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期刊信息/Journal information
石油钻探技术
石油钻探技术

马开华

双月刊

1001-0890

syzt@vip.163.com

100083

北京海淀区学院路31号

石油钻探技术/Journal PETROLEUM DRILLING TECHNIQUESCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《石油钻探技术》创刊于1973年，经国家科委批准，1979年在全国发行，1988年对国内外公开发行。《石油钻探技术》的办刊宗旨是：面向石油钻探科研和生产，促进钻井技术水平和管理水平的普遍提高，加速科研向现实生产力转化之进程，坚持为油气钻探系统各专业工程技术人员、经营管理人员和高校有关专业师生服务。本刊选题注重指导性、先进性和适用性，坚持理论与实践相结合，以多刊快刊应用性文章为特色。主要报道国内石油钻探工程(包括钻井、泥浆、固井、完井、开采等专业)以及钻探机械设备与自动化方面的科技进展和现场经验，适当介绍国外石油钻探技术发展的水平和动向。栏目众多，内容丰富，版面紧凑。适合于石油、海洋、地矿行业广大钻井工程技术人员、高等院校师生和经营管理者阅读。
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    济阳坳陷陆相断陷盆地页岩油开发的几点思考

    李阳曹小朋赵清民刘祖鹏...
    1-7页
    查看更多>>摘要：济阳坳陷是典型陆相断陷盆地,其效益开发对中国页岩油可持续发展具有重要作用.陆相断陷盆地页岩油储层构造复杂、岩相类型多样,流体性质复杂,效益开发难度大.济阳坳陷经过研究评价、试验开发和规模建产3个阶段的探索,取得了重要进展.为此,系统性总结了页岩油优质甜点评价、立体开发优化、高效储层改造、储层补能提高采收率等页岩油开发技术所面临的挑战,提出了工程地质双甜点评价、井网层系组合优化、CO2前置极限射流密切割压裂、注气补能和化学提高采收率等技术措施和效益开发管理模式,初步形成了陆相断陷盆地页岩油开发技术和管理模式体系,对其后续发展方向提出了建议,为陆相断陷盆地页岩油效益开发提供了参考借鉴.

    页岩油陆相断陷盆地效益开发甜点评价体积压裂

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    塔里木盆地超深小井眼定向钻井提速提效关键技术

    纪照生袁国栋晁文学蒋金宝...
    8-14页
    查看更多>>摘要：针对塔里木盆地台盆区超深小井眼定向钻井机械钻速低、钻头使用寿命短、常规螺杆钻具脱胶脱扣、钻井液稳定性差和产层喷漏同存等难题,研究形成了塔里木盆地超深小井眼定向钻井提速提效关键技术.以标准行程钻速和钻头进尺为指标,采用统计分析法优选了适用于目的层的φ149.2mm/φ165.1 mm KS1352DGRX型钻头和φ 120.7 mm KDM1062TR型钻头;对比国内外抗高温螺杆现状,确定了井底温度低于180℃时推荐使用国产抗高温螺杆,高于180 ℃时推荐使用全金属螺杆或进口耐高温螺杆;采用理论分析结合数值模拟的方法,优化设计了小尺寸降摩减阻工具,并优化了其安放位置;优选抗盐高温高压降滤失剂和抑制剂,研选除氧剂等,制定合理pH值调控和钙离子补充措施,形成了抗温200 ℃钻井液;分析了顺北油气田产层钻进喷漏同层的特点,确定了"降密度+井口控压+优化排量"的井控基本原则.塔里木盆地5 口井应用了超深小井眼定向钻井提速提效关键技术,小井眼段平均机械钻速提高了 113.24％,平均井径扩大率5.57％,平均钻井周期缩短了 35.03％,均未发生井下故障和复杂情况.超深小井眼定向钻井提速提效技术为塔里木盆地勘探开发提供了技术支撑.

    小井眼超深井抗高温钻井液降摩减阻工具井控技术塔里木盆地

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    小尺度水平井钻柱动力学实验台架研制及应用

    况雨春张涛林伟
    15-23页
    查看更多>>摘要：水平井钻井过程中钻头与钻柱的运动规律非常复杂,通过现场测试研究钻头与钻柱振动的方法成本高,无法准确解耦各因素,且数据采样率低,不能进行系统分析.因此,以物理相似为基础,设计了 一套基于微钻头-钻柱-岩石的小尺度水平井钻柱动力学模拟实验台架;在钻柱上设计分段套管,模拟套管对钻柱的约束;为更加真实反应钻头与岩石互作用对钻杆及钻头振动的影响,设计微型PDC钻头进行模拟破岩;开展了水平井钻柱室内试验研究,分析了钻柱系统的耦合振动、转速及钻压对钻柱系统振动的影响规律.结果表明:钻头的轴向振动对钻头的扭转振动有较大的影响,且当钻柱发生扭转振动时,其功率谱密度明显高于匀速转动下钻头的功率谱密度;随着转速增大,钻头和钻柱的横向振动加速度也随之增大,钻头扭转振动在主频上的振动幅值也随之增大;随着钻压增大,钻头粘滑振动和横向振动加剧,但对轴向振动的影响不明显.

