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基于递阶结构的钻井系统闭环优化控制策略
1
作者 徐宝昌 卢瑶瑶 +1 位作者 孟卓然 刘伟 《控制工程》 北大核心 2025年第11期2029-2038,共10页
随着钻井自动化程度的提高,钻井目标逐渐趋向于经济、安全和有效的统一,传统钻井工程的控制仅靠司钻经验完成,在控制精度和钻井效率方面难以满足钻井的需求。为此,提出一个基于递阶结构的钻井系统闭环优化控制策略,在安全压力窗口内实... 随着钻井自动化程度的提高,钻井目标逐渐趋向于经济、安全和有效的统一,传统钻井工程的控制仅靠司钻经验完成,在控制精度和钻井效率方面难以满足钻井的需求。为此,提出一个基于递阶结构的钻井系统闭环优化控制策略,在安全压力窗口内实现高效钻井。上层以最优机械比能为优化目标,结合压力窗口等硬约束进行稳态优化,得到当前工况下的最优钻井参数。下层将上层得到的部分参数作为优化设定值,结合井底压力控制目标进行优化控制。实验结果表明,控制策略在满足安全条件的情况下,能综合提升机械钻速与钻井效率,并实现钻井参数的自动优化。 展开更多
关键词 钻井过程 机械比能 动态优化控制 递阶结构
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中国石化钻井工程决策支持系统进展及展望 被引量：2
2
作者 杨传书 王敏生 +4 位作者 李昌盛 张洪宝 吴建军 付宣 袁多 《钻采工艺》 北大核心 2025年第1期55-62,共8页
自上世纪80年代开展钻井现场数据采集与远传工作以来,国内外钻井工程决策支持系统经历了四大阶段,成为数智化条件下钻井工程核心技术之一,驱动着传统技术的转型升级与业务模式变革。借鉴Gartner关于决策支持系统技术进阶的方法论,阐述... 自上世纪80年代开展钻井现场数据采集与远传工作以来,国内外钻井工程决策支持系统经历了四大阶段,成为数智化条件下钻井工程核心技术之一,驱动着传统技术的转型升级与业务模式变革。借鉴Gartner关于决策支持系统技术进阶的方法论,阐述了钻井决策支持系统技术进阶路线图,从井场实时数据实时自动清洗处理技术、钻井井下风险随钻预警预测技术、随钻井下工况实时分析技术、钻井优化技术,详细阐述了钻井工程决策关键技术,介绍了中国石化石油工程决策支持系统PEAdviser3.0,并将这些关键技术进行软件载体落地应用,在钻井提速提效、风险防控等方面取得了六大应用效果,从钻井数智技术快速发展的驱动力等方面对该技术未来发展进行展望。 展开更多
关键词 钻井 实时分析 井下风险防控 钻井优化技术 钻井决策支持系统
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基于动态更新的钻井参数实时优化方法 被引量：4
3
作者 宋先知 张瑞 +4 位作者 祝兆鹏 李根生 效世杰 潘涛 颜志 《钻采工艺》 北大核心 2025年第1期21-28,共8页
当前,钻井参数的优化主要依赖于钻井专家经验或者传统预测与优化模型,这些方法在面对复杂波动环境下的钻井施工精细指导具有较大的局限性,尤其是随着人工智能在钻井系统中的发展,对智能模型的稳定性、实时性和参数优化随机性方面具有限... 当前,钻井参数的优化主要依赖于钻井专家经验或者传统预测与优化模型,这些方法在面对复杂波动环境下的钻井施工精细指导具有较大的局限性,尤其是随着人工智能在钻井系统中的发展,对智能模型的稳定性、实时性和参数优化随机性方面具有限制。针对上述问题,文章提出了一种动态更新下的钻井参数实时优化方法,并研发了钻井参数智能优化系统。该方法考虑了钻井参数与多个响应参数的动态关联,建立了扭矩智能预测模型、机械钻速智能预测模型和机械比能计算模型;其次,基于现场实时数据流和模型实时更新机制,实现了扭矩、机械钻速和机械比能的动态智能表征;最后,基于平稳提速策略设定提速目标,利用改进的鲸鱼优化算法,综合考虑参数波动和能量损耗进行最优方案决策,实现钻井参数实时优化和平稳有效提速。现场应用表明:机械钻速实时预测具有较高精度,有效满足钻井现场实时需求;且平稳提速策略下的优化效果可观,关键层段平均提速可达30%,机械比能降低15%;此外,通过量评价优化后的钻井参数,该提速策略下的参数均值方差波动较小,可减小井下复杂工况发生概率,更符合现场钻井工艺,具有良好应用前景。 展开更多
