超浅层大位移水平井“三低”钻井液技术

针对东部超浅层水平井水平段钻井中降摩阻扭矩大、托压严重等问题,分析了该区块的储层特征,构建了“低摩阻、强携砂、防水锁”的思路,优选了低成本的关键处理剂,形成了低摩阻、低成本和低伤害的水基钻井液体系,评价了其主要性能,并进行了现场试验。研究结果及试验表明,羧甲基纤维素(CMC)增黏提切效果好,最优加量为0.3%~0.5%,聚丙烯酸钾(KPAM)降失水明显,最优加量为1.0%~1.5%,复合润滑剂中固体润滑剂(SH-2)和液体润滑剂(RY-838)最佳复配比例为3∶7,防水剂为0.5%F-113。该钻井液体系渗透率恢复平均值为85.38%,中压失水小于5 mL,泥饼粘滞系数为0.0524~0.0612,动塑比为0.52~0.55。现场应用1口井,未出现严重托压,较邻井钻速提高13.5%,钻井液成本降低5.3%,有效解决了超浅层水平井钻井难题。

水平井钻井提速-减阻-清屑多目标协同优化方法

水平井钻井过程中,钻进破岩、管柱延伸和井筒流动等子系统相互耦合、相互制约,现有的仅考虑单一子系统的钻井优化方法难以兼顾效率和风险。针对此问题,提出了综合考虑破岩提速、管柱减阻和井筒清洁多过程耦合的水平井钻井提速-减阻-清屑多目标协同优化方法,建立了基于随机森林的机械钻速智能预测模型、基于刚杆模型的摩阻系数智能反演模型和基于两层稳态模型的水平井岩屑运移模型,并以钻压、转速和排量为决策变量,以提高机械钻速、降低机械比能为目标,以不发生管柱风险(摩阻系数过大)和井眼清洁风险(岩屑床高度过高)为约束条件,采用带精英策略的非支配排序遗传算法和逼近理想解排序算法进行多目标优化与决策,给出钻压、转速和排量的最优参数组合。将该方法应用于某水平井7600~7650 m水平段进行实例分析。分析结果表明,优化后机械钻速提高了32%,机械比能降低了19%,且摩阻系数和岩屑床高度均在安全范围内。提出的水平井钻井提速-减阻-清屑多目标协同优化方法能够在优化钻井效率的同时降低卡钻和井眼清洁不足等风险。该方法可为水平井安全高效钻进提供保障。

绿色船舶的摩擦学研究现状与进展

绿色船舶是船舶领域1个重要的发展方向,摩擦学理论及其技术在以新能源应用为特征的绿色船舶发展过程中将起到重要作用。导致绿色船舶在运行过程中功率损失和能耗增加的原因主要涉及到内摩擦和外摩擦两方面的问题,前者主要包括船舶主机、辅机与轴系等机械装置内各摩擦副之间产生的摩擦,而后者主要存在于与空气和水接触部分,包括甲板上层建筑、船体壳板、螺旋桨、舵与艉轴外支架等。本文在解析绿色船舶与摩擦学之间关联的基础上,以系统的观点从三方面就相关摩擦学问题进行了详细论述,重点论述了风能和太阳能在船舶上应用的摩擦学问题、船舶减阻的摩擦学研究以及船舶能效提升涉及的摩擦学问题。最后,结合绿色船舶摩擦学的现有研究进展及发展趋势,对摩擦学相关研究工作在船舶行业的应用前景进行了展望.

大牛地气田丛式小井眼集约化钻井技术

为了探索国内致密低渗透气藏集约化提速降本技术,以具有代表性的鄂尔多斯盆地大牛地气田为研究对象,分析了丛式井组和简化井身结构集约化应用的可行性,提出了丛式小井眼集约化钻井技术并进行了应用评价。研究结果表明:①丛式井组节约了土地,缩短了搬迁周期,整拖式“井工厂”作业模式适用于大牛地丛式定向井组的应用;②小井眼钻头切削面积缩小了22.46%~23.53%,套管尺寸缩小了18.18%~20.78%,利于提速降本;③五刀翼PDC钻头中心部位和后排齿设计锥形齿,提高了破岩效率,1.25 g/cm3低密度水泥浆体系降低了固井施工压力5.5 MPa,保障了小井眼一次全返固井;④现场试验19口井,4个井组,固井优良率达100%,平均搬迁时间缩短了54.49%,平均钻井周期缩短了24.54%,机械钻速提高了15.04%,降低了废弃物、水泥浆和套管费用,节约了征地、钻前、搬迁等费用。结论认为,丛式小井眼集约化钻井技术能够推动大牛地气田致密低渗透气藏钻井大幅度提速降本,为国内致密气藏钻井降本增效提供了借鉴。

大港油田埕海2-2人工岛钻井提速提效关键技术

为了解决大港油田埕海2-2人工岛钻井井眼轨迹控制难度大、摩阻扭矩大及区域性漏失严重等问题,在钻井技术难点分析的基础上,从井眼轨迹控制、减摩减扭、防漏堵漏、井眼清洁及井壁稳定等方面入手,开展了钻井提速提效关键技术研究。通过理论研究和新工具、新工艺的应用,有效提高了机械钻速。现场应用结果表明:水力振荡器有效缓解了长稳斜段调整井斜和三维绕障井段调整方位定向托压问题;钻井液高效润滑性能和减摩减扭接箍的合理应用有效降低了钻井过程中的摩阻扭矩;基于“成膜封堵”理论开发的超低渗随钻堵漏剂BZ-ACT防漏堵漏效果显著,且对钻井性能无影响,有效解决了人工岛区域性漏失问题。所得结果为该区块的安全高效钻井提供了技术保障。

振动减阻工具的研制与现场试验

钻头托压现象是制约水平井井眼延伸的重要因素。为了有效减少钻头托压现象,研制了振动减阻工具。振动减阻工具通过钻井液驱动转子和动阀转动,产生脉冲压降并作用于井底钻柱,驱使井底钻柱产生高频低幅冲击振动,降低钻具与井壁之间的摩擦因数,从而减少或消除托压现象,提高水平井钻井速度。在新疆玛湖油田风南4井区的现场试验中,试验井段为定向造斜段,单套工具进尺596 m,平均机械钻速达到4.74 m/h,与上部井段相比,机械钻速提高254%;与邻井相同造斜段相比,趟钻进尺提高150%,机械钻速提高126%,趟钻进尺及机械钻速均大幅提高。现场应用结果表明,振动减阻工具可有效减少钻头托压现象,保证钻压的有效传递,实现水平井的钻井提速。