川渝地区须家河地层涡轮钻具配套孕镶金刚石钻头钻井提速技术 被引量：14

1

作者 韩烈祥 姚建林 李伟成 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2018年第3期1-4,共4页

川渝地区须家河地层研磨性强、硬度高、可钻性差、单只钻头进尺低、钻头消耗量大、机械钻速低、钻井成本高、针对上述难题,采用自主研发的涡轮钻具配合孕镶金刚石钻头钻井技术。经龙岗X1井的现场试验,单只钻头进尺392 m,纯钻时间240 h,... 川渝地区须家河地层研磨性强、硬度高、可钻性差、单只钻头进尺低、钻头消耗量大、机械钻速低、钻井成本高、针对上述难题,采用自主研发的涡轮钻具配合孕镶金刚石钻头钻井技术。经龙岗X1井的现场试验,单只钻头进尺392 m,纯钻时间240 h,平均机械钻速2.73 m/h,与邻井同层钻头对比,机械钻速提高95%以上,单只钻头平均进尺提高了334.1%。试验结果表明,涡轮配合孕镶金刚钻头钻井技术在强研磨性地层具有较好的提速效果,可为川渝、新疆等地区强研磨性地层钻井提速提供技术支持。 展开更多

关键词 强研磨性地层 涡轮钻具 孕镶金刚石钻头 龙岗X1井

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新型自振动PDC钻头研制与应用

2

作者 姚建林 乔豁通 +2 位作者 刘科 黄伟 刘彬 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期165-176,共12页

造斜段和水平段钻进作业中存在托压严重、摩阻大和扭矩波动大等问题,无法有效施加破岩钻压,导致常规PDC钻头行程机械钻速低。采用水力振荡器、牙轮-PDC复合钻头等工具虽有一定提速效果,但因工具尺寸和安装位置受限、复合钻头井下安全等... 造斜段和水平段钻进作业中存在托压严重、摩阻大和扭矩波动大等问题,无法有效施加破岩钻压,导致常规PDC钻头行程机械钻速低。采用水力振荡器、牙轮-PDC复合钻头等工具虽有一定提速效果,但因工具尺寸和安装位置受限、复合钻头井下安全等原因,仍不能满足现场钻进需求。为此,基于水锤冲击原理,设计了紧凑型结构的自振动单元。优选振动频率、振动力等关键参数,通过理论计算结合CFD数值仿真技术,研制了Φ215.9 mm新型自振动PDC钻头,其可产生直接作用于岩石的低频轴向冲击力,在云安X1井现场应用表明,应用新型自振动PDC钻头后较同井段复合钻头大钩载荷突变频次和变化幅度明显降低,有效降低了钻柱与井壁间的摩阻,进一步缓解了托压问题,平均机械钻速同比同井复合钻头和邻井常规PDC钻头分别提高了32.97%、74.50%,实现了提速降本增效。 展开更多

关键词 PDC钻头 造斜段 水平段 托压 自振动

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川西双鱼石构造须家河组岩石抗钻特性研究 被引量：4

3

作者 刘彬 姚建林 杨斌 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第18期7846-7852,共7页

川西北部双鱼石构造栖霞组是四川盆地天然气增产上储的重要层系,但该区块以须家河组为代表的难钻地层面临钻头破岩难、磨损快,机械钻速低,单只钻头进尺短的瓶颈问题,严重制约了栖霞组气藏钻井提速和整体勘探开发进程。选取区块须家河组... 川西北部双鱼石构造栖霞组是四川盆地天然气增产上储的重要层系,但该区块以须家河组为代表的难钻地层面临钻头破岩难、磨损快,机械钻速低,单只钻头进尺短的瓶颈问题,严重制约了栖霞组气藏钻井提速和整体勘探开发进程。选取区块须家河组下部(须二、须一段)露头岩样和出井岩屑,开展了岩石可钻性、研磨性和抗钻机理分析实验。结果显示:测试岩样的可钻性级值平均为8.45,须一段岩样均为最高的10级,标准杆件平均研磨量为16.26 mg,整体表现出极强的抗钻性。分析认为:须家河组下部地层孔隙度渗透率极低,石英含量高,胶结强度高,岩石抗压强度和硬度高,不利于钻头冲击/切削破岩和水力辅助破岩,是导致机械钻速极低的主要原因;宏观上的高强度高硬度以及钻屑颗粒在细观与微观尺度上的强研磨性,是导致钻头牙齿冲击破坏和研磨失效的关键因素,也是后续钻头研发和选型的重点攻关方向。 展开更多

