04/08
2024旋转钻井是油气勘探开发中最为常见的钻井方法，钻柱属于一种连接井底钻头和 地面转盘或顶驱的机械联动装置，主要包括钻杆和井底钻具组合BHA。钻柱具有极大的长径比，钻柱轴向运动、横向运动、扭转运动相互耦合导致了钻柱系统的动力学特性极为复杂，钻头与岩石之间非线性接触为钻柱动力学系统建模带来了极大困难。状态依赖时滞方法求解前提认为钻头的垂直切削深度不是一个定值，而是由每个切削齿的垂直切削深度累加得到。由于每...
04/01
2024技术简介：依据页岩油气储层地震解释、测井解释、岩性分布和钻井工程资料，应用Petrel软件建立页岩储层三维地质模型；明确页岩储层的构造特征、地层特征、断层特征、砂泥岩层特征。通过单井地层密度测井数据计算垂向地应力剖面，再基于测井数据和压裂井数据计算水平地应力剖面，采用离散空间插值法，在Petrel软件中建立地应力模型，形成储层三维地应力场。基于三维地质模型和地应力场模型，结合岩石力学参数，运用离散裂缝网络...
07/12
2023一、力-化-渗耦合的井壁稳定评价模型针对致密砂岩地层裸眼井壁长期浸泡、泥页岩地层水化膨胀等导致的井壁失稳问题，研究室开发了基于力学-化学-渗透因素的井壁稳定评价模型，以分析井壁坍塌压力危险区和钻井液安全密度窗口。 图1 力-化-渗耦合的井壁稳定评价模型模型采用迭代方法计算坍塌压力，首先输入基本地质参数，通过张量变换计算原地应力产生的井周应力，并附加渗流应力，考虑水化作用导致的岩石强度降低，通过摩尔库伦准...
07/12
2023岩石抗钻特性是表征地层岩石破碎难易程度的一种综合性指标，为钻头选型、钻头结构设计、钻井工艺参数优选、机械钻速预测等钻井关键技术提供主要参数。开展研究区块地层岩石力学参数及抗钻特性测试，包括：岩石硬度及塑性系数、可钻性、研磨性、矿物组分、抗拉强度、抗压强度、声波时差等，分析不同层位的地质特点和破岩技术难点，为建立全井段抗钻特性剖面和地层数值模拟模型提供基础数据。用分形插值理论预测横向岩石的抗钻特...
07/11
20231、技术简介：油气钻井岩石破碎的根本是裂缝起裂、扩展、连通至岩石体积破碎的过程。因此研究岩石断裂机理对优化破岩方法、提高破岩效率具有重要意义。数值仿真是研究岩石断裂主要方法之一，有限元方法是开展数值仿真常用方法之一，因此这里介绍两种应用ABAQUS有限元软件模拟岩石断裂的方法及成果。（1）扩展有限元扩展有限元方法其核心思想是利用扩充带具有不连续性质的形函数来代表计算区域内的间断，因此解决了传统有限元对...
07/06
2023虽然PDC钻头在现场使用量比较大，但在钻进过程中仍然存在一系列挑战，例如，在软地层或胶结地层中的钻头泥包问题，在坚硬地层或高研磨性地层中钻头过早磨损问题。在这些挑战中，粘滑效应引起了许多学者的注意。粘滑效应发生的地层条件和钻井环境包括坚硬粘性地层，高钻压、低钻速的钻井环境，PDC切削齿磨损严重的情况和岩屑清理不彻底。粘滑效应的特性是在粘滞相时，钻头停止运动；在滑移相时，钻头的钻速是转盘的好几倍。钻头...
07/06
2023有限元方法作为一种简便的数值分析方法，在岩石力学的研究方面有着广泛的应用，在研究深层岩石破碎等难以开展原位实验的课题时，采用有限元方法可以有效解决实验环境难以还原井底环境的难题。采用有限元软件建立PDC切削齿破岩的仿真模型，并运用有限元显示动力学分析方法进行模拟计算。 图1 三维岩石模型网格示意图 图2 二维岩石模型网格示意图PDC切削齿在钻压与转速共同的作用下压入岩石，岩石先经过弹性变形阶段，当岩石达到...
07/06
2023（1）岩石破碎过程中受到的合力F现阶段，常用的单齿切削模型是西松模型。西松模型主要是根据岩石的强度求解的切削力。然而，岩石的强度会随着围压的改变而改变，并且，岩石的破碎是岩石所受合力的作用效果。因此，从井底岩石应力分布状态推导切削力更加准确。在综合分析岩石的受到的合力和破碎区域岩石的应力状态的基础上，提出了一种基于地应力的PDC切削力模型。图1岩石受到的合理分析式中，h是切削深度，θ是PDC切削齿的切削...
07/06
2023随着油气资源勘探程度的日趋提高，全球范围内新增探明储量中低渗透油藏储量的比例逐年提高，我国现已探明低渗透油田地质储量约为40×108t，广泛分布于全国各个油区，但是其动用率只有50%左右。而我国东部油田现大都已进入中高含水期，低渗透油藏的有效开发已成为油田稳产的重要保证，特别是开发几十年的老区油田油藏开采难度日益增加，低渗、低产、低效已成为制约油藏开发的重要因素。水力压裂技术作为油水井低渗低产井增产增注...
07/06
2023致密油气、页岩油气等非常规储层普遍发育天然裂缝，水力压裂是开采该类储层的主要手段。天然裂缝对水力压裂裂缝扩展及最终改造效果有很大影响，是压裂优化设计考虑的重要因素。目前体积压裂技术是页岩气及致密油等非常规储层开采的关键。体积压裂技术是指在水力压裂过程中，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与水力裂缝相互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收率。储层中水力裂缝...
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