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超高压射流钻头破岩特性及设计

西安石油大学学报(自然科学版) 2024年

作者：张欢王琦杨洋洋徐长龙赵健毛炳坤张荣军西安石油大学石油工程学院西部低渗-特低渗油藏开发与治理教育部工程研究中心西安市致密油(页岩油)开发重点实验室(西安石油大学) 中石化胜利油田分公司油气井下作业中心中石油渤海钻探工程有限公司工程技术部中石油西部钻探工程有限公司准东钻井公司中国石油大学(华东)东营科学技术研究院中国船舶集团有限公司武汉船用机械有限责任公司

为提高井下钻头射流压力，设计超高压射流钻头，基于光滑粒子流体动力学理论及钻头设计方法，开展了超高压水射流作用下岩石破碎特性分析，设计并加工了配套超高压钻头，并进行了现场试验。结果表明：随着水射流不断侵彻，破碎坑直径和... 详细信息

为提高井下钻头射流压力，设计超高压射流钻头，基于光滑粒子流体动力学理论及钻头设计方法，开展了超高压水射流作用下岩石破碎特性分析，设计并加工了配套超高压钻头，并进行了现场试验。结果表明：随着水射流不断侵彻，破碎坑直径和深度逐渐增加，射流的回弹扩散效应是决定水射流破碎坑直径的重要影响因素。高压水射流冲击岩石产生的第一主应力显著高于岩石抗拉强度，第一主应力极大值主要分布在破碎坑表面。超高压PDC钻头为六刀翼式钻头，采用双锥轮廓，主切削齿后面布置较小PDC复合片切削齿，超高压喷嘴的位置位于PDC切削齿所在刀翼后面，出口角度为沿钻头旋转方向向前13°；超高压射流钻头试验结果表明，平均机械钻速同比提高了71.95%，提速效果显著。

关键词：超高压射流破岩特性钻头设计水力结构现场试验

控压钻井环空卡森流体两相螺旋流轴向速度研究

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应用力学学报 2021年第3期38卷 1022-1027页

作者：伊明黄志强戴勇席云龙安俊孔祥伟长江大学石油工程学院武汉430000 中国石油西部钻探工程技术研究院克拉玛依834000 中国石油集团油田技术服务有限公司钻井技术部北京100007 中国石油西部钻探克拉玛依钻井公司克拉玛依834000

考虑控压钻井环空气液两相流参数、钻井液周向与轴向运动等因素,本文提出了控压钻井环空卡森流体两相螺旋流柱坐标理论模型;通过新疆玛湖油田区块具体实例,分析了摩阻压降、屈服应力、环空外径、空隙率等对控压钻井两相螺旋流轴向速度... 详细信息

考虑控压钻井环空气液两相流参数、钻井液周向与轴向运动等因素,本文提出了控压钻井环空卡森流体两相螺旋流柱坐标理论模型;通过新疆玛湖油田区块具体实例,分析了摩阻压降、屈服应力、环空外径、空隙率等对控压钻井两相螺旋流轴向速度的影响。结果表明:控压钻井环空卡森流体两相螺旋流流核及流速峰值向钻杆壁面靠近,距离环空内壁与钻杆外壁中心点的偏度可达8.36%;由于柯特流及钻井液动粘切力下降的影响,随杆转速和管径增大,卡森流体最大速度峰值在轴向的分布向环空壁面移动;随屈服应力的增大,流核宽度呈现增大趋势,当钻井液屈服应力为1.9Pa时,卡森流体流核宽度约为19.3mm;随控压钻井环空内空隙率增大,气液两相的粘度下降,螺旋流的轴向速度峰值呈增大趋势。分析螺旋流轴向速度分布可为控压钻井井口回压加载及环空流速控制提供帮助。

关键词：控压钻井柯特流卡森流体气液两相螺旋流轴向速度

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满足碳酸氢钠岩层安全钻进要求的钻井液体系

钻井液与完井液 2012年第4期29卷 31-34,89-90页

作者：张勇张兴国李跃明缪庆林廖礼李称心中国石油西部钻探钻井工程技术研究院新疆克拉玛依

针对准噶尔盆地西部隆起乌夏断裂带的碳酸氢钠岩层安全钻进问题,开展了碳酸氢钠岩层钻井液体系的研究。由室内研究结果得到,用42%复合盐水溶液作基液配制钻井液,可以抑制碳酸氢钠岩层的溶解,提高钻井液抗CO32-和HCO3-离子污染的能力。... 详细信息

针对准噶尔盆地西部隆起乌夏断裂带的碳酸氢钠岩层安全钻进问题,开展了碳酸氢钠岩层钻井液体系的研究。由室内研究结果得到,用42%复合盐水溶液作基液配制钻井液,可以抑制碳酸氢钠岩层的溶解,提高钻井液抗CO32-和HCO3-离子污染的能力。性能评价结果表明,该钻井液抗CO32-和HCO3-离子的总浓度在100 000 mg/L以上;该钻井液具有较强的抑制性能和较好的润滑性能,可以抗5%NaCl、5%劣质土或1%Ca2+的污染;膨润土块在该钻井液中热滚后的一次回收率达94.76%,二次回收率达85.28%,配方在不加润滑剂情况下的极压润滑系数为0.168,摩阻系数为0.083 9。指出,现场需根据实际情况适时调整复合盐中各种盐的比例以及复合盐的加量,保证Cl-离子含量不低于160 000 mg/L,将钻井液的pH值控制在9以上,及时补充各处理剂的量。

