摘要：为了在钻井工程中发挥出PDC钻头的最大功效,通过理论分析、室内试验、案例分析、现场试验等,探讨了高钻压、高转速等钻井参数强化对PDC钻头钻速和磨损的影响规律,同时分析了PDC钻头的磨损机理与过早失效主因。研究结果表明:1)钻压是影响PDC钻头机械钻速的直接和首选因素,当钻头处于高效破岩状态时,无论钻遇一般地层还是硬岩地层,钻压与机械钻速均应呈线性关系;钻遇均质硬岩地层时,建议将200 kN以上高钻压纳入PDC钻头的常规应用参数;2)提高转速可实现钻井提速,虽然高转速会加剧PDC钻头的磨损,但目前切削齿的质量足以满足PDC钻头在高转速(400~500 r/min)下长时间钻进多数地层的需求;3)布齿密度对钻头机械钻速有影响,但并非直接因素,只要“吃得进去,切得下来,排得及时”三者建立动态平衡,即便是高布齿密度PDC钻头也可以实现优快钻进;4)PDC钻头破岩效率越高,钻头磨损会越小,如提高钻压,会增大切削齿吃入深度、减少钻头磨损;5)动态冲击和低效破岩是造成PDC切削齿和钻头过早失效的主因,实现PDC钻头高效钻进的核心是提高破岩效率与抑制钻头振动。该研究结果对PDC钻头合理使用与钻井提速技术创新具有参考意义。

摘要：较之于美国、澳大利亚、加拿大等国家,中国的煤层气储层具有低地层压力、低渗透率、低含气饱和度及强非均质性等基本特征,增加了储层改造的难度,制约了煤层气单井产量与采收率的提高。为了给中国煤层气水平井工程技术发展提供借鉴与支持,针对我国煤层气高效开发所面临的工程技术难题,综述了国内外煤层气水平井钻完井技术研究及应用进展,介绍了煤层气井型设计与井身结构优化、井眼轨迹控制、井壁稳定、优化完井与储层保护等一系列技术,讨论了水平井双管柱筛管完井与洗井增产、径向水平井筛管完井及磁导向钻井等新技术及其适应性,提出了地下“井工厂”绿色开发模式以及深地煤层气与煤炭一体化绿色开发之道。结论认为:①针对我国煤层地质条件与地表环境,在进一步精细化高煤阶水平井钻井与完井技术的同时,需要兼顾煤系气综合开发;②加强中—低煤阶与碎软煤层水平井钻完井技术创新研究,深入探索复杂煤层气藏高效开发模式;③针对我国深地煤矿、低品位煤矿及薄煤层等非常规煤矿绿色高效开发面临的重大技术难题,有必要积极探索地下“井工厂”与非常规能矿原位转化开发模式,力求实现深部煤层气与煤炭一体化绿色高效开发的目标;④高质量推进我国能源低碳绿色转型,既要保障国家能源安全,又要实现“碳达峰和碳中和”战略目标。

摘要：为分析浮盘式自适应流入控制装置(AICD)的控水特性,设计在一定流量下满足稳油控水要求的结构参数,提出一种浮盘式AICD的稳态特性力学表征模型,对不同流量、密度、黏度和结构参数下浮盘式AICD的流量-压力关系进行分析。结果表明:油井常规产液量下,流体流经浮盘式AICD的压差随黏度增大而减小,随密度减小而减小;入口流道半径作为浮盘式AICD稳油控水的关键参数存在一个阈值(2.25 mm),当入口流道半径小于该阈值时控水效果较好;阀盘半径存在着与入口流道半径匹配的最佳值,该值处水相流经浮盘式AICD的压差最大,控水效果最好。

摘要：针对丛式井侧钻水平井设计过程中需要避开已钻障碍井的问题,分别根据障碍井段为直井段和定向井段,将障碍物抽象为圆柱和圆环模型,运用矢量代数给出了障碍物轴线方程,并根据侧钻点方向线、靶点方向线与障碍物是否相交,确定绕障井的剖面类型。以绕障轨道总长度最短为优化目标,以绕障轨道距障碍物的最近距离、最大井斜变化率、最大方位变化率以及最大井眼曲率为约束条件,建立了丛式井侧钻绕障水平井轨道最优化设计模型。根据不同的绕障类型进行了实例计算,结果表明所提出的最优化模型能够得到井眼轨道总长度最短的轨道,并满足安全绕障距离及井斜变化率、方位变化率、井眼曲率的要求。该方法避免了复杂的试算和校核,并且适用于其他类型绕障井的轨道设计。

摘要：堵漏材料进入地层裂缝后,通常期望其能够在漏失通道内快速形成稳定的高强度封堵层,从而实现井筒与漏失层的有效隔离,这对控制漏失程度和强化井筒至关重要。当前,普遍从以封堵层为整体的宏观角度以及从单个堵漏颗粒性质的微观角度来分析研究封堵层的降低漏速能力和承压能力,而从介观尺度研究堵漏颗粒封堵层在裂缝内的演化过程较少。为进一步揭示裂缝内堵漏颗粒封堵层的形成与破坏机理,基于计算流体力学和离散元耦合模拟方法,研究了堵漏颗粒在楔形裂缝内滞留、架桥、封堵和失稳破坏过程,分析了介观尺度下堵漏材料性质及钻井液性能对裂缝封堵层形成影响机理。结果表明,堵漏颗粒进入裂缝后经过滞留、堆积、封堵过程形成封堵层,且封堵层前端是封堵层稳定的关键部位。堵漏颗粒尺寸越小,封堵层位置越接近裂缝出口。堵漏颗粒浓度增加会显著缩短封堵层形成时间,当浓度由2%增加至30%时,封堵层的初始形成时间由0.090 s降低至0.036 s,降低了60%,此外,堵漏颗粒几何和物理性质以及钻井液参数对封堵层形成及破坏均具有较为明显的影响。研究结果对进一步优化堵漏颗粒并快速形成高效封堵层具有一定的参考价值。

