摘要：为了求解七段制圆弧型井眼轨道设计约束方程组,使用数学消去技巧,先将稳斜段井眼方向矢量消去,再将狗腿角消去,然后化简,最终得到只含有一个未知数的特征方程,该方程在大部分情况下是多项式方程。通过求解该特征方程,得到全部实数根,并在数学上严格证明了设计方程组的解可以用包含特征方程实数根的一组解析计算公式快速计算。该算法可以判断设计问题是否有解以及有几个解,在有多个解的情况下可以一次性同时计算出这些解。算法涵盖七段制设计问题45种有意义的未知数组合情况,较好地解决了七段制圆弧型井眼轨道设计问题的数值求解难题。数值算例验证了算法的有效性和快速求解性。配合多项式类的编程技术,可以用于钻井工程井眼轨道设计类计算机软件的开发。

摘要：为解决柱塞小体积自主高精度位姿测量的难题,针对柱塞气举工艺,设计了一种基于重力观测的微机电系统(MEMS)全姿态位姿测量系统。首先,利用柱塞工作过程中大部分时间不存在非重力运动加速度的特性,设计了基于重力观测的自主导航算法提高位姿测量精度;其次,考虑到柱塞垂直运动过程中俯仰翻转时无解的问题,设计了全姿态解算算法。最后,对所设计的位姿测量系统进行了实物实验。实验结果表明:所设计的位姿测量系统进行作业时,水平姿态精度不大于0.05°、航向漂移小于0.5°/h、短时位置精度不大于0.8 m,验证了该系统可解决柱塞目前存在的小体积自主高精度位姿测量难题。

摘要：油基钻井液是页岩气开发中最为常用的一种钻井液体系,随着页岩气勘探开发的加快发展及油基钻井液的大量使用,其产生的含油钻屑带来的环境污染也逐渐成为油气田企业的环保难题。为此,进行了现场含油钻屑组成、重金属含量和浸出液生物毒性分析,确定了含油钻屑污染特性和处理重点:针对含油钻屑污染特性,基于化学清洗法,首次引入过渡态理论,通过理论和实验分析,提出了一种新型岩屑除油机理,油滴从岩屑表面移动至油相存在着一个势能壁垒,清除岩屑中的油污需越过此势能壁垒;进而设计了含油钻屑除油配方,并通过单剂筛选、配方优化和除油条件优选,最终开发了一套含油钻屑化学清洗法除油技术。使用效果表明:在所研制的聚氧乙烯类除油剂与硫酸盐类、磺酸盐类辅助除油剂的共同作用下,势能壁垒可降低92.81%,由其处理的含油钻屑除油率达到93.02%。结论认为,该技术工艺安全简单、成本低、除油率高,可有效地解决含油钻屑的环境污染问题。

摘要：准确的地层压力剖面是钻井工程设计的基础,是钻井液及井身结构设计不可缺少的关键数据。文章通过地层压力分析的基本理论和方法研究,结合地层压力预测分析软件,利用自然伽马、电阻率、声波时差等测井资料进行综合分析,对伊拉克艾哈代布油田的几个主要区块进行了地层孔隙压力、地层破裂压力和井壁坍塌压力的分析和计算,并建立了不同区块的单井压力随深度变化的模型,确定出各个区块的安全钻井液密度窗口,预测结果误差小于5%,从而为工程设计与施工提供了依据,钻井液密度更趋近于近平衡,为油田提高钻井速度、缩短钻井周期,提高开发综合效益奠定了坚实的基础。

摘要：为了解决页岩气井水平段发生井漏、井塌及油基钻井液使用过程中的环境污染问题,开展了可替代油基钻井液的高性能抑制防塌水基钻井液体系研究。通过大量室内实验,评价筛选出最佳的抑制剂、封堵剂类型和添加量,优化处理剂的协同及配伍性关系,最终研制出膨润土-甲酸钾水基钻井液体系,并室内实验评价了该钻井液体系的抑制性、封堵性、润滑性、抗污染能力和热稳定性。实验结果表明,膨润土-甲酸钾水基钻井液的渗透率降低率达91%,岩屑回收率达97%,具有较好的抗盐、抗钙能力,可抗温120℃。现场应用表明,页岩气井造斜段和水平段钻进过程中,该水基钻井液的密度、黏度和失水等指标均在设计范围之内,体系性能始终保持稳定,能够满足延长页岩气钻井的需要。