关键词 机械钻速 动态更新 智能表征 参数优化 最优决策
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海洋钻井参数监测控制与钻井风险防控技术 被引量：1
4
作者 杨进 韦龙贵 +5 位作者 顾纯巍 宋宇 李晓刚 王哲 史旻 顾岳 《中国海上油气》 北大核心 2025年第1期147-155,共9页
针对中国海上石油钻井监测控制与风险防控技术实现智能化面临的诸如海上钻井参数实时监测评价能力差等难题,根据中国海域特点改进相关理论计算模型,研发具有自主知识产权的应用软件和应用工具对海洋钻井参数进行精确预测、对海洋钻井风... 针对中国海上石油钻井监测控制与风险防控技术实现智能化面临的诸如海上钻井参数实时监测评价能力差等难题,根据中国海域特点改进相关理论计算模型,研发具有自主知识产权的应用软件和应用工具对海洋钻井参数进行精确预测、对海洋钻井风险进行评估、对海上员工进行操作监控培训等;同时引入Optidrill数据采集分析系统等国外成熟商业钻井监控软件去解决海洋钻井参数实时监控难的问题。上述技术体系应用后,中国渤海海域部分区块单井复杂工况时间降低30%以上,复杂事故处理时间减少20%以上,钻井周期减少20%以上,培训效率提升40%,最终形成了钻井工程设计可视化模拟评估技术、钻井实时监测与控制优化技术、复杂工况多方决策技术和钻井工程仿真模拟培训技术等四大关键技术。本项研究的海洋钻井参数监测控制与钻井风险防控技术体系取得了良好的应用效果,可为实现海上安全高效钻井作业目标提供理论和技术支撑。 展开更多
关键词 海洋钻井 智能监控 可视化模拟评估 多方决策 模拟培训
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巴彦油田深层高温高密度韧性水泥浆体系构建 被引量：1
5
作者 段永强 王秀影 +4 位作者 罗玉财 罗敏 孙德 黄盛 李早元 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第3期368-378,共11页
针对巴彦-河套盆地井深6000 m以上的膏盐层,井底循环温度180℃左右,常规的高温高密度水泥浆存在流变性和稳定性差,失水量大,稠化时间难以调控、早期强度发育缓慢等技术难题,急需研发出密度为2.30~2.50 g/cm^(3)的耐盐高温高密度韧性水... 针对巴彦-河套盆地井深6000 m以上的膏盐层,井底循环温度180℃左右,常规的高温高密度水泥浆存在流变性和稳定性差,失水量大,稠化时间难以调控、早期强度发育缓慢等技术难题,急需研发出密度为2.30~2.50 g/cm^(3)的耐盐高温高密度韧性水泥浆体系。针对水泥浆外加剂以“无机纳米颗粒+聚合物弱交联”结构设计制备出降失水剂(LHF)、“强吸附阳离子单体+阴离子单体”制备出缓凝剂(LHR)和“温敏缔合+微交联”结构设计制备出悬浮稳定剂(LHX)分别调控水泥浆的失水量,稠化时间,沉降稳定性;依靠紧密堆积理论,采用Dinger与Funk对Andrease方程进行修正的MAA模型,以铁矿粉为主,GM-1为辅作为加重剂构建密度为2.30、2.40和2.50 g/cm^(3)的高密度水泥浆体系,颗粒之间以滚珠形式相接触,降低摩阻;针对早期水泥石力学性能发展缓慢,分别引入增强剂和增韧剂,从纳米尺度、微米尺度两方面增加水泥石的力学性能:一部分填充孔隙,另一部分充当骨架结构,形成类似于“钢筋混泥土”构型,降低了水泥石的脆性。最终形成密度为2.30、2.40和2.50 g/cm^(3)的水泥浆体系,该体系流变性好,稳定性高,失水量小于50 mL,稠化时间可调。 展开更多
关键词 超深井 高温 水泥石 增韧剂 抗盐 高密度
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超大尺寸井眼固井关键技术探索与实践——以SDCK1万米特深井为例 被引量：1
6
作者 陈力力 马勇 +8 位作者 付强 陈敏 付志 汪瑶 冯予淇 刘强 杨万忠 邹祥富 严海兵 《天然气工业》 北大核心 2025年第5期113-123,共11页