摘要：针对深水喷射下表层导管工艺设计中选择钻头伸出量时无理论模型依据、存在作业盲目性和风险性的问题,通过理论推导和现场试验,建立钻头伸出量计算模型,为合理钻头伸出量的设计提供理论依据。通过理论分析,假设钻头水眼喷射出的射流束上边缘与表层导管下边缘内侧相切时钻头伸出量最优,根据这一假设推导出了合理钻头伸出量的计算公式,通过现场试验验证了理论假设的合理性和计算模型的正确性。现场试验结果表明:导管下入速度与钻头伸出量呈正相关,导管与周围土体的摩擦力恢复与钻头伸出量呈负相关。将计算模型应用于南海12口深水井的钻井作业,取得了良好的应用效果,平均每口井节约作业时间14.96 h,提高了作业时效,并达到了安全作业的要求。

摘要：针对目前钻井信息管理系统数据挖掘不够和缺乏技术方案推荐等不足,以各油田井史及测、录井资料为数据库设计基础,采用交互式多井信息图形对比及数据多维统计分析方式,提出基于多井信息综合对比分析的钻井优化方法,并将其应用于新一代分布式多井信息管理系统;参考井优选以地层及压力差别分析结果为基础,井身结构优化设计采用事故因子、复杂因子、井径扩大率因子及套管下深算法,钻头及钻井参数最优化采用Jacob i迭代法。结果表明,多井信息综合对比方法能为钻前设计和钻后分析提供理论与技术支持,在新疆油田的实际应用验证了其可行性和有效性。

摘要：以孤岛油田中一区Ng3注聚区为目标油藏,研究聚二乙烯基苯(divinylbenzene-co-acrylamide,DCA)微球-强乳化体系聚驱后提高采收率的能力.针对该油藏特点,设计非均质岩心物理模拟实验,优化DCA微球-强乳化体系的注入参数及微球粒径.以相似准则为原理设计三维非均质模型,用电阻率法测试不同驱替阶段含油饱和度变化,设计聚驱-井网调整-深部调驱和井网调整-聚驱-深部调驱2种实验方案.结果表明,DCA微球-强乳化体系在聚驱后仍可提高采收率8.3%左右;DCA微球-强乳化体系可封堵复杂的水流通道,对于高度分散的剩余油可有效提高采收率.

摘要：根据稠油热采三维物理模拟相似准则,得到胜利孤岛油田特稠油油藏蒸汽驱及后续转热力泡沫复合驱三维物理模拟的实验参数并进行相关实验,基于实验结果,对蒸汽驱及后续热力泡沫复合驱进行三维精细数值模拟研究。结果表明,蒸汽驱后转热力泡沫复合驱可有效抑制蒸汽窜流、改善蒸汽波及状况进而提高稠油采收率。利用三维精细数值模拟技术优化设计的热力泡沫复合驱工艺参数为:最佳方式为泡沫段塞注入,最优蒸汽注入速度为25 mL/min,氮气注入速度为1000mL/min(标准状况),泡沫段塞注入时间为1.0min,段塞间隔时间10～20min;利用相似准则对优化结果进行反演计算,可得到现场最优注采参数,该条件下特稠油油藏采收率可达到42.15%,较单纯蒸汽驱最终采收率(29.64%)提高12.50%。

摘要：长庆某油田使用烃类气驱的开采方法,导致井流物具有较高的气油比(30~100 m^(3)/t),本研究针对其输送过程中易出现的水合物防控问题开展了相关实验研究。相对于添加传统热力学抑制剂(THI)的防控方案,动力学抑制剂(KHI)以其用量少、效益高、环保等优点受到越来越多的关注。然而,根据大量油田现场实例及实验研究结果可以发现,单一抑制剂的效果并不理想,传统KHI的抑制效果受到温度的影响很大。在高过冷度的条件下,其抑制作用可能失效。因此,通过在动力学抑制剂体系中加入增效剂,使增效剂与抑制剂产生协同作用,进而增强抑制剂的抑制效果的协同抑制方案成为研究热点。本研究在500 mL的高压反应釜中开展实验。实验研究了PVP、PVCap两种动力学抑制剂及其与乙二醇(MEG)复配而成的协同抑制剂对水合物生成的抑制性能。在水合物生成过程中,针对复配抑制剂对水合物生成的抑制作用,从抑制剂浓度、最大可承受过冷度以及与MEG复配效果这3个角度出发,开展了42组实验,测试两种动力学抑制剂的抑制性能。实验结果表明,同等质量浓度条件下,动力学抑制剂PVCap的抑制能力优于动力学抑制剂PVP。PVCap在近20℃过冷度的条件下依然展现出良好的抑制能力。在PVCap、PVP两者与MEG复配的协同实验中,可以发现他们都表现出了一定程度的协同抑制效果。其中PVCap与MEG的协同效果更为明显。3 wt%PVCap与5 wt%MEG的协同抑制剂组合在高过冷度(22℃)下,可将天然气水合物诱导期延长至9 h以上,这一发现表明合理有效的协同抑制方案可以有效提高KHI的抑制性能,有助于推广KHI在国内高过冷环境下油气资源领域的应用,为高效解决高过冷条件下油气生产中水合物防控问题提供技术支持。