摘要：当钻遇硅质白云岩地层时,由于对PDC钻头齿破碎硅质白云岩地层的规律认识不清、选齿的盲目性,造成钻头出现打滑、崩齿、使用寿命短等问题。文章对可钻性级值为6.8级的硅质白云岩进行了常规齿、斧形齿及三棱齿的单齿破岩效率实验。通过实验结果发现,在相同切削条件下,斧形齿吃入岩石的深度最大,在切削岩石的过程中受到的切向力最小,发生粘滑振动的概率更低;其次为三棱齿;常规齿吃入岩石的深度最小,受到的切向力最大,发生粘滑振动的概率更高。其中,常规齿受到的切向力标准值是斧形齿的2.6倍,三棱齿受到的切向力标准值是斧形齿的1.7倍。通过对斧形齿破岩规律研究,斧刃角110°、直径13 mm的斧形齿的后倾角设置为15°时破岩效率最高。研究结果对适用于硅质白云岩地层PDC钻头切削齿的选型和钻头优化设计提供了重要依据。

摘要：准确获取深部地层地应力的方向和大小,对于井眼轨道设计、井壁稳定、压裂增产等具有重要意义。重点研究了利用井眼坍塌信息求取最大水平主应力的方法,提出结合测井资料分析采用数值模拟方法反演最大水平主应力大小的方法。研究表明:利用井眼坍塌信息求取最大水平主应力大小的数值模拟方法可行,能够真实反映深部地层的应力环境、地层岩石的力学特性,比较准确地确定最大水平主应力的大小,且方法简单易行。

摘要：泥页岩油气藏勘探与开发中,对泥页岩裂缝的研究非常重要。建立泥页岩储层渗流数学模型,采取数值差分法对数学模型进行求解,考虑压力敏感和启动压力梯度,模拟不同测试时间和测试液垫压力情况下井底压力及地层渗透率恢复程度曲线,对比评价泥页岩地层不同测试制度。

摘要：内嵌卡瓦式尾管悬挂器结构复杂,卡瓦咬合力是决定尾管悬挂器坐挂成功的关键因素。根据内嵌卡瓦坐挂系统的结构形式和加工工艺,根据矩阵理论建立了内嵌卡瓦式尾管悬挂器坐挂系统的力学模型,得到了卡瓦咬合力的理论计算方法,分析了卡瓦的咬合力与尾管重力、加工过程中刀具转角和接触面的摩擦系数的关系。进行了内嵌卡瓦尾管悬挂器与套管的坐挂试验,通过应变测试系统对不同轴向载荷下的套管外侧应变进行了采集与分析,基于拉梅公式进一步得到了卡瓦与套管内壁的接触应力。研究结果表明,卡瓦与套管接触应变的理论计算值与试验平均值比较吻合,最大应力约为平均应力的150%,最小应力约为平均应力的70%。坐挂力学模型理论分析和试验研究结果可以为悬挂器结构的设计和优化提供理论依据。

摘要：致密砂岩储层抗拉强度直接影响压裂过程中裂缝起裂、水力裂缝扩展以及水力裂缝与天然裂缝的沟通能力.基于巴西劈裂实验圆盘测定了14组致密砂岩抗拉强度,同时在围压条件下测定了相同取心位置的14块岩心的纵横波波速和密度.基于上述实验结果,并与岩心所处井深测井数据对比分析,建立了基于地球物理测井数据(声波时差测井和密度测井)的致密砂岩抗拉强度的预测模型,模型相关系数大于0.93.由预测模型可知,抗拉强度与岩样密度和纵波波速呈正比(与声波时差呈反比).利用所建立的抗拉强度评价方法在鄂尔多斯盆地M16井致密砂岩储层进行了应用分析.得到了全井段抗拉强度,并基于抗拉强度预测了储层断裂韧性,其评价结果与压裂后产能监测数据相一致.本研究可为压裂设计、可压裂性评价及工程"甜点"选择提供支撑.