关键词 双鱼石构造 须家河组 可钻性 研磨性 抗钻机理

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自控型粒子冲击钻井系统研制与现场试验

4

作者 姚建林 黄伟 郑凯中 《石油机械》 北大核心 2024年第7期86-92,共7页

我国油气资源勘探开发中常规钻井技术在钻遇石英砂岩、燧石、高硅质砂岩、黄铁矿和火成岩等难钻地层时,面临“钻速慢、进尺短”的钻井瓶颈。为此,基于粒子高频冲击破岩原理,借鉴高层建筑混凝土配浆-注浆和常压混凝土储存方法,设计了双... 我国油气资源勘探开发中常规钻井技术在钻遇石英砂岩、燧石、高硅质砂岩、黄铁矿和火成岩等难钻地层时,面临“钻速慢、进尺短”的钻井瓶颈。为此,基于粒子高频冲击破岩原理,借鉴高层建筑混凝土配浆-注浆和常压混凝土储存方法,设计了双活塞换向机构、防粒子沉淀物料罐、动态回收储存装置、高效分离装置和2D/3D自动化监控系统,研制了1套自控型粒子冲击钻井系统,并在江沙X1井对其进行了现场试验。试验结果表明:该系统运行稳定可靠,粒子回收率达到98.7%,平均机械钻速15 m/h,与邻井同地层螺杆配PDC钻头钻进方式相比平均机械钻速提高1.52倍。所得结论可为深层及复杂坚硬地层钻井提速提供技术支撑。 展开更多

关键词 粒子冲击钻井系统 破岩原理 系统功率 密封组件 机械钻速

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深层脆性页岩水平井裸眼完井井壁稳定性研究 被引量：15

5

作者 孟英峰 刘厚彬 +2 位作者 余安然 胡永章 邓元洲 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期51-59,共9页

常规页岩气储层改造工艺为套管射孔与多级压裂改造相结合,施工成本高、周期长,若实施水平井段裸眼完井可一定程度降低成本、缩短周期,但水平裸眼井段井壁稳定是实施裸眼完井的前提条件。通过对威荣地区龙马溪组页岩水理化及力学性能进... 常规页岩气储层改造工艺为套管射孔与多级压裂改造相结合,施工成本高、周期长,若实施水平井段裸眼完井可一定程度降低成本、缩短周期,但水平裸眼井段井壁稳定是实施裸眼完井的前提条件。通过对威荣地区龙马溪组页岩水理化及力学性能进行实验研究,结合建立的裸眼完井理论模型评价威荣地区页岩水平段裸眼完井井壁稳定性。结果表明,龙马溪组页岩为脆性层理页岩,岩体较为致密,力学强度高,力学各向异性明显;现场油基、水基钻井液对岩石膨胀性能及力学性能的改变不明显,现场所用钻井液与该地层配伍程度高;井眼轨迹、层理缝走向、力学各向异性等可对裸眼井段稳定性产生影响,致使不同方向井筒内应力差异明显,沿最小水平主应力方向钻水平井井壁稳定性最好,完井工况下井壁坍塌压力当量密度在1.26 g/cm^3,完井投产初期井壁存在轻微崩落掉块,但崩落范围小于30°,判断认为威荣区块龙马溪组页岩地层可考虑采用水平井裸眼完井方式。 展开更多

关键词 脆性页岩 膨胀性能 裸眼完井 井壁稳定

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广西百色油田那读组油基钻井液技术 被引量：4

6

作者 周成华 张珍 +2 位作者 胡德云 杨国兴 邓元洲 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期129-135,共7页