随着油气向超深层和万米特深领域进军,超大尺寸井眼固井将面临套管安全下入难、易井漏、固井质量难以保证等众多难题。为此,针对万米科学探索井SDCK1井三开固井开展了系列技术攻关,攻克了超大尺寸井眼清洁困难、超大超重套管下入艰难、... 随着油气向超深层和万米特深领域进军,超大尺寸井眼固井将面临套管安全下入难、易井漏、固井质量难以保证等众多难题。为此,针对万米科学探索井SDCK1井三开固井开展了系列技术攻关,攻克了超大尺寸井眼清洁困难、超大超重套管下入艰难、超大环空水泥环密封完整性难以保证等技术瓶颈,形成了万米特深井超大尺寸井眼固井成套技术。研究结果表明:①基于大尺寸井眼岩屑运移液固两相流模型优化钻井液性能和循环排量,形成的重稠浆与可降解携砂纤维多效协同井眼清洁技术可显著改善携砂效果,有效保障井筒清洁;②厚壁超重大尺寸套管的安全下入要充分考虑井眼扩大率和套管串下入阻力对通井能力和套管下入影响,模拟通井井底钻具组合(BHA)与套管柱刚度比需大于1.3;③固井施工实时模拟监测和精细控制关键层位的井筒动当量密度(ECD),优化地面回收流程返浆管线,可防止注替过程井下垮塌和漏失;④在套管居中度不高的情况下,可通过优化前置液浆柱结构,梯级匹配固井工作液流变性形成高流变级差,采用韧性水泥浆配套可固化冲洗液体系,提高顶替效率与一、二界面胶结质量。结论认为,该技术成功实现了全球首次超大井眼、超大套管、超大体量的优质固井作业,不仅为未来特深井超大尺寸套管固井提供了借鉴,而且还为特深层油气资源高效勘探开发提供了技术储备。 展开更多
关键词 万米特深井 固井技术 超大井眼 超大尺寸套管 井眼清洁 套管安全下入 压力控制 可固化
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基于数据驱动和机理模型的机械钻速预测 被引量：1
7
作者 郑双进 江厚顺 +4 位作者 熊梦园 孟胡 詹炜 程荣升 王立辉 《钻采工艺》 北大核心 2025年第1期78-87,共10页
为准确预测复杂工况下的机械钻速,提出了一种基于数据驱动和机理模型的机械钻速预测方法。首先对收集的8000余条钻井数据进行斯皮尔曼和曼特尔特性分析,筛选出有效施工参数,采用变分模态分解算法(VMD)进行数据降噪,然后构建时序卷积网... 为准确预测复杂工况下的机械钻速,提出了一种基于数据驱动和机理模型的机械钻速预测方法。首先对收集的8000余条钻井数据进行斯皮尔曼和曼特尔特性分析,筛选出有效施工参数,采用变分模态分解算法(VMD)进行数据降噪,然后构建时序卷积网络结合长短期记忆网络(TCN-LSTM)作为数据驱动模型,并融合多元钻速预测机理模型,通过物理约束增强数据驱动模型的准确性与可解释性,实验表明融合模型比单一数据驱动模型或机理模型预测精度更高。随后,为进一步提升模型性能,采用了改进的蜣螂优化算法(IDBO)对TCN-LSTM模型进行优化,通过改进种群初始化和更新策略,实现了参数的高效搜索。消融实验及现场应用结果表明,对比BP、RF、LSTM、TCN模型,TCN-LSTM-IDBO模型可以实现机械钻速的精确预测,并且具有较好的泛化能力,可为钻井施工人员提供有力参考。 展开更多
关键词 机械钻速预测 时序卷积网络 长短期记忆网络 变分模态分解 蜣螂优化算法 数据分析
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砂岩地层可钻性预测方法:微观结构与矿物组分模型 被引量：2
8
作者 石祥超 陈帅 +2 位作者 肖文强 焦烨 王兆巍 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期98-108,共11页
准确的地层岩石可钻性评价能够为钻井工艺、工具的优化提供可靠依据,但由于钻井井下取心难度大、成本高,大多数情况下仅能提供关键层位的岩心,难以满足全井段岩石可钻性评价的需要,随着钻井技术向超深地层发展,更加需要连续的岩石可钻... 准确的地层岩石可钻性评价能够为钻井工艺、工具的优化提供可靠依据,但由于钻井井下取心难度大、成本高,大多数情况下仅能提供关键层位的岩心,难以满足全井段岩石可钻性评价的需要,随着钻井技术向超深地层发展,更加需要连续的岩石可钻性评价结果。为此,以砂岩为研究对象,利用岩石薄片图像获取了砂岩矿物颗粒的轮廓,获得了微观结构量化指标,研究了砂岩微观结构与可钻性的关系,通过回归分析得到了基于矿物组分和微观结构的可钻性预测模型,实现了基于砂岩的微观结构特征和矿物组分特征的砂岩地层可钻性预测。研究结果表明:①砂岩可钻性随着石英含量的增加而增强,随着斜长石含量的增加而减弱,矿物颗粒的压实度、粗糙度、粒度均匀性和互锁指数与砂岩可钻性没有显著相关性;②砂岩内部矿物颗粒的尺寸越大、圆度越小,对应的可钻性也越弱;③基于石英和斜长石含量预测岩石可钻性的精度高于0.68,基于微观结构和矿物成分综合预测可钻性的精度高于0.83。结论认为,该方法能通过随钻岩屑矿物含量和微观结构特征综合预测砂岩可钻性,具有快速、高效、低成本的特点,降低了可钻性获取成本,在石油工程领域具有重要的应用前景和价值。 展开更多
