摘要：鄂尔多斯盆地东部气田深层煤岩气水平井目的层本溪组8^(#)煤层埋藏深,非均质性强,钻井过程中存在机械钻速低、井壁易失稳垮塌、井下故障复杂频发、水平段延伸难度大和完井套管下入困难等技术难点。为此,在分析本溪组8^(#)煤岩地层特征和钻井技术难点的基础上,进行了倒划眼高效PDC钻头研制、提速工具优选和无稳定器防卡导向钻具组合优化,研究了水平段精细导向井眼轨迹控制技术、旋转下套管技术及微纳米强抑制高效水基钻井液技术,形成了鄂尔多斯盆地深层煤岩气水平井水平段安全钻井关键技术。该技术在鄂尔多斯盆地东部气田绥德-米脂区块10口深层煤岩气水平井进行了应用,应用井在水平段钻进过程中未发生井壁失稳等井下故障,顺利钻至设计完钻井深,套管顺利下至设计位置,平均机械钻速9.00m/h,较未应用该技术邻井NL1H井提高了48.51%。现场应用表明,鄂尔多斯盆地深层煤岩气水平井水平段安全钻井关键技术可以克服该盆地东部气田深层煤岩气水平井水平段钻进过程中的技术难点,提高水平段机械钻速及煤岩储层的钻遇率,为该盆地深层媒岩气的开发提供技术支撑。

摘要：SN0144i-XX井是一口目的层为马家沟组碳酸盐岩储层小井眼井,完钻井深3805 m,152.4 mm裸眼段长3040 m,最大井斜24°,最大狗腿度4.05°,钻井液密度1.16 g/cm^(3)。井口起仪器过程中Φ57 mm测井仪器串落井,因井眼、仪器尺寸较小,仪器串结构复杂,仪器串抗拉抗压参数受限,落井仪器状态不明等问题,采用常规打捞技术已不能满足Φ152.4 mm小井眼中Φ57 mm测井仪器串的打捞要求,为此,通过分析测井仪器结构,每趟打捞出井仪器结构及落鱼在井筒内的相对位置及状态,开展套捞一体式专用打捞工具的设计制作、打捞方案的制定等研究,采用磁定位仪器确定鱼头技术,精准确定鱼头位置,提高仪器打捞成功率,设计制作了Φ146 mm大引鞋+Φ110 mm卡瓦打捞筒、Φ143 mm套铣头栽钢丝+内嵌式Φ110 m卡瓦打捞筒、Φ143 mm套铣管开窗+内嵌式Φ110 mm卡瓦打捞筒等套捞一体式打捞工具,进行26次的连续打捞作业,耗时45 d成功捞出落井仪器串19 m。阐述了小井眼裸眼井测井仪器落井后开展的套捞一体式非常规打捞工具设计加工、打捞方案编制及关键打捞措施,为今后类似测井仪器落井非常规打捞作业提供了一定的技术参考。

摘要：针对螺旋升角型卡瓦齿的卡瓦与管柱接触特性不清晰而造成卡瓦夹持性能无法准确评价等问题,采用理论方法分析卡瓦管柱相互作用受力,通过数值模拟方法,建立卡瓦-管柱-卡瓦座全尺寸相互接触有限元模型,开展了不同轴向载荷和摩擦系数下卡瓦和管柱的Mises应力和接触应力分布规律等接触特性研究,得到在轴向上,由底部往顶部逐渐减小,在周向上为非完成对称分布,且存在应力集中位置,卡瓦与管柱相比所受的Mises应力较大,接触应力较小;随着轴向载荷增大,Mises应力和接触应力都增大,随着摩擦系数的增大,Mises应力和接触应力都减小;在设计和实际使用中应着重考虑应力较大的部件和位置,在大载荷工况下,建议通过改变卡瓦材料、卡瓦齿形状等方式来增大摩擦系数,从而提高卡瓦在大载荷工况下的夹持性能,同时又可防止夹持力过大造成管柱被咬合过深而损坏。研究成果可为卡瓦的设计及夹持性能的评价提供理论指导。

