摘要：现有旋转滑动钻井工具无法同时实现隔离上部钻具旋转和钻头破岩产生的反扭矩,且工具面角不可控。基于此,设计了分时动态隔离上部钻具旋转和承载下部钻具扭矩的反扭矩定向钻井系统;研制了反扭矩定向系统样机;利用该样机开展了实钻测试,实钻总进尺57 m,工具面角控制精度小于±5°、造斜率达23.0°/100 m,平均机械钻速约为6.5 m/h(泥岩)。研究表明:研制的反扭矩定向系统可同时隔离上部钻具旋转和下部钻具扭矩;能精确控制工具面角,实现了下部钻具自动精确导向钻井的功能,验证了反扭矩定向系统结构设计理论的正确性。相关成果有望解决滑动钻进钻柱“托压”和井眼轨迹控制难题,提高弯螺杆滑动导向钻井时效。

摘要：自生固相化学压裂中裂缝几何尺寸、相变时机等均与裂缝温度场密切相关。在拟三维裂缝扩展模型的基础上,建立了缝内温度场模型,并进行耦合求解,该模型考虑了自生固相化学压裂液体系黏度随温度的变化,并对两相压裂液进行均相处理。通过实例计算,结果表明:温度场、压裂液体系黏度、裂缝几何尺寸之间相互影响;增加低比热容、高热传导系数的非相变压裂液体积,有利于提高缝内温度,使相变压裂液尽快相变,形成稳定支撑;根据裂缝内的温度分布情况,可选用不同相变温度的压裂液体系,达到"快速相变、有效支撑"的目的。通过研究,能够帮助提高自生固相化学压裂材料和工艺设计的针对性。

摘要：番禺地区是珠江口盆地油气勘探开发重点区域。在分析番禺地区地层特征的基础上,结合现场实际情况,研究发现影响番禺地区PDC钻头机械钻速的主要因素是钻头稳定性、井斜角、泥质含量、钻头磨损、岩石胶结物和胶结类型。针对存在的问题,设计了一款12-1/4″PDC钻头,采用6刀翼、双排齿结构,刀翼周向位置角0°、59.2°、120.8°、179.2°、239.7°、301.3°。9喷嘴结构,中心喷嘴直径12.70mm、喷射角18°。外围喷嘴直径9.53mm、喷射角30°。模拟研究表明不会出现应力集中失效,强度满足安全性。井底流场满足排屑、辅助破岩需要。

摘要：针对特殊螺纹实现高气密封能力的问题,基于密封接触应力分布及其变化规律建立了锥面对锥面主密封过盈接触应力以及井下载荷工况下扭矩台肩面实际接触应力计算模型,并且基于密封接触能机理和密封面极限屈服条件建立了特殊螺纹气密封性能定性评价方法。以锥面对锥面主密封为例,对比分析了7种井下载荷工况对密封面平均接触应力、密封接触长度以及主密封面和台肩面的密封性能影响规律,绘制了防泄漏安全系数为1.0、1.5和2.0时锥面对锥面密封结构的密封包络线。结果表明:轴向拉伸载荷和环空外压会降低主密封结构和台肩面密封性能,轴向压缩载荷和油管温度升高有利于提高主密封结构和台肩面密封性能,而气体内压对主密封面接触应力有自增强效应,但会降低台肩面接触应力;控制合理环空内压以及上扣时台肩面作用扭矩有利于减小井下载荷工况对油管特殊螺纹密封性能的影响;绘制的密封包络线可以方便地设计锥面对锥面密封结构参数。

摘要：煤岩力学性质及影响因素对煤层气井井壁稳定及井深结构设计都有十分重要的意义,通过调研发现煤岩力学性质主要受到煤岩微观孔隙结构、饱和介质及加载方式的影响,并且通过声发射试验研究,可以很好预测煤岩从压缩到破坏整个过程的变化规律,但煤岩微裂隙、层理、割理发育,如何降低力学参数的离散性是以后研究的重点。

