国家自然科学基金(51174220)
- 作品数：9 被引量：57H指数：5
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- 相关机构：中国石油大学（北京）中国石油化工集团公司教育部更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国石油科技创新基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程更多>>
- 井底温度对机械钻速影响数值模拟研究
- 2013年
- 近年来,气体钻井在国内外的应用越来越广泛,其机械钻速高于钻井液钻井,气体钻井提高机械钻速的机理有待进一步研究。本文在弹性力学、热弹性理论的基础上建立气体钻井井底岩石物理模型,考虑温度和初始地应力对井底岩石应力场的影响,采用有限元软件对井底温度场和应力场进行数值模拟。结果表明,井底钻头前方待破碎岩石存在一个低应力区域,考虑温度后的低应力区域大于不考虑温度的低应力区;不考虑温度情况下井底、井壁局部岩石受拉应力作用,考虑温度情况下井底、井壁岩石均受到拉应力作用;由于拉应力的作用降低了钻头破岩难度,有利于提高机械钻速;温度对井底应力状态的影响是显著的,在井底应力场研究中应作为一个不可忽略的因素。
- 仉洪云高德利郭柏云
- 关键词：气体钻井温度拉应力数值模拟
- 目标垂深和造斜率不确定条件下的水平井轨迹设计被引量：5
- 2012年
- 在水平井钻井中普遍存在工具造斜率和目标垂深不准确的现象,这使水平井井眼准确进入目标窗口的难度大大增加,甚至导致脱靶。由此提出了解决该问题的方法,研究表明:采用双增型水平井设计出中间稳斜段的最佳稳斜角,在钻进中及时发现标志层或油层顶界面等方法,可以解决目标垂深和造斜率不准确的问题。考虑了标志层的倾角和储层倾角不平行的情况,并推导了整套设计的计算公式,并通过实例验证了标志层倾角的重要性。
- 孙腾飞高德利张辉梁奇敏
- 关键词：水平井
- 基于改进灰色聚类的钻头优选新方法及其应用被引量：11
- 2013年
- 针对长岭气田登娄库组致密砂岩地层硬、研磨性强、可钻性级别高、钻头优选困难的现状,提出以改进灰色聚类法优选钻头。以改进灰色聚类法优选钻头是将同一区块特定层位已使用过的各个钻头作为聚类对象集,评价钻头的各个指标,如钻头进尺、机械钻速、钻头使用时间及钻头成本等作为聚类指标集,再给出聚类标准集后,即可给出各聚类对象对各聚类标准的聚类系数,通过比较聚类系数大小得出钻头类型的优劣。与常规灰色聚类法相比,该聚类结果更加符合实际情况。长岭气田某些层段上实钻资料应用表明,以改进灰色聚类法选择钻头能有效提高钻井速度,缩短钻井周期,降低钻井成本。
- 张辉陈庚绪
- 关键词：钻头优选灰色聚类机械钻速白化函数长岭气田
- 气体钻井井斜机理研究被引量：6
- 2012年
- 气体钻井存在井斜不易控制的难题,其机理尚不明确。应用纵横弯曲BHA(底部钻具组合)分析方法和钻头与地层相互作用模型,根据实钻资料对比分析了气体钻井和钻井液钻井的地层造斜特性,进而探讨了气体钻井的井斜机理。结果表明,与钻井液钻井相比,气体钻井条件下地层造斜力和钻具降斜力都有增加,但地层造斜力增加的幅度更大,这正是气体钻井更容易发生井斜的原因。因此,建议在用气体钻井技术打直井段时,通过调整钻具组合和钻进参数适当增加钻具的降斜力,以提高井身质量。
- 张辉高德利段明星
- 关键词：气体钻井各向异性
- 目标垂深不确定条件下的水平井轨道设计被引量：5
- 2012年