摘要：在制定深部地层钻进提速方案时,对地层可钻性进行钻前预测是十分必要的,现有的岩石可钻性预测方法精度低,难以满足钻井设计的要求。为此,提出一种基于SAE和LSTM神经网络相结合的组合模型对深部未钻地层的可钻性进行预测。并将SAE-LSTM组合模型的训练时间和预测结果与BP神经网络、支持向量机、随机森林和单一的LSTM模型进行了对比分析。结果表明:所构建的SAE-LSTM组合模型预测地层可钻性训练用时最短,预测值与实际测量值误差最小,拟合结果的均方根误差RMSE仅为0.081,平均绝对百分比误差MAPE为1.189,决定系数R^(2)为0.966,其RMSE和MAPE最小,R 2最大,较其他模型预测精度更高。该方法为地层参数预测提供了新的途径,能改善以往预测方法在处理复杂地层问题时预测效率低、预测精度不高等问题。

摘要：四川盆地威远地区下志留统龙马溪组页岩普遍具有水平应力差高、非均质性强等特点,前期主体开发技术借鉴北美现场压裂经验,存在压裂缝网较为简单、压后效果差异大等问题。为进一步提升威远页岩气田缝控压裂关键参数的适应性、合理性,采用饱和覆盖、全域支撑的压裂设计理念,结合暂堵压裂数值模拟、支撑剂流动评价等方法,形成了以“主缝换缝网+暂堵换排量+粉砂换陶粒”为核心的新一代页岩缝控压裂关键技术。研究结果表明:(1)适度减少段内簇间距,以更密集的主缝替代前期不完善缝网系统能够保障裂缝对储层的充分覆盖;(2)暂堵时机、暂堵用量的优化能够提升多簇压裂条件下裂缝的均匀开启程度,其精确性和经济性较单一提升压裂排量更高;(3)提升粉砂比例+强化支撑剂用量的参数优化组合,能够实现各级裂缝的有效支撑。结论认为:(1)该技术在威远页岩气田现场应用100余井次,应用井平均千米测试产量较应用前增加7.2%,测算平均EUR增加4.3%,套变率下降约28.7%,压裂综合作业成本下降超过12%;(2)该技术能够有效提升页岩气储量的动用,为威远页岩气田压裂降本增效提供了有力支撑,同时也为川南地区页岩气压裂关键参数的精细优化提供了技术指导。

摘要：通常定向井深度在3 000～5 000 m的设计造斜点为200～500 m,而国内不同地区已发生多起因浅造斜点施工作业一定时间后出现频繁刺漏、断钻具等失效问题.为此,通过对几起案例的共性分析,以及进一步从材料力学和钻具疲劳的角度开展理论研究,得出了浅造斜点与钻具累积疲劳极限的关系及结论,主要包括：①发生严重的钻具频繁刺漏、钻具断裂的主要原因是钻具疲劳损伤累积;②造斜点越浅,钻杆疲劳所需的最低弯曲应力幅越小,较小的狗腿度即可达到损伤累积极限,井越深越危险;③钻杆镦粗加厚带及其附近位置为现代钻具生产的薄弱区,是最主要的应力集中点,成为最易发生刺漏、断裂的位置.最后,提出了设计、现场施工作业的预防措施：①若非特殊设计目的施工需要,钻井设计应尽可能避免设计浅造斜点的中深定向井;②针对浅造斜点井设计时,应根据钻具疲劳损伤累积法计算出最大许可狗腿度,从源头上避免钻具进入损伤累积极限区;③施工中应对钻具疲劳寿命做出有效预测,进行更严格的管理,对钻具做出及时检验和分级.