摘要：针对现有页岩气水平井井壁稳定力化耦合分析大都仅考虑水化作用对岩石强度的影响,鲜有考虑水化应力应变影响的情况,以弹性力学和岩石力学等理论为基础,同时考虑水化作用对岩石力学参数的弱化效应和附加水化应力,建立了力化耦合作用下层理性页岩气水平井井壁坍塌压力预测模型,研究了层理性页岩气水平井井壁失稳机理,分析了影响井壁稳定的因素及影响规律。研究结果表明:存在层理面时,会使坍塌压力大幅升高;沿层理面方位钻进,井壁稳定性最好;当水化时间一定时,坍塌压力随距井壁径向距离增加而降低,水化时间越长,近井壁处易坍塌区域越大;考虑水化应力影响后坍塌压力会大幅升高,在设计钻井液密度时,不能忽略水化应力的影响。研究成果丰富了页岩气水平井井壁失稳理论,对层理性页岩气水平井钻井设计具有指导作用。

摘要：随着深水油气资源开发不断深入,地质条件日趋恶劣,高温高压环境逐渐成为常态,常伴有井筒完整性失效问题发生。针对深水高温高压气井开发过程中存在的井筒完整性失效问题,基于相关完整性标准,考虑生产过程中井况风险因素及屏障风险因素,完善了深水高温高压气井井筒完整性风险评价体系,并基于深水井相关定义及温度压力管理经验,采用层次分析及风险矩阵方法对井深、水深、压力、产量、温度、H 2S分压与CO 2分压等风险因素进行了量化,优化了深水高温高压气井井筒完整性风险评价模型,对井筒完整性风险等级进行了划分,开展了实例评价。结果表明,通过模型评价可量化得到深水高温高压气井井筒完整性风险值及风险等级,且螺纹密封、油套管材料、防腐措施等因素为影响深水井井筒完整性的主要因素。在设计及生产管理过程中应对风险主控因素重点考虑。

摘要：水力压裂过程中涉及到众多固液两相流问题,如使用压裂液将支撑剂输送至地层、压裂液返排时对支撑剂的携带等。由于目前使用的支撑剂密度多大于压裂液密度,支撑剂在随压裂液运动的同时会发生沉降。支撑剂在压裂液中的沉降速度直接关系到现场的工艺设计,因此有必要对支撑剂沉降进行深入研究。目前煤层气压裂主要为清水压裂。针对清水压裂,对常用支撑剂沉降模型的计算值与实验数据进行对比,最终优选出与实际符合最好的支撑剂沉降模型。

摘要：暂堵转向压裂是提高初次压裂压后短期内高含水油井产量和采收率最有效的增产措施之一。在分析初次压裂裂缝诱导应力场和油井生产诱导应力场基础之上,提出了转向压裂裂缝扩展轨迹预测方法。对比分析轨迹预测方法预测结果和转向压裂微地震监测结果发现:受初次压裂裂缝诱导应力大小和油井生产时间的限制,转向压裂裂缝扩展轨迹并不沿垂直于初次压裂裂缝方向,而是以与初次压裂裂缝成一定夹角的方向延伸;较大的初始地应力差将使转向压裂裂缝在回到与初次压裂裂缝方向相平行方位的垂向穿透距离受限。该研究成果对暂堵转向压裂施工规模设计及压后效果分析具有一定指导意义。

摘要：针对碱敏、高温、低渗地层,制备出了一种酸性交联的低伤害超支化压裂液体系.通过室内实验,确定了适合120～ 140℃井的高温配方：0.4％～0.6％超支化分子稠化剂＋0.3％～0.6％交联剂＋0.5％助排剂＋0.5％粘土稳定剂＋过硫酸铵,并对其进行了性能评价,结果表明,该压裂液体系具有良好的抗剪切性能、携砂性能,并具有破胶后无残渣、表面张力低、对地层伤害低等优点,可以满足储层改造工艺设计要求.