关键词：碳酸氢钠岩层水基钻井液抗污染碳酸根碳酸氢根复合盐氯离子含量

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抗盐聚合物乳液的性能与现场应用

油田化学 2023年第4期40卷 643-649页

作者：贾飞李帅帅余延波罗磊杨育恒廖泽姜鑫淼西部钻探井下作业公司储层改造研究中心新疆克拉玛依834000

针对常规滑溜水减阻剂在高温、高矿化度下性能严重下降的问题,研制了免混配抗盐聚合物乳液为减阻剂,并开展聚合物乳液配方优选研究。通过室内实验研究了清水和玛18水配制压裂液的流变性、黏弹性、降阻性能、破胶性能及对岩心伤害情况,... 详细信息

针对常规滑溜水减阻剂在高温、高矿化度下性能严重下降的问题,研制了免混配抗盐聚合物乳液为减阻剂,并开展聚合物乳液配方优选研究。通过室内实验研究了清水和玛18水配制压裂液的流变性、黏弹性、降阻性能、破胶性能及对岩心伤害情况,并进行了现场应用。研究表明:质量分数为0.05%~1.2%的抗盐聚合物乳液,在高矿化度(21 159.88 mg/L)下黏度保持率在32.5%~62.5%之间,质量分数在0.2%~0.5%之间时能达到低矿化度下质量分数为0.1%~0.2%的压裂液体系性能,且流体的弹性模量占主导地位。抗盐聚合物乳液降阻率比常规聚合物乳液高4百分点以上。压裂液破乳液的表面张力小于28 mN/m、与煤油间的界面张力不高于2 mN/m,残渣含量低于50 mg/L,对岩心伤害较低。现场应用时采用聚合物浓度阶梯式增加的思路,砂浓度在30~270 kg/m^(3)时,聚合物质量分数范围应在0.15%~0.2%,砂浓度在300~360 kg/m^(3)时,聚合物质量分数范围应在0.2%~0.35%。进一步优化聚合物质量分数为0.15~0.35%,施工时降阻率可达到85%左右,试验井投产后效果较好,为玛湖油田水平井有效使用聚合物压裂液体系提供一种合理技术方案。

关键词：高矿化度免混配抗盐聚合物乳液弹性模量现场应用

水平井多裂缝压裂改造技术在苏里格气田的应用

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油气井测试 2013年第6期22卷 64-65,76页

作者：郑克祥李阳张兴国刘娟王肃凯王岩西部钻探工程公司钻井工程技术研究院新疆克拉玛依834000 新疆油田公司新疆克拉玛依834000

针对苏里格储层的超低渗特点,提出了通过压裂改造形成主裂缝与次生裂缝相结合的裂缝系统的储层改造思路。通过采用暂堵剂实现缝内暂堵压裂,裂缝监测结果表明运用多裂缝压裂工艺能够在压裂过程中形成多裂缝,在4口井的现场应用中取得了良... 详细信息

针对苏里格储层的超低渗特点,提出了通过压裂改造形成主裂缝与次生裂缝相结合的裂缝系统的储层改造思路。通过采用暂堵剂实现缝内暂堵压裂,裂缝监测结果表明运用多裂缝压裂工艺能够在压裂过程中形成多裂缝,在4口井的现场应用中取得了良好的增产效果。

关键词：苏里格气田水平井多裂缝压裂产能

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井下套管封井器现场应用技术研讨

新疆石油天然气 2009年第4期5卷 95-100页

作者：刘伟曹淑媛穆总结张胜鹏西部钻探克拉玛依钻井公司新疆克拉玛依830034

随着勘探开发的不断深入,全过程欠平衡钻井技术以其优越的钻探效果而为越来越多的业内人士所认可,我院率先自行研制的井下套管封井器使实现全过程欠平衡钻井技术成为可能。现场实践及理论分析表明,性能可靠的井下套管封井器必须应用以... 详细信息

随着勘探开发的不断深入,全过程欠平衡钻井技术以其优越的钻探效果而为越来越多的业内人士所认可,我院率先自行研制的井下套管封井器使实现全过程欠平衡钻井技术成为可能。现场实践及理论分析表明,性能可靠的井下套管封井器必须应用以完善配套的工艺才能真正实现全过程欠平衡钻井,才能切实为油田产能建设作出贡献。本文从全过程欠平衡钻井技术及井控工艺的角度出发,通过理论分析,结合现场实践系统分析了应用井下套管封井器实现欠平衡起下钻、欠平衡电测的工艺要点及作业流程,并对井下套管封井器的现场应用提出了认识及建议。