针对广西百色油田那读组地层复杂,在该地层钻进极易发生井壁失稳导致恶性坍塌的井下复杂情况,特别是在水平井钻井施工过程中,更易发生恶性坍塌甚至卡钻的问题,开展了针对性的那读组水平井强封堵油基钻井液体系研究。该钻井液体系以纳米... 针对广西百色油田那读组地层复杂,在该地层钻进极易发生井壁失稳导致恶性坍塌的井下复杂情况,特别是在水平井钻井施工过程中,更易发生恶性坍塌甚至卡钻的问题,开展了针对性的那读组水平井强封堵油基钻井液体系研究。该钻井液体系以纳米级固-液复合等封堵材料增强封堵性能,同时体系具有较强的抗污染性能、良好的润滑性能等特性。该体系在坤8-6HF井三开进行了现场试验,应用效果表明该体系能有效地保持井眼稳定,优质的油基钻井液性能满足了安全钻井施工的需要,很好地解决了百色地区那读组水平井钻井过程中的恶性坍塌等技术难题。 展开更多

关键词 恶性坍塌 百色油田 那读组 油基钻井液 坤8-6HF

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基于声发射技术的PDC复合片性能的分析 被引量：1

7

作者 石健 唐通 +1 位作者 李雷 欧阳浩 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期155-161,共7页

PDC钻头在钻进过程中出现崩齿、掉片以及聚晶金刚石(PDC)层脱落是影响钻头工作的关键因素。使用声发射仪采集了PDC复合片在加载过程中的声发射信号,并且采用小波分析方法对PDC的声发射信号进行了时频分解。结果表明,通过时频分解可以得... PDC钻头在钻进过程中出现崩齿、掉片以及聚晶金刚石(PDC)层脱落是影响钻头工作的关键因素。使用声发射仪采集了PDC复合片在加载过程中的声发射信号,并且采用小波分析方法对PDC的声发射信号进行了时频分解。结果表明,通过时频分解可以得到PDC复合片的AE特征信号;PDC复合片中弹性变形的信号频率集中出现在低频信号中,且AE信号的幅度与载荷大小呈正相关;高频信号中的突发型信号可以反映PDC层在载荷作用下的损伤情况。 展开更多

关键词 PDC复合片 声发射信号 小波变换 形变信号

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涡轮钻具轴承磨损后力学性质的数值模拟研究 被引量：3

8

作者 于浩 练章华 +2 位作者 程兴莲 邓元洲 于文明 《石油机械》 2015年第9期1-5,共5页

涡轮钻具轴承组在恶劣的工作环境中受到钻压、水力载荷以及钻进冲击与振动的作用,容易发生磨损现象,直接影响涡轮钻具的使用寿命。以127 mm涡轮钻具为例,根据弹塑性力学和赫兹接触理论,运用ABAQUS软件建立定子-滚珠-转子非线性接触问... 涡轮钻具轴承组在恶劣的工作环境中受到钻压、水力载荷以及钻进冲击与振动的作用,容易发生磨损现象,直接影响涡轮钻具的使用寿命。以127 mm涡轮钻具为例,根据弹塑性力学和赫兹接触理论,运用ABAQUS软件建立定子-滚珠-转子非线性接触问题有限元模型,针对不同磨损程度的滚珠轴承进行了数值模拟分析。研究结果表明,随磨损量的增大,轴承定子、转子与滚珠的接触面积逐渐减小,应力集中现象加剧,接触应力明显增大;最大接触应力出现在滚珠上,且与磨损量呈现非线性关系;相同工况下,磨损2 mm后滚珠的最大Mises应力比未磨损时增加了14倍,轴承发生失效。该项研究成果对涡轮钻具设计及寿命预测具有指导作用。 展开更多

关键词 涡轮钻具 轴承 有限元 滚珠磨损 接触应力 失效 寿命预测

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钻柱振动与冲击抑制技术研究现状 被引量：12

9

作者 董广建 陈平 +1 位作者 邓元洲 郭昭学 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期121-134,共14页

对钻柱振动和冲击的控制是井眼轨道优化设计、钻井参数优选、提高钻速及实现智能钻井的重要基础。在深水、超深水,深井、超深井,页岩气硬脆性地层及气体钻井作业中,要用到丛式井、定向井等特殊钻井工艺,这些复杂井建井过程中由钻柱振动... 对钻柱振动和冲击的控制是井眼轨道优化设计、钻井参数优选、提高钻速及实现智能钻井的重要基础。在深水、超深水,深井、超深井,页岩气硬脆性地层及气体钻井作业中,要用到丛式井、定向井等特殊钻井工艺,这些复杂井建井过程中由钻柱振动和冲击造成的损失日益增加。系统阐述和对比了钻柱振动和冲击的表现形式及评价方法。将钻柱振动和冲击分为被动控制、主动控制和半主动控制3方面,归纳和分类探讨了近年来核心控制方法及关键控制设备的结构、原理,给出代表性的成果,对比分析了相应方法特点、设备及适应范围,设计了钻柱振动和冲击控制程序,探讨了未来重点研究的方向。 展开更多

