机液复合全通径丢手工具的研制及应用

针对超深碳酸盐岩长裸眼井酸压完井中常规丢手工具可靠性及通径能力不足的问题,研制了一种新型机液复合全通径丢手工具。该丢手工具集成机械丢手工具和液压丢手工具的优点,采用棘爪式承载结构保障在深井管柱下放过程中,对丢手工具的高抗拉需求,利用压差滑套作为棘爪解锁机构,实现工具全通径,棘爪解锁后再依靠机械剪切销钉进行管柱高效丢手。新研制的丢手工具,既能保障深井长裸眼内完井管具的安全下入及后期顺利丢手,又避免了管柱缩径节流问题,有效降低长酸压管柱摩阻,同时也为后期修井作业提供更多选择性。通过有限元分析,室内整机试验及现场应用评价,验证了新研制的机液一体全通径丢手工具性能的可靠性及实用性,累计应用46井次,一次到位和丢手成功率均为100%,其中最深7178.94 m,最大井斜角92.20°,具有广阔的应用前景。

深层硬脆性泥页岩井壁稳定力学化学耦合研究进展与思考

深层及超深层油气资源正逐步成为我国重点勘探开发的关键领域,但钻井过程中深层硬脆性泥页岩地层井壁失稳问题频发,严重制约着深层及超深层油气资源高效开发。力学化学耦合作用下的深层硬脆性泥页岩井壁稳定问题,是一个涉及微观、细观及宏观跨尺度演化的复杂问题。阐述了力学化学耦合作用下硬脆性泥页岩井壁失稳的基本原理,并分别从微观、细观和宏观尺度,总结了硬脆性泥页岩与入井流体间的作用机理、细观结构损伤演化的定量表征、泥页岩水化宏观力学劣化效应及井壁稳定性定量分析方面的研究进展,从考虑化学效应的断裂力学角度,提出了探索硬脆性泥页岩井壁稳定性问题的新思路。

基于连续划痕实验确定复杂地层岩石强度参数的方法研究

岩石黏聚力和内摩擦角是进行井壁稳定和水力压裂研究的关键参数,目前常通过多组标准岩样的压缩剪切破坏实验进行评价(常规压缩实验,国际岩石力学学会标准)。但由于其制样要求复杂,对于取样困难的复杂岩体强度参数评价并不适用。基于塑性破坏模式下尖、钝刀头破岩力学模型,结合摩尔库伦破坏准则,建立了基于刀头破岩载荷确定岩石粘聚力和内摩擦角的力学模型;利用连续划痕实验设备,通过对划痕顺序间干扰性、划痕位置间替代性及不同刮深划痕破岩模式进行研究,形成了准确获得刀头破岩载荷曲线的划痕参数设置方法和划痕实验流程。分别利用新方法与常规三轴压缩法,对中国西部某油田吉迪克组泥岩进行了强度参数评价,对比发现两者测试结果基本保持一致,证实了新方法是可靠的。新方法制样简单,能够进行复杂岩性和结构的岩石强度参数测试;同时,实验过程中不破坏试件整体结构,结果重复性强,为研究水岩作用前后试样强度参数的测试提供了新手段。