摘要：针对油气勘探开发对随钻电阻率探测的实际需求和国产随钻电阻率仪器装备自主研发的迫切需要,本文对随钻电阻率多深度天线系结构开展了研究,提出了一种补偿式的多深度多频率的随钻电阻率天线系结构设计方案。基于数值模拟方法对仪器探测特性进行了考察及参数优化,该设计可实现多种深度的井下地层电阻率测量,同时能进行对称性电阻率补偿测量,消除井眼和工况影响。基于不同源距和不同频率测量组合,可提供更为丰富、准确的地层电阻率信息;同时也具有较好的地层纵向分辨率,对薄互层具有较高的探测能力。本研究对我国随钻电阻率仪器的自主研发具有一定参考价值,对我国复杂地层尤其是薄互层的油气资源开发也具有现实意义。

摘要：针对深层超深层油气开发中高陡构造、大倾角等地层的防斜打快,海上油气开发中高密度丛式井的防碰打直,干热岩开发中的耐高温防斜打直等工程技术难题,依据“低成本、耐高温、高可靠”的设计原则,研制了静态推靠机械式垂钻工具。该工具为纯机械式结构,由重力偏重稳定平台、双层互锁静态推靠机构、动力心轴和PDC复合轴承组成。对工具的关键结构及功能进行了介绍,并建立立式试验台架对工具的性能进行了验证,同时对工具进行了现场试验应用。研究结果表明:工具实时闭环响应井斜变化,动态响应精度控制在1°以内;地面转盘扭矩均匀间隔变化,反映了工具推靠高边的工作压力变化;工具外径、推靠翼肋及活动部件均表现正常,满足现场使用要求。所得结论可为高陡构造等易斜地区提供低成本的防斜打快技术。

摘要：目的解决铁基离子液体[Fe(Ⅲ)-IL]湿法氧化脱除硫化氢(H_(2)S)技术再生效率低的问题,利用二价铜离子Cu(Ⅱ)对铁基离子液体脱硫富液的再生性能进行强化。方法为避免铁基离子液体脱硫富液中未反应的溶解态H_(2)S分子对再生过程的干扰,制备了模拟铁基离子液体脱硫富液[Fe(Ⅱ/Ⅲ)-IL],并通过FT-IR、Raman和CV等表征,验证模拟体系的可靠性。随后,将二价铜基离子液体[Cu(Ⅱ)-IL]引入至铁基离子液体脱硫富液中,并添加了聚乙二醇二甲醚(NHD)以降低脱硫富液的黏度,构建了Cu(Ⅱ)-IL+Fe(Ⅱ/Ⅲ)-IL/NHD复合体系。结果当复合体系中Cu(Ⅱ)质量浓度为4.36 g/L时,在120 min内可实现脱硫富液的全部再生。结论通过考查溶剂配比、亚铁离子质量浓度、铜离子质量浓度、水质量分数、温度等因素对脱硫富液再生性能的影响,优化了金属基离子液体脱硫体系,使其为适应石油与天然气等化石能源的开采和工业应用过程的可持续发展需求提供了新的选择。

摘要：由于传统声波探测技术依赖地层物性差异,因此识别范围和精度受限。为解决该问题,基于质量弹簧结构模型,利用声学超材料独特微观结构的声学原理,设计了3层结构的声学超材料颗粒,优化了材料的结构尺寸,优选了材料的组成,建立了超材料颗粒的声学特征模型,以表征被动发声超材料颗粒特殊的声频和声强特性。采用有限元数值模拟软件模拟了声学超材料颗粒的性能,结果表明,声学超材料颗粒具备特殊声学频带,且特征频率随着粒径减小逐渐升高。在声学禁带频率范围内,声波无法穿透超材料颗粒群,大部分被反射;在声学禁带频率范围外,声波可以穿透超材料颗粒群。声学超材料颗粒具备井下声学强化造影能力,具有评价井筒完整性和监测压裂裂缝的潜力。

摘要：超高压水射流井底岩石切槽应力卸载方法是提高破岩效率的有效手段,然而现有井下增压装置为被动增压,超高压脉冲射流输出持续时间短且难以实现输出频率可控可调,导致切槽效率低。设计一种新型电磁阀控制井下增压器,通过室内实验和数值模拟相结合的方式分析其增压性能和输出特性。结果表明:增压装置的输出特性为高压射流和低压射流组合而成的混合脉冲射流,输出波形近似方波且输出频率可调;输出特性受输入压力与结构参数的影响较大,输入压力和活塞面积比增大,使得峰值压力升高而增大了射流切槽能力,活塞行程增大延长了超高压水射流的持续时间,提高了水射流切槽效率。