关键词 砂岩 可钻性 微观结构 岩屑 地层 石英 斜长石 预测模型
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真三轴应力下水化作用对深层页岩力学性质的影响——以四川盆地涪陵页岩气为例
9
作者 赵金洲 于志豪 +5 位作者 任岚 林然 吴建发 宋毅 沈骋 孙映 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第3期704-714,共11页
以四川盆地涪陵页岩气田焦石坝区块页岩为研究对象,采用真三轴系统在深层页岩储层条件下开展页岩水化后的力学实验,获取高温高压真三轴应力下的应力-应变数据和力学参数,揭示水化温度、水化时间和水平应力差对页岩水化后力学强度的影响... 以四川盆地涪陵页岩气田焦石坝区块页岩为研究对象,采用真三轴系统在深层页岩储层条件下开展页岩水化后的力学实验,获取高温高压真三轴应力下的应力-应变数据和力学参数,揭示水化温度、水化时间和水平应力差对页岩水化后力学强度的影响规律,并利用非线性回归和插值方法构建页岩水化后力学强度预测模型及高应力差下深层页岩的力学强度图版。结果表明:①水化反应温度越高、水化时间越长、水平应力差越大,页岩水化后在压缩过程中越早进入屈服阶段,塑性特征越明显,页岩水化后的峰值强度、峰值应变、残余强度和弹性模量越小,泊松比越大。②水化时间越长,温度对深层页岩力学强度的影响越小;随水平应力差的增大,峰值强度和残余强度弱化程度加剧,峰值应变、弹性模量和泊松比劣化趋势减缓。③水化作用5 d内深层页岩力学强度下降明显,随水化时间进一步增加,深层页岩力学强度趋于稳定。④可视化图谱有助于深层页岩气压裂现场实时掌握储层压后动态,及时调整排采方案。 展开更多
关键词 深层页岩 水化作用 真三轴应力 力学强度 水力压裂
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致密/页岩油气储层保护技术研究进展与方向 被引量：1
10
作者 游利军 龚伟 +1 位作者 康毅力 王艺钧 《断块油气田》 北大核心 2025年第1期27-34,152,共9页
致密/页岩油气藏地质条件复杂,入井工作液种类繁多,会造成多尺度储层损害,导致油气井减产严重,开发效益不理想。文中梳理了致密/页岩油气藏多尺度工程地质特征,分析了特殊的储层损害机理,总结了现有储层损害控制技术,并展望了储层保护... 致密/页岩油气藏地质条件复杂,入井工作液种类繁多,会造成多尺度储层损害,导致油气井减产严重,开发效益不理想。文中梳理了致密/页岩油气藏多尺度工程地质特征,分析了特殊的储层损害机理,总结了现有储层损害控制技术,并展望了储层保护技术发展方向。致密/页岩油气藏储层损害呈现多尺度特征,具有流体敏感性、氧敏性、应力敏感性、出砂/岩粉、盐析等特征,井间压窜是主要的储层损害方式之一,会诱发多种损害叠加;钻井过程储层损害控制技术有孔缝暂堵技术与界面修饰技术,压裂过程有泡沫压裂液、控液提砂的高强度体积压裂等技术,文中还提出了漏失控制-储层保护-增产改造一体化的预撑裂缝暂堵技术;未来需要研发储层损害预测-诊断专家系统、原地自降解暂堵材料、自支撑裂缝减量增渗保缝技术、适度压裂促缝保缝技术及高效环保型储层损害解除技术,强化储层损害机理与储层保护机理,研发致密/页岩油气勘探开发全过程储层保护-增产改造-提采一体化技术,保有产、护高产,保增产、护稳产。 展开更多
关键词 致密油气 页岩油气 储层损害 提高采收率 压窜
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钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理研究 被引量：1