    水平井物理相似钻柱动力学实验台架钻柱振动

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    基于多目标遗传算法的PDC复合片交界结构优化设计

    吴泽兵袁若飞张文溪刘家乐...
    24-33页
    查看更多>>摘要：为改善PDC复合片界面处的结合能力,提升其整体的抗冲击性和稳定性,提出了一种新型交界结构.采用有限元方法,对比了外界载荷影响下所设计交界结构和常规界面结构复合片的应力分布状态,并基于提出的交界结构,考虑其结构参数的影响,使用最优填充空间法进行采样,结合最小二乘法构建了结构场的二阶响应面近似模型;以交界结构参数为设计变量,结构场等效应力、最大剪应力和最大主应力的最大值为设计目标,采用多目标遗传算法对响应面近似模型进行优化.研究结果表明,相同模拟条件下,相比常规交界结构,新型交界结构的等效应力最大值降低了 50.7％,剪应力最大值降低了 52.0％,最大主应力最大值降低了 22.4％.优化后的PDC复合片在相同条件下,等效应力、最大剪应力及最大主应力均降低14％以上,且具有更好的破岩稳定性,能有效避免应力集中,同时热稳定性增强.研究结果为PDC复合片优化设计提供了理论依据,同时提供了新的优化方法,有助于降低研发成本.

    PDC复合片交界结构多目标遗传算法破岩性能优化设计

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    探管式智能钻头参数测量装置研制与现场试验

    黄哲
    34-43页
    查看更多>>摘要：现有螺杆上游的测量装置无法获得钻头位置处的真实数据,智能钻井在决策控制层面存在严重的数据偏见与不可预测的实施风险.为此,研制了一种探管式智能钻头参数测量装置,可以安装在钻头内部,在不改变现有钻具组合与施工工艺的前提下直接采集钻头处的真实数据;硬件结构仿真优化结果表明,30Us排量与80MPa环空压力下,理论水力压耗小于0.1 MPa、安全系数为3.06.同时,基于六面法与ARMA+移动Kalman滤波,实现了该装置的误差标定与降噪.该装置在胜利工区现场试验9井次,配套井下工程参数测量短节进行了装置功能验证与井下数据对比,融合综合录井数据进行了试验井提速分析与参数优化决策.试验结果表明,探管式智能钻头参数测量装置能够获取钻头位置处的真实数据,能够为针对性提速提效分析与钻井参数优化提供可靠依据.

    探管式智能钻头钻头参数感知装置下部钻具组合钻井参数优化

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    基于遗传算法的丛式井平台部署优化研究

    张喜民
    44-50页
    查看更多>>摘要：丛式井钻井平台位置优化是油田开发前需要关注的重要问题,在应用枚举法、动态聚类法等方法进行平台位置优化时,要依靠经验或方法本身存在一定局限性.为此,以横向靶前位移最小和总投资费用最小为目标,建立了钻完井费用模型、采油工程费用模型、地面建设费用模型和维护费用模型的平台总投资规划模型,采用双权值法对平台位置和靶点坐标进行优化分配,并基于Python语言的遗传算法进行平台位置规划部署.应用大庆油田某区块44个靶点的坐标数据,进行了平台位置优化设计,结果表明,以横向靶前位移最小为优选目标的平台总投资规划模型,可以快速地优化钻井平台位置,给出平台位置范围和靶点分配,并可以根据不同地形选取合适的平台位置和靶点坐标,人为因素影响较小,可以很好地解决丛式井平台部署问题,对其他区块平台部署有很好的借鉴意义.

    丛式井钻井平台位置优选靶前位移投资规划遗传算法

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    苏北陆相页岩油高性能水基钻井液技术

    高书阳
    51-56页
    查看更多>>摘要：为解决常规油基钻井液在苏北页岩油工区钻井施工中面临的井壁失稳、环境污染等技术问题,在研究井壁失稳机理的基础上,提出了"外防水侵、内控膨胀"的井壁稳定控制方法,制定了"封堵为主+强化抑制+润湿反转+合理密度"的技术措施,研发了可变形微纳米聚合物封堵剂、页岩润湿反转剂和原油乳化分散降黏剂等关键助剂,构建了高性能水基钻井液体系SM-ShaleMud-Ⅱ.该钻井液体系高温高压滤失量小于6.0 mL,极压润滑系数小于0.12,可有效降低储层泥页岩力学性能的弱化程度.苏北页岩油区块的10 口井应用了该钻井液体系,钻井过程中井壁稳定,套管下入顺利,取得了良好的应用效果.高性能水基钻井液体系SM-ShaleMud-Ⅱ的成功研制,为非常规页岩油气低成本绿色开发提供了一种有效的技术手段.

