屈服—假塑性流体轴向层流流场分析

文中对钻柱内和同心环空中屈服—假塑性流体轴向层流流场进行了分析,建立了轴向流速、流量、压力梯度、剪切应力,剪切速率、视粘度等参数的数学表达式。求解了钻柱内和同心环空中流核的大小,并与幂律流体及宾汉流体作了对比,绘制了上述参数在钻柱内与环空中的分布规律,为管道和钻井水力参数的设计与制定提供了科学依据。     

叶片形状对岩屑床清除工具作用效果的影响规律

近年来出现的多种不同结构形状的岩屑床清除工具,能有效提高复杂井的岩屑清除效率,弥补传统岩屑清除方法的不足。现有研究对不同类型岩屑床清除工具作用机理的认识并不完全,制约了其进一步的开发与应用。为了分析不同叶片形状对岩屑床清除工具作用效果的影响规律,采用CFD(计算流体动力学)软件,对3种形状(螺旋形叶片、V形叶片、直棱形叶片)的岩屑床清除工具环空流场的流动特性进行了仿真模拟。结果表明:3种工具都有助于岩屑床的破坏和岩屑在环空中的运移,但不同岩屑床清除工具在井筒流场的压力、速度、涡流特征、岩屑分布方面具有各自的作用特点;在岩屑床清除效果方面,螺旋形和V形岩屑床清除工具强于直棱形。这些都为工具的使用选型和研制优化提供了重要的参考价值。     

深井超深井钻完井技术现状、挑战和“十三五”发展方向

"十二五"期间,为解决塔里木、四川等盆地超深油气藏勘探开发所遇到的深井超深井钻完井难题,中石油研制了一批具有自主知识产权的重大装备、工具、仪器、工作液等,包括:①8 000 m钻机、四单根立柱超深井钻机、5 000/7 000 m钻机管柱自动化处理装置、精细控压钻井技术与装备、双燃料/高可靠性钻机动力机组、气体/欠平衡钻井装备等6项深井超深井核心装备;②自动垂直钻井工具、涡轮钻具、高效PDC钻头、系列复合钻头、水力脉冲提速工具、钻井井下安全监控系统、顶驱下套管装置等7项核心工具;③高温高密度水基钻井液、油基钻井液、高温大温差固井水泥浆、韧性水泥浆体系等4项钻井液和水泥浆体系。研究认为,"十三五"期间深井超深井钻完井所面临的挑战包括:深井超深井高温、高压、窄密度窗口、井筒完整性等,以及降本增效的巨大压力,亟待在深井超深井高效运移钻机、高效破岩钻头和辅助工具、井筒完整性、井下宽带信息传输技术等方面开展攻关并力争取得技术突破。结论认为:上述研究和试验成果有力地提升了中石油超深井钻完井的能力和水平,将对中石油油气勘探开发业务起到重要的支撑作用。     

转变发展方式 促进钻探企业做大做强

随着我国油气勘探开发逐步向深层、低渗透、非常规等领域发展,对工程技术的依赖程度加剧,钻探工作量呈现出快速增长的态势;技术服务市场呈现出多元竞争主体、多样化竞争手段、多层面激烈竞争的格局。中国石油工程技术服务业不仅面临着国外工程技术服务公司、国内民营企业、以及二者"联合体"等多方面的挑战,而且在体制上、技术上、核心竞争力上都存在一些问题,亟待转变发展方式,使目前的"大而不强"成长为"又大又强"。文章介绍了中国石油钻探企业现状与技术实力,并与国外知名工程技术服务公司和承包商进行了对标分析,提出中国石油工程技术服务业在服务模式上,应逐步由单项工程技术承包向提供一体化解决方案转变;在技术开发上,应由跟踪模仿向自主创新转变;在工作目标上,应由单纯的钻井提速向提速、提产转变;在服务功能上,应由常规油气钻探向非常规、新能源和深水油气钻探转变,并适时整体整合上市,以实现工程技术业务的跨越式发展。     

