奥陶系地层压力剖面预测新方法研究

利用欠平衡钻井能及时发现并保护油气藏,其关键是要准确预测地层压力剖面。根据井壁失稳力学机理,分析地应力、地层孔隙压力、拖拽力和温度对井壁应力分布影响,建立欠平衡钻井的井壁力学模型;利用Boit理论及室内实验,建立奥陶系地层孔隙压力模型。研究结果表明:有效应力与体积弹性模量呈指数关系;拖拽力和温度对井壁应力分布的影响不可忽略。对奥陶系地层进行压力预测,经现场验证,该预测结果对现场施工具有很好的指导意义。     

科学大洋钻探回顾与展望

本文回顾了科学大洋钻探40多年的发展历程,综述了大洋钻探计划的重要科学成就,展示了新世纪IODP大洋钻探将使用多个钻探平台,采用新的以地质作用为导向的研究方法,着重研究三个大的科学课题:深部生物圈与洋底下的海洋;环境变化,过程和结果;固体地球循环和地球动力学。地球正在“变小”,人类要改善与她的关系。IODP将为我们提供可能的信息。     

欠平衡钻井多相流模型评价分析

为了给欠平衡钻井工程设计提供切实可行的井底压力预测模型,比较了利用均匀流动方法（Guo Boyun模型）、经验公式方法（BeggsBrill模型、Orkiszewski模型、韩洪升和陈家琅模型）以及力学方法（HasanKabir模型和修正的Ansari模型）建立的三类欠平衡钻井稳定流动模型。利用FORTRAN90分别对6个模型进行了编程求解,模拟了欠平衡钻井过程的环空气液两相流动规律,预测了充气液欠平衡钻井的井底压力。并把模型预测结果和现场施工数据以及全尺寸试验井试验数据进行了验证,分别指出了6个模型的预测精度。验证结果表明用力学方法建立的修正的Ansari模型的预测精度较高,可以满足欠平衡钻井井底压力设计的工程精度要求。推荐在欠平衡钻井工程设计中使用该方法,保证全过程的欠平衡钻井,实现欠平衡钻井的经济效益。     

基于面向对象的钻井模拟器图形系统设计

钻井模拟器图形系统是钻井模拟器的一个子系统,主要以三维图形的方式,在脱离钻井现场的情况下向用户展示钻井现场的实物以及各操作的过程。由于系统复杂,以起钻工艺为例讲述如何运用面向对象的思想进行钻井模拟器图形系统的设计。介绍了起钻的工艺流程,着重分析了该工艺中的提取动画动作和元素。阐述了如何针对该工艺进行类和程序的设计。实践证明,该系统在运用了面向对象的方法设计之后,具有扩展性强、灵活性高等特点。     

应变测试法测试钻井参数的数据采集系统设计

设计了一种基于应变测试法的钻井工程参数随钻数据采集系统。采用四应变片全桥方式,可以对钻压、扭矩、侧向力、环空压力等钻井工程参数进行随钻测试。数据采集系统采用ADμC8xx系列单片机为主控制器,另外设计了相应的外围信号调理模块、数据存储模块、数据通信模块和电源模块等。实验结果说明该数据采集系统用于井下钻井工程参数的测试是可行的。     

水平定向钻管道穿越中力学参数研究

针对目前定向钻管道穿越工程的理论与力学分析方面在很大程度上依靠经验,力学参数值难以定量确定的问题,通过对定向钻穿越施工中的土压力、泥浆压力等关键参数的理论分析,指出穿越工程中的三类垂直土应力,提出了最小需要泥浆压力和最大允许泥浆压力两个新概念,并推导出各自的计算公式。依据该公式对某管道穿越工程进行分析,得到了关键力学指标的定量值。水平定向钻管道穿越中力学参数的理论化可为工程实际提供参考。     

切削时段钻头工作角度变化的研究

在轴向振动钻削过程中,各切削参数的变化对钻头的工作角度会产生很大影响.由于刀具是断续切削的,所以首先求解切削的起终点,进而计算在切削时段内刀具的工作前后角,结合金属切削理论,分析加工参数的合理性,给出了振动钻削参数选择的理论依据.     

轴力及重力作用下钻杆最大弯曲应力计算

在考虑了钻杆接头、轴向力、钻杆重量以及钻杆本体与井壁接触等因素的前提下 ,应用平面弹性梁理论建立了钻杆在轴向拉力、轴向压力和轴向力为零时钻杆的最大弯曲应力计算模型。运用该模型计算出的钻杆最大弯曲应力远大于按井眼曲率计算的弯曲应力 ,这说明钻杆接头对钻杆弯曲应力的分布有较大的影响。在计算钻柱强度时 ,应考虑接头对钻杆弯曲应力的影响 ,以实现安全钻井。     

垂直井中旋转钻柱受拉段分岔研究

在以往对钻柱稳定性的研究中 ,人们对受压段钻柱的稳定性问题给予了足够的重视 ,而对受拉段钻柱稳定性的研究则明显不足。钻柱属于细长柔性杆件 ,大部分钻柱在工作时处于受拉状态。在旋转钻井作业中 ,当钻柱较长且转速与拉力存在某种关系时 ,钻柱受拉段也会发生屈曲变形。考虑到垂直井中钻柱受拉段在旋转时的转动效应 ,建立了顶部悬挂、受分布浮重作用的旋转细长钻柱的分岔微分方程。通过对方程的数值求解 ,得到了相应的分岔值曲线。利用该计算模型可以模拟石油钻井工程中旋转细长钻柱受拉段的工作状态 ,所得结果对钻井作业具有一定的指导意义。     

酯基钻井液物性及应用研究

酯基钻井液是最早应用于现场的合成基钻井液。大量调研结果表明 ,在组成上 ,国外酯基钻井液的配方中大多含有一种低剪切速率流变性调节剂 ;在基液性能上 ,与柴油相比 ,酯基液的闪点较高 ,倾点较低 ,这表明酯不易燃 ,流动性好 ;在环保性能上 ,无论是毒性、生物降解还是蒸气测试结果 ,酯基钻井液均表现出了优良的性能。此外 ,酯基钻井液还具有优良的清洁井眼能力和润滑性能以及特殊的页岩抑制性。使用这种钻井液可以提高钻速 ,节约钻井成本 ,具有较好的应用效果