关键词 钻柱振动 钻柱冲击 深水 超深井 页岩气地层 振动控制

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新型超高压井下增压系统的研制与应用 被引量：4

10

作者 李伟成 张继川 +2 位作者 张敏 张双蕾 段蕴琦 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期86-92,共7页

油气钻井工程实践表明,利用高压射流辅助破岩是提高深井机械钻速的有效途径,而井下增压技术是一种产生高压射流的方法,井下增压系统装置的稳定性、可靠性是该技术工业应用的关键。为此,围绕井下增压系统配套的关键工具进行了研究与实验... 油气钻井工程实践表明,利用高压射流辅助破岩是提高深井机械钻速的有效途径,而井下增压技术是一种产生高压射流的方法,井下增压系统装置的稳定性、可靠性是该技术工业应用的关键。为此,围绕井下增压系统配套的关键工具进行了研究与实验:①优选的螺杆增压器可将螺杆钻具输出的旋转运动转换为轴向往复运动,达到对部分钻井液实施增压的目的;②依据室内实验获得的不同喷距、射流角度下高压流体对岩石的冲蚀数据,研制了与螺杆增压器适配的超高压双流道钻头;③在地面采用清水作为试验介质进行了测试,高压喷嘴直径1.5 mm,泵压为4 MPa,排量18 L/s,地面测试期间高压喷嘴出口明显可见脉冲高压射流,井下螺杆增压装置运行稳定。在5口井上完成钻井总进尺1 015 m、纯钻进时间206 h,与邻井相比平均机械钻速提高了51.4%。试验结果表明,该井下增压系统在钻井作业中提速效果明显、设计合理、工作可靠。 展开更多

关键词 高压射流 破岩 井下增压系统 螺杆 柱塞 双流道钻头 提速

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PDC钻头布齿参数的逆向设计与优化 被引量：9

11

作者 况雨春 王元吉 +1 位作者 冯明 韩一维 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期545-554,共10页

针对PDC钻头布齿设计的多样性与灵活性,为了提高PDC钻头布齿设计的科学性与效率,提出了一种PDC钻头布齿参数逆向设计与优化的方法。以使用效果欠佳的钻头为原型,反求出原型钻头的布齿参数。在反求布齿参数的基础上,根据仿真计算模型的... 针对PDC钻头布齿设计的多样性与灵活性,为了提高PDC钻头布齿设计的科学性与效率,提出了一种PDC钻头布齿参数逆向设计与优化的方法。以使用效果欠佳的钻头为原型,反求出原型钻头的布齿参数。在反求布齿参数的基础上,根据仿真计算模型的结果以及实际使用情况为钻头的布齿设计提供理论帮助。最后,根据磨损速度优化模型与侧向力平衡优化模型对布齿参数进行优化。研究结果表明:反求的布齿参数精度高,优化设计后的钻头具有更高的钻进速度与更大的钻进深度。布齿参数的逆向设计与优化方法为PDC钻头的个性化设计提供了一种全新的思路。 展开更多

关键词 PDC钻头 布齿参数 逆向设计 反求参数 优化

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个性化钻头技术研究与展望 被引量：2

12

作者 万夫磊 韩烈祥 姚建林 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2020年第4期16-19,I0001,I0002,共6页

钻头是破岩的主要工具,针对不同地层、不同井段、不同工况下的个性化高效钻头越来越受到青睐。文章研究所形成的个性化钻头设计与应用技术,能辅助个性化钻头的智能设计制造和高效应用,该技术包括个性化钻头设计、钻井实时监测与风险识... 钻头是破岩的主要工具,针对不同地层、不同井段、不同工况下的个性化高效钻头越来越受到青睐。文章研究所形成的个性化钻头设计与应用技术,能辅助个性化钻头的智能设计制造和高效应用,该技术包括个性化钻头设计、钻井实时监测与风险识别、钻后评估等三个核心。在川渝地区应用10余口井,钻头的生产制造效率提高了8倍,钻头进尺和机械钻速均有所提高。下一步,将在智能个性化钻头设计与应用技术、大数据分析模型、生产制造技术等方面继续开展攻关,并在更多的地区推广应用。 展开更多