摘要：为了探究预制槽长度(L_(c))、再制造路径对熔池热循环曲线、冷却速率以及残余应力峰值的影响规律,基于热-弹塑性理论和有限元法,利用Simufact welding软件建立了17-4PH板再制造的热力耦合有限元模型,分析了再制造件的温度场和残余应力的分布规律。结果表明,相同路径与交叉路径再制造温度循环曲线变化趋势相同;除预制槽长度为12W外,随着焊缝数量的增大,冷却速率逐渐增大。交叉路径的残余应力峰值略小于相同路径的残余应力峰值,垂直焊缝方向上的残余应力值小于沿焊缝方向的值;沿焊缝方向上的残余拉应力最大值在最后一道焊缝的熄弧端及邻近的母材区,垂直焊缝方向上残余应力的峰值发生在在第一道焊缝中间位置及其邻近母材区域上。为避免高的残余拉应力,预制槽的长度应不小于16W,预制槽长度为4W时的残余应力值均大于其他预制槽长度的值,因此,再制造时预制槽的长度不应过短。研究结果能够为17-4PH零件再制造的预制槽设计、再制造路径的优选、残余应力调控提供参考。

摘要：气体钻井在我国油气田勘探开发中具有广阔的应用前景,但是川东地区多个构造实施气体钻井过程中,存在地层出水现象,严重影响了气体钻井的顺利进行,不得不改用充气钻井。充气钻井技术难点主要表现在:①井壁稳定性差,易引起垮塌卡钻;②地层出水可能与井漏同存,气液比值难以确定;③环空液柱压力降低,带砂效果差,易导致沉砂卡钻;④浅层天然气易引起井下燃爆。通过分析上述难点,结合充气钻井现场实践经验,有针对性地提出了充气钻井过程的主要技术措施:①钻井液维护处理技术;②井漏处理技术;③参数设计技术等。在川东地区3口井的现场应用效果表明:推行所提出的充气钻井技术措施,能有效避免井漏、提高机械钻速、缩短钻井周期,为川东地区遇地层出水情况下的气体钻井积累了经验。

摘要：固体氧化物燃料电池分布式热电联供技术是建设“清洁、低碳、安全、高效”现代能源体系、提高能源供给、保障能源消费安全的重要途径。氢是固体氧化物燃料电池最主要且最适合的燃料,然而,固体氧化物燃料电池分布式热电联供技术的应用受限于氢储运技术的发展。采用液态甲醇作为储氢载体现场重整制氢,有望在氢源供应问题上实现突破。为研究国内外固体氧化物燃料电池用甲醇水蒸气重整反应器进展,本文概述了氢源供应方式,着重总结了现场重整制氢的核心设备——甲醇水蒸气重整反应器的结构功能和供热方式,分析了影响反应器重整性能的操作参数和结构参数,并介绍了甲醇水蒸气重整反应器与固体氧化物燃料电池集成发电的特点,提出固体氧化物燃料电池用甲醇水蒸气重整反应器未来发展方向包括大功率甲醇水蒸气重整反应器的设计、大功率甲醇水蒸气重整反应器制氢机理及传热传质特性研究,以及采用甲醇水蒸气重整反应器直接为中温固体氧化物燃料电池供氢发电的性能。

摘要：在尾管固井作业过程中,普通悬挂器需要后期钻除上部水泥塞及其内部构件,容易造成喇叭口窜气和固井质量变差。为此,开发了新型的封隔式免钻尾管悬挂器,同时还设计了液压坐封控制的封隔器、活动密封免钻柔性密封盒、辅助承载倒扣机构。施工作业顺序为:①将尾管管柱下入到设计位置,充分循环钻井液后,投入憋压球,待其入座后,憋压剪断悬挂控制销钉,实现悬挂器坐挂;②继续憋压,剪断球座销钉,建立循环;③下放钻杆给悬挂器施压,正转倒扣,实现送入工具与悬挂器的丢手;④注水泥施工结束后,投入钻杆胶塞,剪断空心套管胶塞的脱手控制销钉,再继续下行与碰压总成碰压;⑤卸掉水泥头接方钻杆,重新憋压,缓慢上提钻具,由液压对封隔器总成坐封液缸作用,剪断坐封控制销钉,实现封隔器的坐封;⑥起送入工具至喇叭口,循环洗出多余的水泥浆,实现全井免钻。在BQ203-H1等井127mm尾管的成功使用表明,该封隔式尾管悬挂器坐挂、倒扣方便,碰压准确,坐封方便,封隔性能良好。