摘要：针对在水平井固井工程中,现场经常采用的"上提下冲"下套管作业方法是否安全问题,用能量守恒原理,建立了"上提下冲"下套管作业方法的力学计算模型,并通过室内模拟实验验证了计算模型的准确性,应用这一计算模型通过实例计算出了下冲力的数值,经过与套管强度值的比较,得出了如下结论:这种下套管作业方法既可有效地克服水平井下套管阻力,又不会对套管产生难以接受的损伤,是一种可行的水平井下套管作业方法。

摘要：井下磁源作为双水平井随钻磁导向系统的信号源,是该系统的核心部件之一。基于RMRS磁短节的原理,通过增加单位长度上安装的永磁圆柱体个数,设计了长度更短的井下磁源。利用有限差分法,计算分析了井下磁源和RMRS磁短节对底部钻具组合造斜能力的影响,同时通过试验,对比了井下磁源和RMRS磁短节的磁场强度,并且利用有限元软件,计算分析了井下磁源和RMRS磁短节的机械强度。计算和试验结果表明,与RMRS磁短节相比,在保持磁场强度基本相同的情况下,设计的井下磁源减小了对底部钻具组合造斜能力的影响,更有利于对井眼轨迹的控制。该产品的设计对于双水平井钻井技术的现场应用有重要意义。

摘要：救援井与事故井空间相对位置的精确探测是救援井定向钻井工程的关键技术之一。为了引导救援井与事故井在井下设计深度高效连通,研究了基于单电极和基于三电极系救援井与事故井连通探测工具确定2井间距和方位的磁测距导向算法。在此基础上设计加工了基于单电极和基于三电极系救援井与事故井连通探测工具的原理样机并进行了矿场模拟试验,验证了确定救援井与事故井间距和方位的计算方法,并分析了电极系注入地层的交变电流大小、电极系与探管间距等因素对救援井与事故井连通探测工具测量精度的影响。分析结果表明,基于三电极系救援井与事故井连通探测工具探测精度相对基于单电极救援井与事故井连通探测工具更高,更适用于引导救援井与事故井的成功连通。研究结果对我国自主研发救援井连通探测工具具有重要的指导意义。

摘要：在低渗特低渗储层注水过程中,通常存在水化膨胀、水锁、贾敏等严重储层损害,增大渗流阻力与注水压力损耗,使注水压力高、注水压力上升速率快、吸水指数低,甚至注不进水,注水储层长期欠注,且对注水储层实施解堵的效果虽然显著但有效期短,导致见效井产量和油气采出程度低。为解决该难题,目前通常往注入水中长期不间断地加入防膨剂、表面活性剂来减缓水化膨胀和毛细管效应导致的注水储层损害,但由于需长期补加药剂、成本高、效果也不理想。基于储层水化膨胀不仅与外来流体矿化度有关,而且与矿化度从高到低的降低速率也存在密切关系的认识,研发/筛选了小阳离子型梯形防膨保护剂A和梯形润湿保护剂B。按照一定时间间歇、从高到低的浓度梯度顺序往注入水中加入梯形防膨保护剂A和梯形润湿保护剂B,直至最后使储层适应注入水性质而无需加入梯形保护剂,即可控制注水储层水化膨胀和毛细效应发生。大量节省药剂使用量和成本,达到“经济、高效”补充储层能量并大幅提高水驱油效率的目的。称该技术为注水储层梯形保护技术。现场应用表明,在同一注水工作制度下,较低的成本而大幅提高了单井日注水量、大幅缓减了注水压力上升速率,满足了配注要求,为低渗特低渗注水储层能量补充提供了一项关键技术。

摘要：体积压裂施工引起页岩气水平井套管-水泥环受到温度场、套管内压、非均匀地应力的综合作用,对水泥环的密封完整性具有重要影响。文章考虑了地层非稳态传热效应,建立了体积压裂井筒温度场数值计算模型,计算了压裂过程中的井筒温度分布;考虑温度场和非均匀地应力的耦合作用,建立了井筒套管-水泥环-地层系统多层组合体的力学模型,对某页岩气水平井的直井段水泥环密封完整性进行了力学计算与分析,结果表明,最大水平地应力方向的内层水泥环内壁最易出现拉伸破坏,是影响井筒完整性的关键位置;压裂液排量越大或注入温度越低,水泥环环向应力越低;水平地应力的非均匀程度越高,水泥环内壁环向应力越大,越容易出现拉伸破坏;合理控制注入温度和压裂排量,是降低环向应力、防止水泥环拉伸破坏的有效方法。文章研究对固井施工与压裂作业控制具有实际参考意义。

摘要：随着油气勘探开发活动向着深层、深水及非常规等复杂领域的不断扩展,钻井面临的井况与约束条件更加苛刻,钻柱的力学行为更加复杂,失效问题频发。针对钻柱屈曲、钻柱动态特性及套管磨损等复杂钻井力学问题,综合分析了国内外的研究进展、不足之处及未来发展趋势,介绍了笔者团队的一些相关研究成果。目前,钻柱屈曲研究基本上还停留在静力学范畴,今后有必要加强动力屈曲问题的研究;钻柱动力学的研究重点逐渐转移到多重耦合非线性振动问题,需要探讨更加高效的求解算法;现场实测的套管磨损形状非常复杂,需要建立更加准确的套管磨损预测模型。通过综合阐述这些研究进展,以期为复杂钻完井工程优化设计与安全高效作业控制提供有益参考。