钻井液用防塌润滑剂研究与应用

为了解决定向井、水平井和大斜度井的井壁失稳及卡钻问题,制备出同时具有防塌剂润滑作用的钻井液用防塌润滑剂FYJH-2。实验结果及现场应用证明,防塌润滑剂FYJH-2具有很强的抑制性作用,能显著降低钻井液摩擦系数,对钻井液流变性和滤失性影响小,且无毒、易生物降解,满足环境要求,是一种适用于深井、定向井和水平井的高性能防塌润滑剂,很好地解决了井壁坍塌和钻井液润滑性问题。     

桩西滩海大位移定向井老168-斜18井钻井工艺

老168-斜18井是胜利油田在桩西滩海地区钻成的一口井斜达到63．70°的大位移海油陆采井。由于造斜点浅、造斜井眼较大、造斜地层软、水平位移大、大斜度稳斜段长等,该井施工困难极大。为保证施工的顺利进行,针对钻遇地层的特点,通过制定有效轨迹控制方案,选取合理的造斜工具及钻具组合,实施合理的钻井参数及技术措施,同时进行简化钻具结构和安全管理技术措施等,顺利完成了钻井任务。从井眼轨迹精确控制、优质钻井液技术、安全钻进措施、大井斜长稳斜井段套管下入等方面介绍了该大位移井实施过程中采取的技术或措施。这些技术及措施的应用不仅避免和降低了并下事故的发生,而且施工井满足开发要求,对该区域滩海大位移海油陆采井的施工具有较高的借鉴意义。     

深海原位取芯钻机作业机理分析及实验研究

针对深海运载器海底岩芯原位取样作业需求,对基于水下运载器的深海原位取芯钻机在深海低温、高压、底层流速多变等特点条件下的作业机理及受力进行分析,并选取硬质合金钻头和PDC钻头进行了取芯钻头的轴向力、切向力和切削功率的数学力学对比计算,确定了单环四齿周向均布的金刚石复合片(PDC)钻头设计方案。在理论分析基础上,针对深海钴结壳设计了台架试验,开展钻进试验研究。通过理论计算和实验研究,探寻了一种基于深海运载器的钴结壳小型钻机设计方法,确定了钻机功率、转速、钻进正向压力和取芯率等基本参数选取范围,对开展海底岩芯原位取样作业具有重要的指导意义。     

恩平24-2油田水平井钻井液技术研究

为满足恩平24-2油田水平井钻井工程和储层保护需要,通过实验研制出一种无固相快速弱凝胶钻井液体系.室内评价试验表明：该钻井液具有较高的动塑比和较高低剪切速率黏度（LSRV）,能有效克服水平井段携岩难、易形成岩屑床的问题.具有优异的抑制性和润滑性,且滤失量较小,具有较强的抗温、抗污染能力、井眼净化能力和储层保护能力.针对恩平24-2油田水平井采用裸眼完井工艺,研究了破胶剂JPC对钻井液及其滤饼的破胶性能,破胶剂JPC能有效解除聚合物对储层造成的污染.研究结果表明,该钻井液具有独特的流变性,维护简单,优异的储层保护性能和较好的可降解性,适用于恩平24-2油田水平井水平段的钻进.     

海岸带钻孔数据的可视化

采用组件式GIS软件MapObiects和面向对象编程工具Visual Basic对海岸带钻孔数据的可视化技术进行了分析和研究。对此，参照国家标准建立了相关图式库，实现了矢量钻孔图层显示与查询、单钻孔柱状剖面图和多钻孔剖面对比分析图的自动绘制等功能，并对其对比分析的算法作了讨论。结果表明该技术可以有效地实现海岸带钻孔数据的分析及可视化工作。     

水平井随钻地质导向方法的研究与应用

以大港埕海油田水平井随钻地质导向的应用为例,总结分析了国内外现场水平井地质导向技术方法,提出了水平井优化设计的技术思路;通过结合精确地质模型的建立、随钻过程中围岩储层的识别及现场录井等技术,摸索出了水平井着陆与水平段钻进的主要技术流程与导向原则,提出了钻头位置、地层倾角及地层视厚度的判定方法;并在此基础上,完成了地质导向监测系统的构建,实现了油田地质、钻井、录井实时数据的资源共享,保证了水平井精确中靶及最大限度地钻遇储集层,该方法与传统水平井导向相比,较大幅度地提高了水平井的钻井成功率。     