11
作者 欧阳勇 谢文敏 +5 位作者 丁吉平 冯福平 王鹤远 杨冬临 马驰 吕海川 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第2期284-291,共8页
煤岩割理裂缝的发育导致其强度较低,钻井过程中钻井液的作用将会进一步增加井壁失稳的风险。采用室内实验、理论分析与数值模拟相结合的方法,揭示了钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理:①煤岩黏土矿物主要由不易水化的高岭石组成,无易水... 煤岩割理裂缝的发育导致其强度较低,钻井过程中钻井液的作用将会进一步增加井壁失稳的风险。采用室内实验、理论分析与数值模拟相结合的方法,揭示了钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理:①煤岩黏土矿物主要由不易水化的高岭石组成,无易水化的蒙脱石存在且伊蒙混层的占比不高,因此水化膨胀(平均值为0.35%)和滚动分散性能(平均值为89.64%)较弱,煤岩失稳机制以力学作用为主。②垂直交错的面割理和端割理为钻井液侵入煤岩地层提供了流动通道,面割理的尺寸普遍大于端割理,因此,面割理更容易发生钻井液侵入造成井壁失稳。③钻井液侵入割理缝会导致井周地层压力上升,径向应力降低,增加井壁失稳的风险,其中对于高渗透率的面割理和穿过井眼的交叉割理,钻井液侵入更深,产生的井壁失稳风险更加严重。④割理缝的特征也会影响钻井液对煤岩割理的侵入深度。宽度更大、密度更高的割理缝中,钻井液侵入更深,并在井壁附近产生更高的压力,从而提高了井壁失稳的可能性。因此,应根据实际地层割理缝的尺寸大小设计钻井液随钻封堵粒子,且控制钻井液密度在合理的范围内,从而减少钻井液侵入引起井壁失稳情况的发生。研究提供了深入理解钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理的新视角,为割理发育煤岩井壁稳定性分析提供了理论指导。 展开更多
关键词 钻井液 面割理 端割理 煤岩 失稳机理
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纳米改性材料在水基钻井液中的减阻性能 被引量：1
12
作者 郭磊 李模刚 +2 位作者 邓楚娈 贺垠博 耿铁 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第3期308-317,共10页
水基钻井液在小井眼环空流动时波动性大,与井壁、钻具界面阻力大,导致流动能量损耗和钻井液当量循环密度(ECD)大,易引发井漏、卡钻等事故。以纳米二氧化硅为原料,接枝改性合成水基钻井液减阻剂DRA-1,并开展减阻性能研究,发现DRA-1具有... 水基钻井液在小井眼环空流动时波动性大,与井壁、钻具界面阻力大,导致流动能量损耗和钻井液当量循环密度(ECD)大,易引发井漏、卡钻等事故。以纳米二氧化硅为原料,接枝改性合成水基钻井液减阻剂DRA-1,并开展减阻性能研究,发现DRA-1具有降低钻井液流动阻力与改善钻井液流动流型的作用。结果表明,在基浆中加入3%DRA-1后,流性指数为0.5064,增幅达366.7%,稠度系数为0.4847 Pa·s^(n),降幅达90.6%,极压润滑系数降低率达81.82%,经120℃热滚16 h后减阻效果进一步提高,证明DRA-1具有抗高温能力;以相同条件在自制钢片和聚四氟乙烯板上流动时,DRA-1对基浆流动性的改善效果显著优于现场同类材料,具有更好的流动性;基于A井生产资料,在水基钻井液中加入1%DRA-1后,压耗降低1.937 MPa,降低率达21.61%,在整个井深范围也表现出更低的ECD,宏观上反映出DRA-1对钻井效率和安全性的提升,这对钻井现场提高经济效益和避免作业事故具有重要意义。 展开更多
关键词 水基钻井液 纳米材料 流动减阻 润滑性能 ECD
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饱和水泥石力学特性及其对水泥环完整性的影响 被引量：1
13
作者 郭辛阳 王晨阳 +2 位作者 张一凡 张洋洋 许玉强 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第2期81-87,共7页