关键词 个性化钻头 智能 设计 制造 技术展望

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尖锥形后备齿PDC钻头的参数优化与现场应用 被引量：2

13

作者 姚建林 李伟成 +3 位作者 李德伟 冯明 杨开雄 肖洋 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2020年第5期9-11,23,I0001,共5页

通过ABAQUS有限元仿真分析了尖锥形齿在单齿条件下的破岩过程,计算得到了齿切削力和破碎比功随齿顶角和前倾角的变化规律获得了齿顶角和前倾角的最优匹配关系,为尖锥形后备齿PDC钻头的设计提供了理论支持。在此基础上研发的的尖锥形后备... 通过ABAQUS有限元仿真分析了尖锥形齿在单齿条件下的破岩过程,计算得到了齿切削力和破碎比功随齿顶角和前倾角的变化规律获得了齿顶角和前倾角的最优匹配关系,为尖锥形后备齿PDC钻头的设计提供了理论支持。在此基础上研发的的尖锥形后备齿PDC钻头在岳XX井成功开展了现场试验,结果表明该钻头在机械钻速和进尺方面均表现优异具有较高的工程应用价值。在实际应用中也发现:除齿顶角和前倾角这两个参数之外,尖锥形齿与常规PDC齿的位置关系也值得深入研究其研究结果有望进一步提高尖锥形后备齿PDC钻头的破岩效率和使用寿命。 展开更多

关键词 尖锥形齿 齿顶角 前倾角 PDC钻头 有限元仿真 现场试验

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流道形状对PDC钻头携岩和冷却效率影响研究 被引量：4

14

作者 况雨春 王芳 +1 位作者 冯明 魏莉鸿 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第3期49-56,共8页

在实际钻井过程中,PDC钻头的流道形状对钻头是否泥包有着重要影响。为了深入了解流道形状对PDC钻头携岩和冷却效率的影响规律,文中通过改变排屑槽轮廓平分线与切削轮廓平分线的夹角α值大小来调整PDC钻头模型的流道形状,并对各钻头模型... 在实际钻井过程中,PDC钻头的流道形状对钻头是否泥包有着重要影响。为了深入了解流道形状对PDC钻头携岩和冷却效率的影响规律,文中通过改变排屑槽轮廓平分线与切削轮廓平分线的夹角α值大小来调整PDC钻头模型的流道形状,并对各钻头模型进行破岩仿真获取各个切削齿的切削量、岩屑初始运动速度和方向;将具有一定质量流量、初始运动速度和方向的岩屑假设为从齿面生成进入流场的球状颗粒,采用拉格朗日粒子追踪法对岩屑颗粒运动进行追踪;把滞留岩屑量、流道排出岩屑匹配值均方差σ和切削齿散热量相对值作为钻头携岩和冷却效率的量化评价指标。数值结果表明:流道形状直接影响钻头的携岩和冷却效率,α值越大σ越小,井底的滞留岩屑量越小,钻头冷却效率越高。受PDC钻头结构设计限制,流道的形状设计存在一个最优值,且其最优夹角α值应在0°左右,正角最佳。 展开更多

关键词 PDC钻头 流道形状 携岩效率 冷却效率 量化评价

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利用点源函数论证压裂水平井技术极限井距 被引量：1

15

作者 曾嵘 张燃 邓元洲 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2018年第6期37-39,52,127,共5页

Y151井区准备大规模开展水平井压裂施工,为准确评价Y151井区块水平井缝网压裂的适应性,有必要开展相关理论研究工作。通过点源函数建立的水平井、缝网压裂水平井地层压力分布函数,建立缝网压裂水平井有效压力驱替系统,确定压裂井-水平... Y151井区准备大规模开展水平井压裂施工,为准确评价Y151井区块水平井缝网压裂的适应性,有必要开展相关理论研究工作。通过点源函数建立的水平井、缝网压裂水平井地层压力分布函数,建立缝网压裂水平井有效压力驱替系统,确定压裂井-水平井联布和压裂井-缝网压裂水平井联布的最小压力梯度和井半距的函数关系,并根据工区启动压力梯度计算对应的技术极限技术井距。研究表明,Y151井区有效驱替系统最小压力梯度和井半距成三次多项式函数关系,根据工区启动压力梯度可计算不同井形联布的技术极限技术井距。 展开更多