老168平台海油陆采丛式井组关键钻井工艺

老168平台丛式井组是2009年中石化及胜利油田的重点产能建设项目之一,平台上共部署58口海油陆采定向井。该丛式井组的施工主要有以下难点：井网密集,防碰工作量大;造斜点浅、井斜大、造斜困难;位移大、裸眼稳斜段长,稳斜难度大;钻井液技术必须考虑环境保护问题,可借鉴经验非常少。因此钻井施工难度极大,通过实施优化井场布局及井眼轨道技术、大井眼松软浅地层定向技术、高精度轨迹控制技术、大位移井安全钻进技术,优质无污染海水钻井液技术,最终实现了老168钻完井一体化作业,节约了成本,提高了效率,为今后胜利油田丛式井组施工提供了宝贵经验。     

东海海域春季温度场空间结构特征分析——三维地统计学方法

在海洋温度场三维空间结构特征研究上,常规的研究方法往往忽视了温度场在空间上的相关性、非周期性和不规则性,而地统计学能够有效地研究自然现象的空间结构特征。本文采用三维地统计学方法研究了东海海域春季温度场的三维空间结构特征,采用三维变异函数定量描述了东海海域春季温度场的连续性和方向性特征。研究的结果表明:东海海域春季温度场在整个研究区内具有明显的漂移;但在变程内具有显著的空间结构性特点,其各个方向上变异函数的理论模型均为具有块金效应的高斯模型。在水平和垂直方向上温度场的空间变异尺度分别为km级和m级,而温度场在水平各个方向上也表现为各项异性,其中NW-SE向的相关性最好,NE-WS向相关性最弱。     

砂土中冲刷条件下三筒基础水平承载特性研究

通过开展小比尺三筒基础承载力模型试验,研究冲刷条件下三筒基础水平承载特性,建立数值模型对模型试验结果进行验证与扩展,分析水平和弯矩荷载下,冲刷率e和相对筒间距S/D对极限承载力的影响,提出三筒基础极限承载力的冲刷修正系数dhe、dme的计算方法;采用固定荷载比方法,通过数值模型计算M-H加载条件下三筒基础的破坏包络线,分析冲刷率e和相对筒间距S/D对复合加载特性的影响,提出冲刷条件下三筒基础M-H破坏包络线公式。研究结果表明：冲刷条件下的三筒基础受水平和弯矩作用直至破坏的过程,经历弹性变形—塑性变形—失稳破坏3个阶段;三筒基础的水平极限承载力随冲刷率e的增大而下降,且下降速率逐渐增大,相同长径比的三筒基础的水平极限承载力随相对筒间距的减小而降低;随着冲刷率e的提高,三筒基础的M-H破坏包络线向内移动,随着相对筒间距S/D增大,归一化破坏包络线呈上凸的趋势。     

利用应力场预测热液区域——以TAG区为例

本文根据TAG区的钻探资料及岩心测试结果,建立了双层地质模型,在此基础上利用ANSYS应力软件并结合TAG热液区的地形数据对该区进行应力模拟。结果表明:热液喷口区域与最大水平应力低值区有较好的对应关系。其中仍处于活动状态的TAG丘状体区呈现明显的局部最大水平应力低值;而已经停止活动并且不具有典型喷口地形的MIR丘状体区域则处于最大水平应力的非封闭低值区域。据此,本文在TAG丘状体区域圈定了5个喷口可能区域,钻探结果揭示区内存在较好的矿化和蚀变现象,表明应力场预测法可能是一种有效的成矿预测方法。     

高平4水平井组双保钻井液技术

高平4井组水平井主要用于开发安塞长10组油藏。针对该井组上部直罗组和富县组易坍塌、下部地层钻速相对较慢、地层易造浆的特点,研究应用了环保型聚硅酸盐-黄胞胶钻井液体系。该体系具有抑制性强、润滑和剪切稀释性好的特点,有利于安全快速钻井,对环境污染极小。通过小型配浆实验确定钻井液施工方案,中测后稀释钻井液,降低钻井液滤失量和密度,加强固相控制,使用保护油层的酸溶性暂堵剂和降滤失剂,可最大限度地保护油层。     

Nautilus矿业公司SMS勘探中采用的取样技术与装备

海底大块状硫化物(SMS)富含铜、锌、铅等金属,特别是富含贵金属金、银,引起了国际采矿业的浓厚兴趣。近年来,以澳大利亚Nautilus矿业公司为先驱代表的国际大型资源开发商和投资商已介入海底多金属硫化物的商业化开采。文中介绍了Nautilus公司在巴布亚新几内亚专属经济区针对海底块状硫化物矿床开展的一系列以商业开采为目的的勘探取样活动,详细介绍了勘探中所采用的基本方法与技术,并重点对其地质调查中所应用的拖网挖掘取样、ROV海底表面取样、大洋钻探船岩芯取样和专门开发的ROV岩芯钻探取样的装备、取样结果及作业效率进行了较为系统全面地介绍。     

Underwater Explosion Technology for Offshore Engineering Applications

- This article briefs how to improve the holding power of a drilling vessel's anchor and to remove those unreasonable structures by such a technology - underwater-explosion technology. The article gives details of the structure, characteristics and applications of a rocket-launched anchor; as well as the principle, properties, applications of directional explosion cutting.     

