FDS-P型绳索取心钻具研制及试验研究

针对复杂地层绳索取心钻进时易出现的内管总成打捞失败问题,开展了FDS-P型绳索取心钻具研制。基于内管总成打捞失败原因分析,完成了FDS-P型绳索取心钻具设计,通过室内试验,初步验证了钻具结构设计的合理性。为进一步验证钻具性能,在贵州页岩气井开展了野外生产试验,先后完成16个回次取心钻进,累计进尺39.03 m,岩心采取率达到98%以上,其中有6个回次发生堵心,内管打捞全部成功,内管到位及堵心均得到了及时提示。实际应用结果表明,FDS-P型绳索取心钻具结构设计合理,具有良好的到位及堵心报信提示作用,内管总成打捞可靠性得到显著提升,有效提高了易堵心地层钻进效率及岩心采取质量。     

新型膨大管柱堵漏工具的研究与试制

为了提高钻遇断层、大裂缝、溶洞及流水溶洞情况发生的失返性漏失堵漏的成功率,研制了一种新型膨大管柱堵漏工具。该工具直接送达漏层,使堵漏材料在受限空间内凝固,并在井眼轨迹穿过的通道上建立所需体积和强度的堵塞,从而解决失返性漏失问题。介绍了该堵漏工具的结构组成、选材、制造工艺和使用方法。     

高效桥塞堵漏技术在川西马井构造的应用

川西马井构造上部地层裂隙发育,地层承压能力低,布井密集,钻井时易与邻井气层窜通,发生漏失,甚至造成复杂型井漏。虽然常规桥塞堵漏亦能堵漏成功,但由于地层承压能力低而易发生复漏和反吐,堵漏一次成功率低。为提高堵漏效果和一次成功率,在原有堵漏技术的基础上,引入高效堵漏剂,通过室内配方优化及施工工艺完善,形成了高效桥塞堵漏技术。现场试验表明该技术堵漏一次成功率高,堵漏效果良好,为低承压力地层、易漏失层以及易与邻井气层窜通等造成的复杂型井漏提供了新的堵漏思路,对解决其它复杂井漏也具有一定的指导意义。     

钻孔引发基坑管涌事故的分析与处理对策

地下室开挖与基础施工过程中,当坑底存在承压水,如设计考虑不周或施工方法不当,因钻孔穿透承压含水层等原因,将导致管涌发生。结合浙江宁波某基坑管涌处理工程实例,提出采用钢套管、高压旋喷桩、双液注浆的综合处理技术,实践证明,提出的技术可以有效处理类似事故。     

Numerical simulation of particle plugging in hydraulic fracture by element partition method

Hydraulic fracturing (HF) treatment often involves particle migration and is applied for propping or plugging fractures. Particle migration behaviors, e.g., bridging, packing, and plugging, significantly affect the HF process. Hence, it is crucial to effectively simulate particle migration. In this study, a new numerical approach is developed based on a coupled element partition method (EPM). The EPM is used to model natural and hydraulic fractures, in which a fracture is allowed to propagate across an element, thereby avoiding remeshing in fracture simulations. To characterize the water flow process in a fracture, a fully hydromechanical coupled equation is adopted in the EPM. To model particle transportation in fractures with water flow, each particle is treated as a discrete element. The particles move in the fracture as a result of being dragged by fluid. Their movement, contact, and packing behaviors are simulated using the discrete element method. To reflect the plugging effect, an equivalent aperture approach is proposed. Using this method, the particle migration and its effect on water flow are well simulated. The simulation results show that this method can effectively reproduce particle bridging, plugging, and unblocking in a hydraulic fracture. Furthermore, it is demonstrated that particle plugging significantly affects water flow in a fracture and hence the propagation of hydraulic fracture. This method provides a simple and feasible approach for the simulation of particle migration in a hydraulic fracture.     