关键词 缝网压裂 水平井 地层压力分布 技术极限井距

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新型抗扭转冲击结构锥形齿PDC钻头的研发与应用 被引量：2

16

作者 杨博仲 姚建林 沈欣宇 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2018年第5期12-15,131,132,共6页

川东地区二叠系长兴组含硅质及燧石结核,可钻性极差,属区域性提速瓶颈地层,近年来优选了多个国内外厂家的PDC钻头开展钻井提速试验,平均机械钻速仅为1. 5 m/h,单只进尺不足120 m。文章根据二叠系长兴组地层的岩石力学分析结果,运用硬夹... 川东地区二叠系长兴组含硅质及燧石结核,可钻性极差,属区域性提速瓶颈地层,近年来优选了多个国内外厂家的PDC钻头开展钻井提速试验,平均机械钻速仅为1. 5 m/h,单只进尺不足120 m。文章根据二叠系长兴组地层的岩石力学分析结果,运用硬夹层的切削结构设计、抗涡动布齿设计、力平衡设计、水力结构设计等技术,研发了一种以抗扭转冲击结构为主体的锥形切削齿PDC钻头,现场试验证明该钻头对二叠系长兴组难钻地层适应性强,平均单只钻头进尺和平均机械钻速同比国产钻头、进口PDC钻头均有大幅提高,提速效果显著,为该区难钻地层提速提供了一种新的技术手段。 展开更多

关键词 川东地区 PDC钻头 锥形齿 钻井提速

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覆膜支撑剂导气阻水效果可视化试验研究 被引量：5

17

作者 谭晓华 丁磊 +2 位作者 胥伟冲 瞿霜 温中林 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期117-123,共7页

为评价覆膜支撑剂的导气阻水效果,为应用覆膜支撑剂实现低渗水驱气藏控水稳产提供依据,采用喷涂工艺制备了用于水侵低渗气井压裂的覆膜支撑剂,采用水滴试验评价了其疏水性;通过填砂管相对渗透率试验,分析了覆膜支撑剂与普通石英砂的气-... 为评价覆膜支撑剂的导气阻水效果,为应用覆膜支撑剂实现低渗水驱气藏控水稳产提供依据,采用喷涂工艺制备了用于水侵低渗气井压裂的覆膜支撑剂,采用水滴试验评价了其疏水性;通过填砂管相对渗透率试验,分析了覆膜支撑剂与普通石英砂的气-水两相渗透规律;模拟渗流通道建立渗流模型,进行了可视化水驱气试验,研究驱替过程中气水在普通石英砂带和覆膜支撑剂带的运移方向和规律。通过相渗试验发现,覆膜支撑剂具有提高气相相对渗透率、抑制水相流动的作用。通过可视化水驱气试验发现,覆膜支撑剂具有疏水导气的作用,与模型中处于普通石英砂带模拟井相比,处于覆膜支撑剂带模拟井的产气量大幅提高、产水量大幅降低。TN气田X21井采用覆膜支撑剂进行重复压裂后,产气量恢复正常,产水量大幅降低,实现了二次生产。研究结果表明,覆膜支撑剂具有较好的导气阻水效果,可以为低渗水驱气藏控水稳产提供技术支持。 展开更多

关键词 覆膜支撑剂 疏水导气 水侵 渗流模型 相对渗透率

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扭力冲击器流体仿真优化与试验 被引量：3

18

作者 何超 邓虎 +2 位作者 罗祝涛 李枝林 徐建超 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2023年第4期26-32,共7页