摘要：设计了一种基于动态3D油藏地质模型的新型测井分析平台,该平台将传统的油藏描述、专家系统和知识库进行有机融合,可改变传统的测井分析模式。具体包括:(1)利用地震成果资料和区域测井资料自动构建3D油藏地质模型,且根据需要自动生成平面图件,以使解释人员全面掌握目标井所在的区域信息,为解释人员提供感性认识;(2)通过邻井自动对比技术自动生成目标井成果,为分析人员提供初步的解释结果;(3)测井分析家在此基础上进行精细化测井分析;(4)系统依据分析结果自动更新区域3D地质模型,为下一口井解释提供参考。由于3D模型直观地反映地层特性、地层分布特征、油气分布状态等,能够使测井分析家更好地把握目标层特性,提高解释符合率。最后验证了该技术方案的可行性。

摘要：深水钻井过程中,重达数百吨的水下井口在固井之前主要依靠周围海底土提供承载力,如果钻遇天然气水合物层,随着水合物的不断分解,地层的稳定性和承载力大幅下降,可能导致水下井口和表层导管失稳下沉,造成井眼报废等重大安全风险。分析了钻遇不同埋深和分布位置的水合物层对井口稳定性的影响,并开展了物理模拟试验,分析了不同饱和度和静置等候时间对承载力的影响规律。结果表明:水合物的埋深较浅,喷射下入过程中穿过水合物层后,地层的承载力最低,水下井口失稳的风险最高。水合物分解后地层极限承载力下降幅度最大可达35%。喷射后的静置等候时间对于水合物分解后的地层承载力的恢复影响很大,地层承载力在初期的1~12 h内增长明显,随后逐渐放缓,近似呈对数形式上升,建立了静置等候时间同承载力折减系数拟合模型;基于研究结果南海含水合物地层某井进行了表层导管下入深度设计和井口优选,在含水合物层钻井过程中可以适当增加表层导管入泥深度,增加静置等候时间,或使用吸力桩井口提高承载力,防止井口下沉,为深水含水合物地层钻井设计及井口安全评估提供了理论基础。

摘要：钻井过程中,为了减少钻柱振动带来的危害,提高破岩效率,节省钻井成本,设计了一种以井下轴向振动作为动力源,同时可实现脉冲射流和轴向冲击的多功能提速工具。其中的减振装置可减少钻柱轴向振动对钻头、钻柱造成的损伤,并作为动力带动中心轴进行往复运动;中心轴的运动改变了钻井液的过流面积,从而形成了脉冲式射流,加快井底携岩效率,增强水力辅助破岩效果;中心轴带动冲锤给钻头施加周期性的冲击力,实现冲击辅助破岩。通过钻具轴向振动规律的研究,优化工具的结构设计;模拟分析过流面积变化对井底压力的影响,提高脉冲射流压差;建立冲击破岩力学模型,分析不同岩性条件下冲击力与破岩效率的关系,提高冲击破岩效果。该工具结构中易损件极少,结构可靠,满足钻井复杂条件下对工具寿命和强度的要求。

摘要：针对长裸眼恶性漏失固井难题,研制了温敏形状记忆防漏隔离液和泡沫防漏水泥浆,两者协同增效降低长裸眼恶性漏失井固井漏失风险。研发的温敏形状记忆材料耐温150℃,形变记忆温度80~110℃,制备的温敏形状记忆变形网颗粒形变后长度为常温状态的10倍,制备的温敏形状记忆膨胀球膨胀后粒径为常温状态的3倍,研制的温敏防漏隔离液综合性能良好,3 mm裂缝承压堵漏达8.5 MPa。研选了高性能发泡剂和稳泡剂,研制的泡沫水泥浆密度1.12~1.31 g/cm^(3)可调,上下密度差小于0.01 g/cm^(3),1.12 g/cm^(3)泡沫水泥石30℃下养护72 h后抗压强度可达6.4 MPa,水泥石中气泡均匀分散。形成了考虑等效堵漏时间和冲洗效率的堵漏隔离液段长的设计方法,制定了泡沫水泥浆分段恒气量注气方式。基于温敏防漏隔离液和泡沫水泥浆双重防漏的固井技术现场应用2井次,一次性封固段长超4000 m,隔离液和水泥浆均成功返到地面,固井质量良好。

摘要：且深1井是中石化西北油田分公司部署在塔里木盆地塔中地区的一口风险探井,四开中途完钻井深8745.00 m,井底静止温度196℃。针对且深1井四开固井面临的高温、高压、高盐、小间隙和全油基钻井液难驱替等诸多技术难题,围绕水泥浆体系的强度衰退、沉降稳定性、流变性能、稠化时间4个方面展开研究。通过引入富铝材料抑制强度衰退,优选不同粒径加重材料、硅粉调控沉降稳定性,配合耐超高温降失水剂、复配缓凝剂、聚醚-羧酸类分散剂综合调控水泥浆各项性能,设计出一套耐温200℃,密度高达2.3 g/cm^(3)的超高温高密度抗盐水泥浆体系。该水泥浆体系性能稳定,API失水量为44 mL,流性指数n大于0.7,稠化时间线性可调,高温沉降稳定性为0.01 g/cm^(3),1 d和28 d的抗压强度分别为19.2 MPa和27.1 MPa,未见衰退迹象。结合驱油型加重前置液体系和其它固井技术措施,且深1井固井施工顺利。