济阳坳陷桩海地区碎屑岩优质储层特征及成因机制

济阳坳陷桩海地区油气资源丰富,新近系和潜山地层探明储量较高,而古近系钻探和认识程度较低,古近系储层特征和优质储层的成因机制认识不清。为此,通过岩心、薄片、扫描电镜等分析手段,对桩海地区东下段—沙河街组碎屑岩储层的岩石学特征、成岩作用类型、储集空间特征及优质储层控制因素进行了研究。结果表明:桩海地区东下段—沙河街组碎屑岩储层分布范围小、厚度薄,储层以近源快速沉积的砂岩为主,岩石成熟度较低;压实作用是破坏储层孔隙的主要原因,以碳酸盐岩为主的胶结作用对孔隙造成了进一步的破坏,而有机酸溶蚀是形成次生孔隙、造成储层增孔的重要因素;孔隙类型整体以次生孔隙为主,原生孔隙仅在西北物源区东下段储层保留程度相对较高,储层裂缝发育程度低;优质储层发育主要受控于沉积条件、成岩改造和断裂沟通3个条件。岩石成熟度高、远离钙源、靠近酸源、断裂沟通的砂砾岩储层为有利勘探目标。该研究可为桩海地区古近系勘探开发提供地质依据。

脉冲射流式岩屑床清理工具的研究

针对大斜度及水平井段,岩屑极易沉积在井筒底部形成一定高度的岩屑床,使得钻杆被埋没,造成钻杆摩阻增大、钻具断裂等问题,设计一种射流式岩屑床清洁工具,基于液固两相流理论,建立三维射流式清洁工具与普通携岩钻杆的仿真模型,并利用Fluent分析射流式清理工具的喷嘴喷射角度、喷嘴流速、岩屑粒径、钻井液排量等参数变化对环空井筒内岩屑体积分数及岩屑质量的影响规律。结果表明:增加脉冲射流式工具后,环空内的岩屑沉积量明显减少,在钻杆转速为80 r/min时,最佳的喷嘴角度为90°;增加喷嘴流速及钻井液排量都可以降低环空内的岩屑量;随着岩屑粒径的增加,环空内岩屑沉积更多。该工具能够降低沉积在环空内的岩屑质量,提高岩屑的运移能力。

切削厚度对竹材刨切质量影响的研究

研究了不同切削厚度对竹材表面质量与屑片质量的影响。随着切削厚度的增加,切削表面粗糙度明显增加,屑片综合曲率半径增大,屑片纵裂消失,劈裂明显。

自然伽马能谱录井数据的影响因素

自然伽马能谱录井技术在岩性识别、地层划分、储层识别等方面发挥了重要的作用,然而操作人员的操作差异、钻进过程中钻井取心以及井漏等钻井复杂导致的岩屑量不足均会造成测量数据出现偏差。通过开展自然伽马能谱数据影响因素实验,分析了检测时长、岩屑样品充填方式、岩屑颗粒粗细、样品干湿程度、样品质量对测量数据的影响程度,认为样品质量是影响自然伽马能谱录井最重要的因素,其辐射伽马总剂量率与岩屑质量呈线性关系。基于实验结果,形成了一套适用于现场的规范性操作,在取样条件受限导致样品质量不足时,利用辐射伽马总剂量率与样品质量线性关系可进行参数校正。

钻井液防泥包性能室内动态评价实验方法

钻具泥包一直是影响钻井速度和困扰工程技术人员的问题。选取怀俄明州天然的钠基膨润土块HOLEPLUG作为实验用模拟钻屑,利用自制的钢棒和老化罐的滚动模拟井下钻进状况,通过对模拟钻屑的粒径、质量以及热滚时间和基浆组成等参数的筛选,建立了动态评价钻井液防泥包性能的室内实验方法。评价实验确定的模拟钻屑粒径为6~10目、质量为25 g,热滚时间为15 min,基浆组成为3%海水膨润土浆+0.2%NaOH+0.2%Na_2CO_3+0.3%护胶剂+0.5%提切剂。进行了3组平行实验,3组数据相对平均偏差仅为2.45%,说明本文实验方法具有较好的可重复性。选取4种海上常用钻井液体系进行了室内动态评价实验,实验结果与现场反馈情况相同,说明本文实验方法具有很好的准确性,可为有关科研和钻井生产提供可靠依据。

基于DPM模型的旋切式PDC钻头流场特性研究

为解决旋切式PDC钻头存在的水力能量分布不均、岩屑容易沉积、水流迹线混乱以及在上返区存在涡流等问题,利用数值模拟中离散相颗粒模型,对旋切式PDC钻头井底流场中的旋切刀盘所在流道的井底流动特性进行了研究,对井底流速、井底岩屑质量浓度和切削齿附近的流速进行分析,提出2种改进的水力结构方案,并对改进的水力结构特性进行了对比。研究结果表明:采取偏置式刀翼横喷嘴和偏置式刀翼斜喷嘴都能够较好地提高旋切刀盘切削齿附近流速及旋切刀盘中心流速,降低井底岩屑质量浓度,减小涡流区,但偏置式刀翼横喷嘴清洗效果最好;当偏置式刀翼横喷嘴圆心距为50-60 mm时,旋切刀盘切削齿表面流速最快,井底岩屑质量浓度最小。研究结果可为旋切式PDC钻头水力结构设计提供新的思路。

SHPB试验中高低温作用后深部砂岩破碎程度与能量耗散关系分析

利用φ50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,研究了在常温下对经历-15~1 000℃温度处理后砂岩的动态破坏特性,得到了入射波能量、吸收能量、比能量吸收值、碎屑的质量分形维数与平均破碎块度之间的关系,分析了深部砂岩在破坏过程中温度对破坏程度和能量耗散的影响。结果表明,温度对岩石的破碎程度和能量耗散的影响十分显著。以20℃(室温)为分界点,碎屑的质量分形维数和平均破碎块度随温度变化趋势一致,-15~20℃随温度的上升而逐渐增大,20~1 000℃随温度的上升而逐渐减小。入射波能量、吸收能量和比能量吸收值随温度变化趋势一致,-15~20℃时,以-5℃为分界点,-5℃以下随温度升高逐渐增大,-5℃以上随温度升高逐渐减小;20~1 000℃时,以400℃为分界点,400℃以下随温度升高逐渐增大,400℃以上随温度升高逐渐减小。