钻井作业过程中的粘滑现象严重制约了钻井提速,而扭力冲击器通过将部分钻井液的能量转化为扭转冲击能,产生高频低幅的扭向冲击力,以解决钻进时钻头的“粘—滑”问题,从而提高钻进效率。为了弄清钻井液在扭力冲击器中的流场特性以及影响... 钻井作业过程中的粘滑现象严重制约了钻井提速,而扭力冲击器通过将部分钻井液的能量转化为扭转冲击能,产生高频低幅的扭向冲击力,以解决钻进时钻头的“粘—滑”问题,从而提高钻进效率。为了弄清钻井液在扭力冲击器中的流场特性以及影响扭力冲击器输出冲击扭力的因素,文章对自主研发的扭力冲击器做了4个典型工况下的钻井液在纵横向上的压力和流速分布仿真及排量大小、分流孔结构对扭力冲击器输出冲击扭力的影响。结果表明,扭力冲击器的锤座、偏心锤、换向阀在不同工作状态下所受的流体冲击扭力范围分别为156.4~1484.7、572.7~2219.4、728.4~735.6 N·m;直槽式方形孔的效果较好;随着钻井液排量的增加,冲击扭力增加。该扭力冲击器经过地面测试,在钻井液排量达到30 L/s以上时,其扭力冲击可以达到900 kN以上,并在试验井中实现提速22%。 展开更多

关键词 扭力冲击器 粘滑现象 流场特性 压力分布仿真 流速分布仿真

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原位条件PDC钻头破岩机理研究与现场试验 被引量：2

19

作者 刘彬 姚建林 喻可彬 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2023年第4期38-44,共7页

文章以四川盆地蓬莱气区沙溪庙底、自流井组、须家河组地层为例,开展了原位温度、压力下的抗压强度和可钻性研究。探索了原位参数对岩石特性的影响规律:原位条件下,地层强度呈非线性增长,岩石塑性增强,切削过程由体积破岩转化为研磨性破... 文章以四川盆地蓬莱气区沙溪庙底、自流井组、须家河组地层为例,开展了原位温度、压力下的抗压强度和可钻性研究。探索了原位参数对岩石特性的影响规律:原位条件下,地层强度呈非线性增长,岩石塑性增强,切削过程由体积破岩转化为研磨性破岩;揭示了原位可钻性变化规律:沙溪庙底、自流井组和须家河组在地表和原位条件下的可钻性级值分别为5~6、7~8、6~7,原位条件下上述地层平均钻速分别降低50.6%、61.2%和43.8%,破岩效率显著降低。基于离散元法建立了原位温度压力下的自流井组地层-异形齿互作用模型并开展了破岩模拟研究,获得了针对自流井组的最佳切削齿齿形和钻头结构参数,即最佳齿形三棱齿、后倾角20°、齿径16 mm。基于理论研究成果研发的PDC钻头在四川盆地蓬深X井自流井组地层开展现场试验,平均机械钻速同比邻井提高27.2%。现场试验表明文章研究成果能够有效指导蓬莱气区自流井组地层钻头设计。 展开更多

关键词 蓬莱气区 原位条件 岩石力学试验 可钻性试验 离散元破岩模拟

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不同工况下套管偏梯形螺纹连接的温度-应力耦合

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作者 许定江 练章华 +1 位作者 邓元洲 林铁军 《石油机械》 2015年第12期68-72,共5页

偏梯形螺纹相比圆形螺纹不易产生滑扣,在许多苛刻的井深结构中被广泛采用。结合弹塑性力学以及有限元理论,利用ANSYS软件建立了偏梯形螺纹接头的有限元模型,对模型进行了不同工况下的温度-应力耦合分析,分析了温度载荷对套管螺纹接头应... 偏梯形螺纹相比圆形螺纹不易产生滑扣,在许多苛刻的井深结构中被广泛采用。结合弹塑性力学以及有限元理论,利用ANSYS软件建立了偏梯形螺纹接头的有限元模型,对模型进行了不同工况下的温度-应力耦合分析,分析了温度载荷对套管螺纹接头应力、接触压力及接头附近位移的影响。分析结果表明,在螺纹接头两端轴向位移受约束的情况下,温度载荷对接触面的Mises应力和接触压力影响显著,两者均随温度载荷的升高而增大,且在达到较高温度后增大趋势变缓;偏梯形螺纹扣牙过盈接触时,比较不同扣牙的Mises应力和接触压力,呈现两端大、中间小的趋势,且在轴向受拉和受压工况下,接头附近的位移变化十分明显。 展开更多

关键词 套管 偏梯形螺纹 温度载荷 Mises应力 接触压力 热应力

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