    苏北盆地页岩油水基钻井液井壁稳定钻井液添加剂

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    钻井液流变参数在线校准方法研究

    杨海杨兵祥
    57-65页
    查看更多>>摘要：目前钻井现场主要采用旋转黏度计手动方式测量钻井液的流变性,测量周期长、人为干扰因素大.同时,现有管式黏度计在线测量装置受抽取钻井液隔膜泵的流体脉动、电机振动及压差测量偏置误差等因素影响,测量精度与稳定性较差.针对上述问题,在双管压差管式黏度计的基础上,提出了基于经验模态分解与极大似然估计的钻井液流变参数在线校准方法.首先,利用压差传感器测量数据建立经验模态分解模型,提取隔膜泵脉动、电机振动及测量误差导致的干扰信号,实现对恒流压差信号的准确识别;然后,建立管式黏度计的流变参数解算模型,利用双测量管的剪切应力-剪切速率曲线,建立极大似然估计的钻井液剪切应力参数校准模型;最后,利用搭建的钻井液性能在线监测试验装置进行了试验验证,利用该钻井液流变参数在线校准方法得到的表观黏度、塑性黏度、动切力等参数的精度均显著优于未校准参数的精度,且表观黏度、塑性黏度、动切力测量值的相对误差均小于5％,满足钻井现场测试要求.研究结果表明,该方法有效、精度高,为实现钻井液流变参数快速准确测量提供了新途径.

    钻井液流变性在线测量经验模态分解极大似然估计流变曲线校准

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    深水固井循环阶段井筒温度场预测模型研究

    刘金璐李军柳贡慧李辉...
    66-74页
    查看更多>>摘要：准确预测固井循环阶段井筒温度场有助于水泥浆性能参数的设计和井筒压力的计算,为此,基于井筒流动机理和传热学理论,考虑不同区域差异对传热过程的影响和不同流体热力学参数差异及其随井深变化的特点,结合流体界面位置描述方程,建立了适用于深水固井循环阶段的井筒温度场预测模型.利用2 口井的实测数据对模型进行了验证,并进行了关键因素的影响规律分析.结果表明:注入水泥浆之前,钻井液应循环2～4周,以降低注入过程中循环时间改变对井底循环温度的影响;注入水泥浆过程中,排量越大,周围环境的升温或降温作用越不明显;计算过程中,若不考虑温度对比热容的影响,则预测的井底循环温度会偏高2～4℃;水泥浆密度对温度的影响规律与传热方向有关.研究结果对深水固井具有一定的指导作用.

    深水固井温度场钻井液循环注水泥井底循环温度数学模型物理模型

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    开窗侧钻对钻柱螺纹应力与密封性能的影响分析

    丁宇奇李康健范清泉芦烨...
    75-86页
    查看更多>>摘要：为分析开窗侧钻过程对钻柱螺纹接头强度与密封性能的影响,考虑螺纹在倒划眼和开窗侧钻时的工作状态,建立了钻柱螺纹接头三维有限元模型,分析了复杂载荷下螺纹接头应力和接触压力的分布规律,研究了不同材料和不同公差配合下螺纹接头的应力和密封性能,并与文献计算结果进行对比,验证了模型的准确性.研究表明:开窗侧钻时,螺纹接头受到的弯矩最大,主副台肩拉伸侧密封性能只有压缩侧的52.0％;倒划眼作业时,井口处钻柱受到的轴向载荷最大,外螺纹前两圈齿根应力超过屈服强度,存在断裂风险,主台肩面脱离、螺纹接头密封失效;随着材料弹性模量降低,螺纹接头在开窗侧钻时承受的弯矩减小,当材料弹性模量降至50.0％时,螺纹最大应力减小了 17.0％,最小接触压力减小了 19.6％;在极限公差下,螺纹接头主要由副台肩承受接触压力转变为主要由主台肩承受接触压力,副台肩应力得到改善,但密封性能完全失效.根据开窗侧钻过程中螺纹结构应力状态的研究结果,可通过改变螺纹材料和公差配合提高钻柱接头的安全性与密封性.

    开窗侧钻倒划眼螺纹接头应力密封性能

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