为28.7%、引发剂用量为0.6%、合成温度为50℃、反应pH值为4.5。评价结果表明,两亲聚合物缓凝剂TRIR耐温性能优异,4.0%(液体)加量下200℃高温稠化时间达356 min,在120~180℃范围内随温度升高缓凝性能显著增强,高温大温差下顶部水泥浆强度发展快,无超缓凝不良现象,可将候凝时间缩短到24 h,为深井高温大温差固井和未来智能型缓凝剂的发展提供新思路。

摘要：针对现有的深水水下井口连接器体积大、结构复杂且制造成本高的问题,考虑浅水水下作业环境,设计了一种浅水水下井口连接器(EZ-LOCK),该连接器通过压盖、卡块和顶丝与井口型面的机械配合,实现水下采油树和水下井口的锁紧和解锁。根据浅水水下钻完井作业工况载荷,对水下井口连接器进行了作业流程模拟和局部失效评估,结果表明该水下井口连接器设计结构合理,未发生局部失效。依据API 17D标准对水下井口连接器工程样机开展了性能验证试验,进一步验证了水下井口连接器的使用性能和可靠性。研制的浅水水下井口连接器结构简单,安全可靠,成本低,潜水员水下操作方便,目前已成功在渤海完成了海上试验并开始示范应用。本文研究成果为浅水水下井口和采油树系统的应用打下了基础。

摘要：为建立潜山裂缝性凝析油气藏优化控水开发的模式,以南海油田惠州潜山裂缝性凝析油气藏H2-3井参数为基础,设计了气藏控水物理模拟实验,通过非均质储集层设计、实验参数设计、裂缝参数设计和控水实验方案设计,完成了弹性开采实验、连续封隔体控水实验、水敏凝胶控水实验、变密度筛管控水实验和变密度筛管+连续封隔体组合控水实验5组控水实验,对不同方案的控水效果进行了对比,并分析了各个控水工艺的机理。在此基础上,结合数值模拟进行验证,提出了气藏控水开采方案:气藏底水开采初期,水体推进为渐进式上升,中—后期为锥进式发展,后期底水一旦接触储集层裂缝,水体呈突进式侵入;各种方案的控水效果差异较为明显,连续封隔体和水敏凝胶在气井采气期对底水控制作用不明显,变密度筛管在采气初期控水效果较好,但气井见水后无法避免水窜风险。变密度筛管+连续封隔体组合控水效果较好,改变了底水锥进效应,与弹性开采相比,无水采气时间增加了8.84%,总采气时间增加了13.70%,采气量提高了10.40%。

摘要：通过对光纤陀螺仪、石英挠性加速度计、姿态测量短节、供电短节、泥浆脉冲发生器、地面仪器等关键设备的设计与研制,开发出了一套适合海上作业特点和需求的随钻陀螺测斜系统。室内及现场试验结果表明,自行设计的随钻陀螺测斜系统在大排量钻井环境下能够正常完成井下仪器测斜功能,实时连续提供井筒轨迹数据,测量精度满足异常磁环境下井筒防碰绕障作业要求,地面系统能够完成正常解码,井下仪器结构抗振、耐高温,对钻井环境的适应性强。

摘要：关于套管剩余强度的研究,主要集中于无磨损套管或者单月牙磨损套管,未充分研究复合月牙磨损形状对套管剩余强度的影响规律。为此,开展了单月牙磨损与双月牙磨损套管剩余强度的室内试验,建立了套管失效的判断准则,计算了不同缺陷形式下套管剩余强度。研究结果表明:磨损深度对于套管剩余强度的影响最敏感,磨损深度的增加使套管抗内压、抗外挤的强度均减小;次磨损槽对抗内压强度影响较小,对抗外挤强度影响明显。研究成果可为油气井作业优化与安全控制提供参考。