- 目标垂深不确定在水平井钻井中是普遍存在的情况,这使得水平井井眼准确进入目标窗口的难度大大增加,甚至导致脱靶。文中提出了解决目标垂深不确定时水平井轨道设计问题的基本思路和方法。采用双增型水平井轨道设计出中间稳斜段的最佳稳斜角,在钻进过程中及时发现标志层或油层顶界面等方法,可以解决目标垂深不确定的问题。在前人基础上,同时考虑标志层倾角和储层倾角不平行的情况,对最优稳斜角的计算公式进行了推导,最后采用2个算例进行了验证。
- 孙腾飞高德利杜刚张辉
- 关键词：水平井
- 页岩气水平井钻完井关键技术分析被引量：20
- 2012年
- 页岩气的开发是一个庞大的系统工程,水平井技术是开发页岩气的核心技术之一。从页岩气的储层特征入手,分析了水平井在开发页岩气中应用的巨大优势,包括能够充分利用页岩层天然裂缝、利于后期压裂增产、具有成本效益优势等。阐述了页岩气水平井方位优选、井身结构设计、轨迹控制、钻井液体系、完井技术和钻头优选等关键技术。通过对比国内外页岩气开发状况,认为开发我国页岩气,水平井应作为最优选择,并且由于页岩气藏的独特性,需要在学习借鉴的基础上,开发出一套适合国内各种储层的水平井技术。还对我国页岩气水平井钻井开发工程中可能遇到的问题和挑战,提出了具体建议。
- 陈安明张辉宋占伟
- 关键词：页岩页岩气钻完井技术水平井
- 考虑钻头转速影响的新三维钻速方程被引量：3
- 2015年
- 为了更全面地考虑影响机械钻速的因素、提高预测机械钻速和井眼轨迹的准确性,深入研究了涉及钻头和地层相互作用的三维钻速方程。考虑钻头转速的影响,重新定义了钻头各向异性指数和地层各向异性指数;利用地层各向异性指数和钻头各向异性指数的定义以及坐标变换,建立了考虑钻头转速影响、钻头与地层相互作用的新三维钻速方程。利用新三维钻速方程,实例分析了钻头转速对机械钻速的影响,随着钻头转速的增加,井底平面Xd方向、Yd方向及井底法向Zd方向的机械钻速都随之提高,但井底3个方向的机械钻速随钻头转速增加而提高的幅度并不相同,井底法向Zd方向机械钻速的提高幅度要大于井底Xd和Yd方向机械钻速的提高幅度。研究表明,钻井过程中,利用新三维钻速模型可以预测钻头转速变化对机械钻速和井眼轨迹的影响,也可以通过调整钻头转速、钻头各向异性指数、钻头机械力等参数对井眼轨迹进行控制。
- 刘军波韦红术赵景芳张辉张日鹏
- 关键词：钻速方程
- 底部钻具组合力学特性模拟试验研究被引量：6
- 2013年
- 底部钻具组合(BHA)的力学特性直接影响井身质量、钻井安全与钻速,因此,需要从理论和试验2个方面去研究BHA的力学特性,然而目前试验方面的研究很少。根据相似理论,利用底部钻柱力学装置,模拟研究了钻压和转速对井斜力、方位力、钻头合侧向力及其方向角的影响规律。结果表明:合侧向力随钻压的增大而增大,转速对合侧向力的影响较小;随钻压增大,井斜力增大,转速越大,井斜力越大;方位力随钻压增大而增大,转速对方位力的影响较小;合侧向力方向角随钻压增大而减小,随转速增大而增大。研究结果可为井斜控制机理研究和防斜打快提供理论依据。
- 范永涛高德利张辉房军
- 关键词：钻具组合钻柱力学井斜控制
- 欠平衡钻井条件下地层造斜特性研究被引量：1
- 2012年
- 钻井实践中发现,由于对欠平衡钻井条件下的地层造斜特性不够了解,不能有的放矢地采取措施有效控制井斜。因此,欠平衡钻井条件下地层造斜特性的研究,是一项迫切需要开展的工作,对于欠平衡钻井技术的发展具有重要意义。应用有限元方法分析了不同井底压差下倾斜地层近井底岩石应力的分布状态,得出了井底压差和地层倾角对井底应力分布的影响规律;同时分析并确定了井斜趋势的判定依据,进而研究了欠平衡钻井条件对地层造斜作用的影响。结果表明,欠平衡钻井中井底保持负压差,放大了井底上倾和下倾两侧岩石应力的不对称性,增强了地层的造斜作用;地层倾角越大,这种增强作用越显著。
- 张辉高德利段明星杨建旭
- 关键词：欠平衡钻井地层倾角有限元