关键词：井下套管封井器现场应用全过程欠平衡钻井

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深井裸眼侧钻仿真研究及应用

西部探矿工程 2024年第9期36卷 47-50页

作者：赵强吴鑫磊刘康赵伟渤海钻探第四钻井工程分公司河北河间062451 渤海钻探管具与井控技术服务分公司天津300280 华北油田质量安全环保监督中心河北任丘062550

裸眼侧钻技术已经成为当前快速解决深井井下复杂的一种有效手段。针对目前深层裸眼侧钻存在的问题,进行了侧钻工具力学分析,同时建立物理模型进行了裸眼侧钻岩石应力仿真研究。在相同钻压下,工具弯度越大,造成的侧向力也就越大,弯螺杆... 详细信息

裸眼侧钻技术已经成为当前快速解决深井井下复杂的一种有效手段。针对目前深层裸眼侧钻存在的问题,进行了侧钻工具力学分析,同时建立物理模型进行了裸眼侧钻岩石应力仿真研究。在相同钻压下,工具弯度越大,造成的侧向力也就越大,弯螺杆和弯接头配合直螺杆的选择会影响侧向位移和侧向力的大小。仿真研究显示,水泥塞处的应力分布较井壁处更为集中,水泥塞面更易被钻头切削破坏,钻头切削水泥面处的区域位移较井壁更大,钻头更加倾向切削水泥塞。水泥硬度与钻头切削位移呈现负相关性。当水泥杨氏模量达到6GPa以后,随着水泥强度的增加,钻头位移变化率变小,位移差越来越小,钻头更加平稳,更有利于侧钻施工。上述研究结合现场实例应用,取得了很好的效果。

关键词：侧钻侧向力仿真水泥强度

新疆油田LuHW301Z双分支水平井钻井技术

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石油钻探技术 2009年第5期37卷 118-120页

作者：王新宋朝晖李晓军林晶中国石油西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井工艺研究院新疆克拉玛依834000

分支井技术是提高采收率及油气开采经济效益的有效技术手段。新疆油田应用自主研发的分支井钻井完井工具,在陆梁油田成功钻成了TAML 4级难度的LuHW301Z双分支水平井。以该分支井钻井完井工具和LuHW301Z井为例,介绍了TAML 4级分支井钻井... 详细信息

分支井技术是提高采收率及油气开采经济效益的有效技术手段。新疆油田应用自主研发的分支井钻井完井工具,在陆梁油田成功钻成了TAML 4级难度的LuHW301Z双分支水平井。以该分支井钻井完井工具和LuHW301Z井为例,介绍了TAML 4级分支井钻井、完井的技术关键,分支井设计及施工的关键技术环节,为今后国内油田实施和推广TAML 4级分支井技术提供了借鉴,积累了经验。

关键词：分支井水平井斜向器井身结构套管开窗

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鼠李糖脂复配渗吸剂在压裂液中的驱油性能

钻井液与完井液 2023年第3期40卷 403-409页

作者：贾飞陈仙江纪拥军樊庆虎孟宪行马越白叶雷陈胜安西部钻探井下作业公司储层改造研究中心新疆克拉玛依834000 中国石油新疆油田公司开发公司新疆克拉玛依834000

针对低渗透油藏以体积压裂改造为主,无法持续提高产量和增加油井开发有效期的难题,研究出具有渗吸功能的低伤害压裂液。进行鼠李糖脂、氨基磺酸阴离子表面活性剂APS-12和氢氧化钠的复配实验,得到鼠李糖脂复配渗吸剂,并开展其在压裂液中... 详细信息

针对低渗透油藏以体积压裂改造为主,无法持续提高产量和增加油井开发有效期的难题,研究出具有渗吸功能的低伤害压裂液。进行鼠李糖脂、氨基磺酸阴离子表面活性剂APS-12和氢氧化钠的复配实验,得到鼠李糖脂复配渗吸剂,并开展其在压裂液中的界面张力、润湿性、洗油能力、乳化降黏和微观驱油机理研究。实验结果表明,鼠李糖脂复配渗吸剂降低聚合物压裂液破胶液界面张力的能力较强,浓度大于0.4%时,降低界面张力的能力减弱,其剥离油膜过程需要一定的时间,因为需要较长的时间才能够将疏水性的基底表面转变为亲水性。不同浓度的鼠李糖脂复配渗吸剂与稠油混合后,可以形成较好的乳状液,降低原油黏度,起到乳化降黏的作用,但在室温下对油砂的洗油能力有限。然而在60℃的静态渗吸实验中,加入相同浓度的鼠李糖脂复配渗吸剂的胍胶和聚合物压裂液均能发挥渗吸作用,通过微观驱油实验发现,其降低了岩石表面对原油的束缚能力,表面亲水能力逐渐变强,孔喉中的毛细管力从抑制油滴运动,转而变成具有驱动油滴运动的主动力,压裂液的功能得到扩展。

关键词：渗吸鼠李糖脂润湿性洗油能力驱油机理

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