摘要：岩石弹性力学性质是储层水力压裂裂缝起裂的重要力学约束,解译弹性力学性质与煤层破裂压力间的数学关系对于气井压裂设计有一定作用。以沁水盆地郑庄区块51口煤层气井为对象,利用声波时差、体密度测井数据反演了近井煤岩弹性力学参数(弹性模量E、剪切模量G、体积模量K、泊松比v)值,计算了表征煤岩破裂实际耗能情况指标——破裂压力当量(P_t)值。通过数学回归发现:中低弹性模量软煤中弹性力学参数(E、G、K)与P_t呈线性正相关关系;对于高弹性模量(E>6GPa)硬煤,发育天然大裂隙煤层P_t较低且随模量(E、G、K)降低而增高(煤粉的堵塞效应),而致密煤层P_t随煤岩模量增大而快速升高。煤岩泊松比(v)与P_t间的关系则不同,高弹性模量硬煤P_t随煤岩泊松比(v)增大而快速升高,而中低模量软煤P_t先随v减小而升高(煤岩脱水效应),后与v呈正相关关系。

摘要：深水地层上覆岩层压力低,井眼破裂压力低,安全钻井液密度窗口窄,易发生井壁失稳,因此,准确评估安全钻井液密度窗口对深水钻井十分必要。深水地层井壁稳定性研究难点在于准确评估上覆岩层压力与建立浅层井眼坍塌压力和破裂压力计算模型,针对国外现有模型中对深水地层密度评估存在偏差的问题,从深水地层特性出发,认为深水浅层和深层处于不同的成岩阶段,应采用不同的模型进行密度评估;针对深、浅层井周应力状态的差异,分别对深水浅层和深水深层的井壁稳定性进行研究,得出了安全钻井液密度窗口计算的分段模型。利用该模型对南海某深水气田的安全钻井液密度窗口进行了评估,评估结果与实钻情况吻合,表明该模型准确、可靠,为深水钻井液密度设计提供了重要依据。

摘要：针对塔里木盆地YZ区块复杂油气藏特征及勘探需求,新实施的三维地震采集项目采用了"两宽一高"地震采集技术,提出了突出小线距的高密度、宽方位三维观测系统优化设计方向,并应用了复杂地表区井炮—可控震源联合激发高效采集施工设计、巨厚山体区模型约束浅层层析三维表层调查与建模和数字化地震队高效施工辅助方法,确保了"两宽一高"地震采集技术在该区的成功实施。该技术大幅提高了地震采集效率,节约了地震勘探成本,地震资料品质也得到了明显改善,证明了"两宽一高"地震采集技术在复杂地表、复杂构造背景下岩性勘探中的有效性,为类似复杂区"两宽一高"地震采集技术的实施提供了借鉴。

摘要：为了利用往复主阀产生钻井液连续波,从而实现井下信息高效、快速传递,研究了往复式钻井液连续波信号发生器的控制方法。在选择斜面凸轮作为控制机构的基础上,优选了普通无刷直流电动机并确定了改变电枢电压的调速方法,建立了往复主阀产生钻井液连续波时的电动机转速及负载转矩计算模型。经过算例分析,得到了能够产生正弦钻井液连续波的电动机转速、负载转矩和电枢电压随时间的变化规律:在半个周期内,电动机转速非线性减小,电动机负载转矩非线性增加,电动机最大负载转矩为0.46N·m,电枢电压呈现先减小后增大的趋势。研究结果表明,改变电枢电压的调速方法是可行的,对连续波调频可以实现对井下信息的传输,提出的钻井液连续波信号发生器控制方法可以为井下信号发生装置的设计及现场应用提供参考。

摘要：为解决页岩气井环空带压的问题,进行了压裂及生产过程中温度和压力变化对页岩气井环空带压影响的力学分析。以弹性力学为基础,建立了页岩气井直井段双层套管系统的力学模型,基于界面上应力相等及位移连续条件,推导了各界面的径向应力计算方程,并讨论了套管内压、温度、地应力等因素对水泥环封隔能力的影响规律。研究结果表明:温度升高、内压及地应力增大、水泥环弹性模量增大均有利于提高水泥环的封隔能力,减小套管壁厚有利于增加界面的径向应力;随着井深的增加,界面径向应力变大,水泥环封隔能力增强,提高直井段下部水泥环的封隔能力是降低井口环空带压风险的关键;第一界面和第二界面是固井失效的危险点,提高第一、第二界面的固井质量,有利于降低形成环空带压的风险。