采用单轴和三轴力学实验研究了饱和水泥石在不同围压和循环载荷下的力学特性及不同弹性模量饱和水泥石在不同围压下的力学特性,分析了其对水泥环完整性的影响。实验结果表明,单轴条件下,饱和水泥石与自然含水水泥石力学特性类似;围压条... 采用单轴和三轴力学实验研究了饱和水泥石在不同围压和循环载荷下的力学特性及不同弹性模量饱和水泥石在不同围压下的力学特性,分析了其对水泥环完整性的影响。实验结果表明,单轴条件下,饱和水泥石与自然含水水泥石力学特性类似;围压条件下,饱和水泥石力学特性与有效应力密切相关,随着有效应力的增大,屈服应力增大,抗压强度增加,残余强度增加,塑性变形能力增强,更不易形成微间隙和微裂缝,更有利于水泥环的完整性;单轴和围压条件下,循环载荷越大,单次循环载荷造成的塑性应变越大,相同循环载荷时围压条件下的塑性应变比单轴条件更大。 展开更多
关键词 饱和水泥石 力学特性 循环载荷 完整性
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高温交变应力作用下固井水泥石力学性能演变规律 被引量：1
14
作者 冯少波 叶素桃 +4 位作者 张震 杨吕超 梁红军 王银东 庞学玉 《天然气工业》 北大核心 2025年第1期140-152,共13页
固井水泥环作为井筒的重要组成部分,起着支撑套管、封隔不同层位地层和阻挡地层腐蚀性流体侵蚀套管的作用,长期承受着井下高温高压环境及特定工况下的交变载荷,其物理力学性能对井筒的长效封隔起着决定性作用。为此,针对极端服役环境下... 固井水泥环作为井筒的重要组成部分,起着支撑套管、封隔不同层位地层和阻挡地层腐蚀性流体侵蚀套管的作用,长期承受着井下高温高压环境及特定工况下的交变载荷,其物理力学性能对井筒的长效封隔起着决定性作用。为此,针对极端服役环境下固井水泥石在交变载荷作用下的力学损伤和变形,开展了高温高压养护后水泥石单轴和三轴循环加载疲劳损伤研究,探索了测试温压条件及循环载荷应力水平等因素对水泥石力学性能的影响规律,揭示了水泥石在不同温压条件和循环载荷作用下的力学性能及变形特征演化规律,明确了水泥石疲劳损伤的控制机制,建立了水泥石疲劳强度预测模型。研究结果表明:(1)测试环境显著影响水泥石的力学性能和变形特征,高温高压环境降低了水泥石抗压强度和弹性模量,使水泥石在循环载荷作用下产生了明显的应变滞后现象以及更大的塑性应变;(2)交变应力作用下,第一周期的加载由于压实作用大幅提升水泥石的弹性模量,而且这种效应在高温高压环境下更为明显;(3)常温常压测试环境下,持续低强度的交变应力可以通过压实效应进一步提升水泥石的弹性模量,而高强度的交变应力则会造成材料损伤降低水泥石弹性模量;(4)高温高压交变应力作用下,水泥石加载模量除高应力状态外均较为稳定,卸载模量则呈现出明显下降的趋势。结论认为,该认识揭示了水泥石在不同温压条件和循环载荷作用下的力学性能及变形特征演化规律,为水泥环环空封隔失效机理和控制机制的深化研究奠定了理论基础。 展开更多
关键词 固井水泥 交变应力 高温高压 疲劳损伤 力学性能 变形特征
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深层裂缝性气藏流固耦合下钻井液漏失规律数值研究 被引量：1
15
作者 王志远 刘徽 +2 位作者 孙宝江 刘洪涛 娄文强 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第2期52-61,共10页
钻进裂缝性地层的过程中井漏问题严峻,易导致产能降低和钻井安全事故。为此,综合考虑钻井液与天然气的物性差异、基质与裂缝间的耦合流动及裂缝开度的动态演化规律,建立了基于气液两相流动的裂缝性气藏漏失预测模型,并与试验数据进行对... 钻进裂缝性地层的过程中井漏问题严峻,易导致产能降低和钻井安全事故。为此,综合考虑钻井液与天然气的物性差异、基质与裂缝间的耦合流动及裂缝开度的动态演化规律,建立了基于气液两相流动的裂缝性气藏漏失预测模型,并与试验数据进行对比,验证了模型的准确性;基于该模型,系统分析了裂缝性气藏地质构造、基质参数、裂缝参数和井底压差等因素对漏失的影响规律,修正了传统统计学漏失模型,提出了适用于裂缝性气藏的漏失速率计算方法。研究结果表明,裂缝性气藏的漏失速率随着裂缝增宽呈对数函数增长,增长趋势先急后缓,随着井底压差和裂缝长度增大呈线性增长;发育有断层裂缝性气藏的漏失速率随着裂缝宽度和井底压差增大呈指数增长,随着井眼与断层的距离增大呈对数式减小。研究结果为完善裂缝性气藏井漏规律和优选防漏堵漏技术提供了理论依据。 展开更多