Wave-current force on horizontal cylinder

For the calculation of wave-current force on horizontal cylinder a modified Morison's equation is used. A redefined Keulegan- Carpenter number KC2 is determined for the horizontal cylinder in wave-current co-existing field. The force coefficients are well related to the redefined KC2 number. As to the comparison with the force on vertical cylinder, the characteristics of force on horizontal cylinder are quite similar to those on vertical cylinder, but the force coefficients for horizontal cylinder are larger than those for vertical cylinder. It is proved by the authors' calculation that the results of monochromatic wave can be used directly for the determination of irregular wave-current force on horizontal cylinder in time domain.     

立式翼型主体拖曳式水下潜器的设计及操纵性能

针对现有拖曳式水下潜器控制机构复杂、航向与姿态不容易稳定的缺陷,提出和设计了一种具有航向与姿态稳定的多自由度可控制拖曳式水下潜器样机。该样机主要由鱼雷状浮体、固定水平主翼、转角可控制襟翼、立式翼型主体等部分组成,潜器的深度控制通过控制襟翼的偏转来诱导固定水平主翼攻角的改变来实现;潜器的横荡运动操纵以通过控制两个作为转艏控制器的导管螺旋桨的转向与转速、诱导立式翼型主体产生诱导力矩使其产生横向偏转来进行。文中所提出和设计的样机具有运动过程中自我稳定能力强、航向稳定性好、控制机构简单并具有较高实用价值的特点。     

多向不规则波浪作用下群墩结构上爬高的计算研究

波浪的方向分布对波浪的传播及其与工程结构物的作用都具有明显影响,目前现有的研究大多是基于单向波浪进行的。为了研究方向分布对群墩结构上的爬高影响,基于规则波浪与群墩作用的理论解,结合多向不规则波浪的造波方法,建立了多向不规则波浪与群墩作用的计算模型,同时进行了物理模型试验对模型的有效性进行了验证。系统地对群墩周围及表面上的波浪爬高进行了计算分析,结果表明,方向分布对波浪爬高具有较大的影响,且不同位置处的影响并不相同,在实际的工程设计中如果按照单向波浪计算,可能低估或者高估群墩周围的爬高。     

基于非线弹性水平地基反力系数的实用群桩分析方法

在NL(Non-Linear Elasticity Horizontal Foundation Coefficient)法的基础上提出了群桩的非线弹性水平地基反力系数实用分析方法,可以使复杂的群桩计算简化为水平地基系数折减后的单桩计算问题,直接采用NL法查表计算。通过实测资料和理论计算值的比较,提出了群桩水平地基系数的建议值。     

A method to estimate the forces exerted by internal solitons on cylindrical piles

Internal soliton is the large amplitude wave existing in the pycnocline, induced by internal tide in the condition of special bottom topography. During its propagation process, the induced disturbance can bring about strong convergence of sea water and sudden strong current (wave-induced-current), which can cause severe threat to the ocean engineering structures, such as oil drilling platform and pipeline. In this paper, Morison’s empirical method, modal separation and regression analyses are introduced to estimate the forces and torques exerted by internal soliton on cylindrical piles. As an example, a limited set of observational data recording a passage of the internal soliton near Dongsha Islands is used to estimate the horizontal velocity and its acceleration in a vertical section for computing the force and torque on a supposed pile, and the estimation results are reasonable. It is shown that, the higher number of the modes retained in the calculation, the better the estimation of velocity profile fits the observational one. A better overall approximation to the real solution can be reached if there are more observational current data acquired in a whole vertical profile.     

测井地震联合建模方法在地质导向前导模型中的应用

在地质导向钻前建模过程时,通常利用水平井附近的多口邻井确定钻遇地层的深度及方位,该层的井间横向构造起伏可以利用解释层位来控制趋势;当井眼处测井解释的深度与解释的地震层位深度有差异时,建立的前导模型将有很大的误差。此文采用测井地震联合建模的方法来控制误差范围。该方法首先利用测井解释结果对大套的地震解释层位进行校正,根据每口井解释的小层厚度,利用滑动平均算法构造小层等厚体数据,然后利用校正后的地震解释层位横向约束控制地层起伏,建立每一地质小层的构造图,以此提高地质导向水平井着陆精度。实际资料验证,该方法会大大减小误差,能把模型误差控制在2m的范围内。