摘要：渤海渤中19-6围区北部构造储层埋深超过4500 m,平均钻井深度大于5500 m,目标层位太古界潜山岩性为花岗片麻岩,岩体抗压强度最高超过200 MPa,地层研磨性强,机械钻速仅1~4 m/h,严重制约了区块的高效开发。为提高目标区块钻井效率,基于机械比能理论,从钻进过程能量守恒角度,分别建立了钻压、扭矩、破岩以及摩擦的做功表达式,并进一步建立了破岩过程的能量输入输出平衡方程。实际应用结果显示,该能量平衡方程能够利用待钻地层的基础参数给出合理的钻压区间,推荐的最优化钻压与实钻吻合良好,预测的机械钻速米平均误差为8%,表现出良好的适用性,可为后续深井、超深井钻井作业优化提供设计依据。

摘要：为更加充分利用套管强度余量,完善套管设计方法,提高套管设计的科学性、经济性和安全性,研究了国内外套管设计方法,提出了利用可靠度设计方法进行套管设计,采用高精度小子样方法对套管(外径244.5mm,公称质量59.53kg/m,钢级N80)强度试验数据进行处理。通过可靠度设计方法和高精度小子样方法的结合,建立了一种新的套管强度设计方法。同时,介绍了该设计方法的设计原理,分析了适应性。采用套管强度余量的套管设计方法,对某油田进行套管设计,结果表明,如果按API名义强度值,以59.53kg/m规格的套管强度不满足设计要求,应选用以69.94kg/m规格的套管,但考虑套管余量强度后,59.53kg/m规格的套管满足设计要求,成本节省15%。利用套管强度余量进行设计可使套管强度性能得到更加充分的利用,且具有较好的经济效益。

摘要：射孔完井对油井产能的主要影响因素为孔眼密度、孔眼直径、孔眼深度和孔眼相位,基于油井产能最优对射孔参数进行优化设计是提高射孔井产能的关键技术之一。基于射孔井产能的半解析模型,应用有限元分析法对射孔井的产能进行数值模拟研究,并应用正交实验法对数值模拟结果进行分析。结果表明:随着孔深的增加,产率比增加,且在孔深较小时斜率较大,当穿孔深度超过钻井污染带深度时,曲线出现拐点,斜率变小、变平。随着孔径的增大,产率比增大,在实际射孔过程中,考虑到套管强度的问题,孔径应在保证套管强度的情况下尽可能取最大值。当孔密增大时,产率比随之增大,且随孔密的增大,其产率比上升趋势减弱。相位角增大时,产率比减小,相位角从60°变到90°时,产能有较大的提高,相位角在90°~180°变化时产能变化不大。通过比较极差值R来判断各个因素的主次关系。研究结果可为射孔参数的优选提供指导。

摘要：为研究井眼井斜角、方位角及地层水化作用时间对井周失稳区域的影响规律,基于流-固-热-化耦合和塑性理论,运用有限元数值模拟方法对泥页岩地层井周塑性失稳区域的分布规律进行了分析。研究表明:定向井具有更高的失稳风险,井眼的井斜角和水化时间是影响层理性泥页岩地层井眼稳定性的重要因素,其中当井眼井斜角超过30°后,井周失稳区域显著增大,而井眼方位角对井筒最终的失稳区域分布影响不显著。相关研究对泥页岩地层井眼的井眼轨迹设计具有工程指导意义。

摘要：压差激活密封剂是一种具有自适应密封、施工简单、费用低等特点的新型密封体系,对于油气井管柱完整性的快速修复具有重要意义。笔者以羧基丁腈胶乳(XNBRL)、MgCl2、OP-10、VIS-B为原料,设计四因素四水平正交实验,考察了胶乳浓度、激活剂浓度、剪切速率、停搅时间对压差激活剂固相颗粒生长及微结构的影响,评价了压差激活剂的动态密封性能,分析了压差激活密封机理。结果表明,压差激活密封剂固相颗粒形貌规则,具有层级体型结构,粒径小于400μm;粒径生长影响顺序为:停搅时间>胶乳浓度>激活剂浓度>剪切速率;制备密封剂可在50℃、7.5 MPa压差下对0.5 mm×0.8 mm×10 mm微缺陷成功实施封堵;根据微粒形貌、分子聚集态结构及其射流场剪切形变行为,提出了密封流体在微缺陷压差作用下的液固转化力学-化学耦合构效模型,初步揭示了压差激活密封剂的自适应修复机理。