关键词 裂缝性气藏 井漏 气液两相流动 流固耦合 断层
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黄草峡储气库浅层采空区安全钻井关键技术 被引量：2
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作者 李涛 杨哲 +1 位作者 陈烨 王旭东 《断块油气田》 北大核心 2025年第3期502-507,共6页
黄草峡储气库是断裂控制的裂缝性枯竭气藏储气库,目的层嘉陵江组经过多年开发,目前地层压力系数约为0.66,钻井期间易发生失返性井漏,气液重力置换现象严重。因目的层埋藏浅、井眼尺寸小,漏溢转换间隔时间短,给钻井作业带来了极大的井控... 黄草峡储气库是断裂控制的裂缝性枯竭气藏储气库,目的层嘉陵江组经过多年开发,目前地层压力系数约为0.66,钻井期间易发生失返性井漏,气液重力置换现象严重。因目的层埋藏浅、井眼尺寸小,漏溢转换间隔时间短,给钻井作业带来了极大的井控安全风险。为此,通过分析裂缝性地层气液重力置换机理和井筒环空天然气运移规律,明确漏溢转换特征与间隔时间,为钻进及起下钻作业期间的井控技术措施优化提供了理论指导。研究结果表明:气液重力置换存在压力窗口,钻进期间通过控制井底压力能够只发生井漏而不溢流;钻井液漏失速率越大,气液重力置换后的气侵速率越大,导致井下积聚的严重气侵钻井液液柱高度越高,漏溢转换间隔时间越短(多在1 h以内)。基于研究结果,形成了浅层采空区清水强钻、环空连续吊灌起下钻等配套安全钻井技术,并在现场进行应用,5口严重漏失井均安全顺利钻至完钻井深,保障了黄草峡储气库高效安全建井,同时可为类似复杂地层的安全钻井提供技术借鉴。 展开更多
关键词 井漏 气液重力置换 漏溢同存 井控 浅层采空区 储气库
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纳米纤维素的制备及在钻井液中的应用研究进展 被引量：2
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作者 赵雄虎 王灿 +2 位作者 肖喆 张喜 赵月琴 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第1期20-29,共10页
纤维素作为常用钻井液添加剂被广泛应用于多种水基钻井液体系中,可以有效降低钻井液失水、增强携带岩屑性能、改善钻井液流变性;纳米纤维素作为新型钻井液添加剂既具有常规纤维素的优点,又具有抗温、抗盐碱等性能,可以显著改善钻井液的... 纤维素作为常用钻井液添加剂被广泛应用于多种水基钻井液体系中,可以有效降低钻井液失水、增强携带岩屑性能、改善钻井液流变性;纳米纤维素作为新型钻井液添加剂既具有常规纤维素的优点,又具有抗温、抗盐碱等性能,可以显著改善钻井液的稳定性能和流变性能,有效降低钻井液的滤失量。介绍了目前制备纳米纤维素的方法以及纳米纤维素在钻井液中的应用,并对纳米纤维素在钻井液中的应用作了展望,旨为制备新型抗高温环保型钻井液处理剂提供参考。 展开更多
关键词 纳米纤维素 制备 钻井液 应用 综述
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国内外深水钻井液技术进展 被引量：1
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作者 耿铁 杨洁 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第4期442-452,共11页