螺杆钻具配合高效钻头提高钻井效率的试验研究

在深井和超深井钻井中,由于"转盘钻配合牙轮钻头"限制了钻头转速的提高。1997年在青海油田冷科1井三个井段进行了"螺杆钻具配合高效钻头"提高钻井效率的试验研究。第1次在3727.40~3751.87m,进尺24.47m,机械钻这0.87m/h,钻速比牙轮钻头提高20.83%;第2次在3756.77~3898.83m,进尺142.06m,机械钻速1.27m/h,比牙轮钻头进尺提高近2倍,钻速提高75.83%;第3次在4200.26~4305.45m,进尺105.19m,机械钻速0.74m/h,钻速比牙轮钻头提高60.87%。试验结果表明,使用"螺杆钻具配合高效钻头"不仅能提高深部井段的机械钻这,而且如果钻头、地层和螺杆钻具三者匹配合适,其它参数选用得当的话,提高钻速还有很大潜力。     

采用分枝井技术经济地开发低渗透油气田

分枝井钻井完井系统可通过机械方式将分枝井与主井眼连接起来，并允许选择地开采或混合开采各分枝井段。它能够提高低渗透油田的原油采收率、增加产能和节约成本。文中简要给出了分枝井在类型选择、轨迹设计、钻柱设计和完井方式设计等方面的原则和方法。并介绍了这项特殊技术在低渗透油藏中的应用情况。认为分枝井技术是开发低渗透油气藏的经济有效手段。     

国外钻、完井技术断进展与发展趋势（Ⅱ）

研究了近年来国外完井技术革新与进步情况，完井技术创新主要围绕水平井开展，在i-Frac完井工具、智能完井、多级压裂完井技术方面都有新进展，特别是膨胀管技术和多级完井工艺得到不断发展并走向成熟；压裂段数倍增技术、缝网压裂技术、高速通道压裂技术等的进步使压裂呈现出平均分压段数不断增加、平均段间距不断减小、平均单段加砂量不断增加的发展趋势；正在开发的双壁同心钻杆钻井新方法、无钻机钻井方法、天然气水合物开发钻采技术、太空钻探技术、深冷压裂技术等有望使钻井技术发生新的革命。     

碳中和愿景下油气钻井的数字化、智能化转型之路

钻完井工程历经百年发展,经历了概念-经验-科学-自动化钻井4个发展阶段,形成了以钻完井工艺原理、方法为指导,以装备、工具、软件为手段的钻完井工程技术体系。当前,全球碳中和愿景的实施,将大幅度减少对油气能源的需求与油气勘探开发投资,油服企业碳足迹控制和安全环保保障压力增大,工程技术服务效益空间被压缩,以绿色低碳为特征的石油钻井转型势在必然。石油钻井的数字化、智能化是顺应新达峰目标和碳中和愿景、实现其高质量发展的必由之路。调研了油气钻井数字化、智能化技术发展现状,分析了目前钻井工程技术发展面临的挑战,提出了从智能钻完井技术的3个层面实现传统工程技术转型升级、跨越式发展,将智能地面装备、智能井下工具依托智能软件作为交互系统协同运行,完成一个闭环钻井优化过程,形成钻完井数字化转型协同生态,实现数字化转型升级,大幅度提升钻完井作业效率和保障生产安全。     

基于BP神经网络的钻井复杂情况和事故诊断

根据钻井过程中复杂情况和事故发生及处理的特点,基于人工智能BP神经网络算法,构建了BP神经网络的钻井复杂情况与事故诊断模型,对复杂情况与事故的预测更加合理,精度更高。分析了钻井事故状态下工程参数的变化,采用不确定理论建立了基于可信度因子CF的训练样本构建模型。对BP神经网络算法进行了修正,改进了网络适应度及运算精度。实例证明,基于BP神经网络的诊断模型,能够实现钻井复杂情况与事故快速可靠诊断。     

定向井同心环空RS流体稳态波动压力研究

波动压力是影响井眼稳定的主要因素，其大小对维护井眼内压力平衡、设计井身结构和泥浆性能的确定、以及确定合理的起下钻（或下套管）速度有重要意义。文中以Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ──Ｓｔｉｆｆ流变模式为基础，从理论上推导了定向井同心环空中起下钻或下套管过程中在稳定层流条件下，钻井液粘性产生的波动压力计算模式，并绘制了不同情况下波动压力系数的变化规律曲线及给出计算示例，提供给现场应用。