破碎带地层钻探化学凝胶护壁堵漏技术的研究与应用

针对目前大洋钻探钻遇破碎带硬岩地层复杂情况,在总结国内外破碎带地层钻探施工中的主要技术难点与对策的基础上,结合现场施工中的实际情况,分析施工中经常遇到的破碎带地层特点,提出了应用化学凝胶技术解决破碎带地层井下复杂问题的新思路。提出了适用于不同地层温度的化学凝胶体系基本配方,通过正交试验设计,优选出了最佳体系配方,形成一套完善的适合深海钻探用高温树脂凝胶护壁作业规程。     

HTD-3型高温堵漏材料研制及性能评价

深海钻探往往伴随着高温、高压,对钻井用堵漏材料提出了新的要求。首先通过对颗粒状、纤维状和片状堵漏材料的耐高温筛选,制作了HTD-3型高温堵漏材料。然后使用DL-3A型高温堵漏评价仪器对该堵漏材料的抗温、承压和封堵性能进行了测试,利用SEM电镜扫描对堵漏材料架桥情况进行了观察和分析,最后以5%梯度浓度进行了配伍性实验。测试结果表明,HTD-3型高温堵漏材料除对钻井液密度影响稍大外,对钻井液其他基本性能影响较小,在该材料中,不同级配的颗粒状材料完成了架桥,纤维状和片状材料完成了充填,形成了强度较高的封堵墙。通过实验证明：HTD-3型高温堵漏材料不仅有着较好的抗温、承压能力,还有较好的封堵效果。HTD-3型高温堵漏材料的研制为未来深海钻探堵漏提供了一种可行的选择。     

广西向阳坪铀矿床钻探施工技术及改进措施

广西向阳坪铀矿床岩性以花岗岩为主,研磨性强,部分地层复杂,构造裂隙密集发育,岩石破碎,绿泥石化、高岭土化强烈,钻探施工困难。通过采用金刚石绳索取心钻探技术和施工工艺,并针对钻进中遇到的问题,引进了便携式全液压钻机,采用了成膜防塌无固相冲洗液体系及延迟交联凝胶堵漏工艺,优选了环齿式孕镶金刚石钻头,并采取了严格的预防和控制防斜措施,解决了钻进效率低、孔壁不稳定、金刚石钻头寿命短及钻孔弯曲等一系列问题。生产实践证明,该施工技术和工艺具有钻进效率高、岩（矿）心采取率高、劳动强度低等优点,可为花岗岩及复杂岩层钻进施工提供借鉴。     

地热井暂堵型水泥基透水材料的试验研究

地热开采过程中,考虑到水源补给,地热井一般布置在破碎带或构造带上,在钻井过程中利用水泥进行堵漏,但在钻井完毕后为提高产能必须进行解堵。而常规水泥在对地层封堵后需要恢复储层渗透性时,只能通过采取酸化解堵措施,且解堵恢复能力差。如果利用地热开发过程中的温度变化制得可降解暂堵水泥体系,简化地热资源的勘探开发过程,有利于降低钻井成本和风险。本文利用G级油井水泥、砂石、增强剂和水溶性纤维制备温敏型暂堵高透水水泥基材料。通过测试材料的抗压强度、孔隙度、密度、凝结时间,以评价其降解效果及基本性能。结果显示,水溶性纤维的加入使水泥抗压强度明显降低,而增强剂可以稍微改善这一缺陷,90 ℃水浴养护后孔隙度明显高于对照组,并且随着时间的推移,孔隙度不断提升,为水泥基暂堵透水材料成功研制奠定了基础,增强剂和纤维都会减少水泥的凝结时间,纤维降低凝结时间的效果更为明显。该材料的研制将简化地热资源的勘探开发过程,有利于降低钻井成本和风险。     

鹤岗煤层气HE-02井堵漏方法浅析

鹤岗煤层气项目HE-02钻井采用金刚石绳索取芯钻进，在侏罗系石头庙子组南岭砾岩层段，因构造原因，分别在238、272、292m处存在较大的漏失段，井液漏失严重。为保证正常钻进，先后采用了制球堵漏、镶嵌堵漏、快干水泥局部封堵、191^#树脂水泥封堵和水泥高压注浆封堵。经实践验证，在地层压力较大的承压漏水层段，前几种堵漏效果不明显，唯有水泥高压注浆封堵见效快，质量可靠。