全球深水及超深水油气资源占比达44%,对其开发成为能源供给的重要支柱。近年来,全球70%的重大油气新发现源自深水区域,中国南海深水油气资源丰富,其开发对提升能源自给率及保障国家能源安全至关重要。然而,高温高压、复杂地质、水合物... 全球深水及超深水油气资源占比达44%,对其开发成为能源供给的重要支柱。近年来,全球70%的重大油气新发现源自深水区域,中国南海深水油气资源丰富,其开发对提升能源自给率及保障国家能源安全至关重要。然而,高温高压、复杂地质、水合物形成及井壁稳定性等对深水钻井液技术提出更高要求。国际油服公司如斯伦贝谢、哈里伯顿、BP等在深水水基、合成基及高密度钻井液领域取得突破,并广泛应用于墨西哥湾、巴西盐下油田等深水区块。国内中海油服依托南海多个油田推进自主创新,形成深水水合物防治、高性能水基钻井液、恒流变合成基钻井液等关键技术,显著提升深水钻井安全性与效率。综述了近年来深水及超深水钻井液技术的发展趋势,重点分析深水水基钻井液、合成基钻井液、高密度钻井液等体系的最新进展及其在深水油气开发中的应用,为未来深水钻井液技术的发展提供参考。 展开更多
关键词 深水钻井液 水合物防治 高性能水基钻井液 恒流变合成基钻井液
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深地塔科1井万米特深井钻探关键技术进展与科学意义
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作者 杨海军 王春生 +5 位作者 杨宪彰 张志 郭旭光 孙崇浩 吕晓钢 刘金龙 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第5期1180-1188,共9页
为进行万米特深层地球科学探索和油气勘探,实现特深钻井工程技术的迭代升级,中国石油天然气集团有限公司2023年在塔里木盆地部署了万米特深井深地塔科1井。通过该井的成功钻探,地质认识方面取得突破性进展,首次获取了万米深层岩心、测... 为进行万米特深层地球科学探索和油气勘探,实现特深钻井工程技术的迭代升级,中国石油天然气集团有限公司2023年在塔里木盆地部署了万米特深井深地塔科1井。通过该井的成功钻探,地质认识方面取得突破性进展,首次获取了万米深层岩心、测井、录井、流体、温度及压力资料,认识到万米特深层仍发育有效烃源岩、碳酸盐岩储层及可动常规油气,打破了传统的油气地质理论认识,明确了塔里木盆地万米特深层油气勘探的巨大潜力并指出了有利勘探领域。工程技术方面形成了特深井复杂压力系统安全钻井、特深井复杂难钻地层优快钻井、特深井苛刻工况井筒质量控制、特深超高温复杂地层资料录取4大关键技术体系。同时铸就了特深钻完井工程技术十大利器,顺利成功完钻了亚洲第1、全球第2垂直深井,极大促进了对万米特深层地质条件的认识,助力中国成为具备特深井钻探核心技术的少数国家。 展开更多
关键词 塔里木盆地 万米深地工程 深地塔科1井 特深钻井技术 油气地质理论 有利勘探领域
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万米特深井大尺寸井眼钻头优选
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作者 陈力力 李文哲 +5 位作者 郭建华 李柯 蔡志翔 吴杰 徐伟宁 祝效华 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第3期715-723,共9页
针对万米特深井S-1上部大尺寸井眼钻头方案优选问题,建立综合考虑钻柱振动和钻头破岩的全井动力学模型,采用四川盆地北部地区HT-1井钻具振动实测数据和实际钻速证明该模型的有效性,利用该模型计算并分析S-1井大尺寸井眼钻进侏罗系蓬莱... 针对万米特深井S-1上部大尺寸井眼钻头方案优选问题,建立综合考虑钻柱振动和钻头破岩的全井动力学模型,采用四川盆地北部地区HT-1井钻具振动实测数据和实际钻速证明该模型的有效性,利用该模型计算并分析S-1井大尺寸井眼钻进侏罗系蓬莱镇组的钻柱动力学特性,并进行钻头优选。研究表明:在S-1井蓬莱镇组钻进过程中,综合考虑6种钻头的机械钻速以及井下钻具的横向、轴向、扭转振动特性,优选机械钻速最快且均值达7.12 m/h的六刀翼双排布齿结构钻头,采用该钻头钻进时井下钻具振动均值处于中低水平。钻头入井实际钻速数据与动力学模型计算结果吻合度达90%以上,证明该模型可以用于钻头方案筛选。 展开更多
关键词 特深井 科探井 钻头优选 钻柱动力学 钻柱振动 机械钻速
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