摘要：乍得Bongor盆地在勘探过程中不断发现潜山基岩地层内有油气显示。为进一步落实和开发评价潜山油气层,尝试在该地区进行首口水平评价井的钻井试验,针对该地区的地质特点,分析了钻井难点,开展了水平井的钻井工程设计:利用邻井测井、实钻等资料,建立了该井的三压力预测模型,预测了该井的安全钻井液密度窗口和井壁稳定性,该井上部泥页岩层易坍塌、阻卡,下部潜山花岗岩裂缝性或孔洞性漏失;优化了井身结构和“三增”井眼轨道剖面,优选了钻具组合;提出三开储层专打控压钻井,采用无固相钻井液保护油气层,降低漏失风险。该水平井钻井成功实施,各项指标达到了预期的要求,且产量达到了邻井定向井的3倍以上,为后续水平井的实施具有很好的指导意义。

摘要：为明确薄差油层压裂裂缝形态、走向,验证砂体发育特征,建立了注采井驱动关系,开展压裂裂缝地面微地震监测。按要求埋置三分量检波器,在仪器放置点各连接一套监测仪器系统检测储层压裂过程中地层发生破裂形成的声波,以此确定裂缝方位、形态,判断平面及纵向油层发育存在的差异。5口井压裂监测结果表明,砂体发育与裂缝波及体积呈正相关性,表外差层裂缝延伸能力差,波及孔隙体积与压裂液规模相当;表内薄差层裂缝延伸能力强,波及孔隙体积大于压裂液体积。多层合段压裂时缝间干扰界限在1.5m,隔层厚度小于界限时,裂缝延伸相互抑制,形态无法区分。裂缝形体及走向与砂体非均质性关系明显,纵向上发育越好的层裂缝能量剖面越大,平面上发育越好的方向裂缝能量剖面延伸越明显。应用压裂裂缝地面微地震监测技术,有助于分析裂缝形态、走向及砂体发育特征,有效指导压裂方案设计。

摘要：涡轮式气流分级机分级精度和分级效率一直不高,内部结构是影响分级的关键因素。为此,基于气流运动轨迹方程设计了直导风、L形和对数螺旋线等3种结构的导风叶片。运用ANSYS-Fluent 15.0对3种不同结构导风叶片及无导风叶片的涡轮式气流分级机内部流场进行了数值模拟,重点分析了环形功能区和转轮叶片间的流场规律。研究结果表明:有导风叶片结构的分级机内部流场稳定性明显优于无导风叶片结构的分级机内部流场,尤其在分级功能区表现明显;导风叶片结构能显著减少转轮周围漩涡的产生并降低湍动能强度,提高流场稳定性;在流场稳定性优化方面,对数螺旋线结构〉L形结构>直叶片结构>无叶片;对数螺旋线导风叶片对分级精度的提升优于L形导风叶片和直导风叶片,其粒度分布区间最窄。研究结果可为后续涡轮式气流分级机的优化设计提供一定的指导。

摘要：钻机井架上的二层台增加悬挂式机械手可以提高钻采效率,但会导致二层台整体受力增大,而传统井架二层台结构设计时未考虑增加悬挂式机械手,需要改进其结构,提高二层台承载能力以满足加装二层台机械手后的井架整体承载要求。在现有二层台结构基础上,对普通井架二层台改进结构设计,优化力学结构,强化二层台承载性能,用Ansys软件对该设计模型进行了数值计算和结构分析。利用STS-WiFi无线结构测试系统对优化结构后的二层台进行现场应变测试,通过砝码施加阶梯载荷并实时监测二层台关键测试点的应力变化。整理分析测试数据并将现场测试结果与理论计算结果比较,研究表明现场测试结果与理论计算结果相吻合,该增加悬挂式机械手的二层台结构设计满足强度要求,可用于钻采作业。

摘要：“十三五”以来,大庆油田第九采油厂加快了非常规油产能区块的建设步伐,但其面临的主要问题制约了非常规油田的开发。为此,采油九厂通过实施“三优一简”“市场化运作”等技术措施,形成了先拉后输、先井后站、优化运行、规模应用橇装建站的地面滚动开发方式,实现了低成本开发及区块的有效动用。实施“三个介入”等管理措施,实现区块的快速建产,先后开辟了龙西塔21-4区块致密油开发示范区及西部斜坡来94区块稠油开发示范区。结合非常规油田地面建设实践,得出以下认识:通过站场建设、系统布局、源头设计的技术优化,为非常规油区块的效益建产提供技术支撑;可根据不同区块特点应用多种灵活机动的建设方式,加大投资低、易于利旧的橇装化设备使用力度;技术创新和市场化运作可有效提高区块开发效益;强化专业技术服务及组织协调,可有效提高新建产能区块建产速度。