• 2017年第44卷第10期文章目次
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    • >综述
    • 美国阿拉斯加北坡永冻带天然气水合物研究和成功试采

      2017, 44(10):1-17.

      摘要 (1143) HTML (253) PDF 0.00 Byte (962) 评论 (0) 收藏

      摘要:阿拉斯加北坡(ANS)永冻带蕴藏着丰富的天然气水合物资源,该地区是美国天然气水合物研究开发的特定目标之一。自1970’年代起,美国先后研发的PCB和PCS天然气水合物保压取心器应用于DSDP、ODP、IODP和ANS。第一口旨在研究阿拉斯加天然气水合物的热冰1井于2004年初完成。该井虽然没有钻遇到水合物层位,但是许多新开发的技术,如北极钻井平台、移动式岩心实验室、智慧钻井等成功地获得了应用。艾尔伯特山1号研究井于2007年2月顺利地钻至914 m,全井取心率85%,并进行了测井和运用组合地层动态测量仪对井下压力测试,完成了全部预期研究目标。对“自然产生的”和由“油气钻采工业诱发的”与水合物相关的地质灾害进行了研究,后者主要分为3类,即穿越天然气水合物钻探、穿越天然气水合物深部油气开采及开采天然气水合物的生产。对天然气水合物,特别是运用CO2-CH4置换法开采水合物的理论和实验室的研究,在美国许多学术机构和大学有成效地进行了许多年。2012年5月,康菲公司与日本国家油气与金属公司(JOGMEC)以及美国能源部(DOE)合作,运用CO2-CH4置换法,圆满地完成了Ignik Sikumi #1井的天然气水合物试采。在38天返排期间气体生产的30天内,累积生产甲烷气体约28317 m3 (100万scf)。该项试采工程结果表明,CO2-CH4置换法是天然气水合物开采重要而有效的方法之一,它可在较大程度上减少对环境的污染和破坏。

    • >钻探与钻井工程
    • CMT技术在地下水多层监测中的应用研究

      2017, 44(10):18-21.

      摘要 (1134) HTML (203) PDF 0.00 Byte (1054) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着地下水监测技术的不断完善和发展,单孔多层监测井技术广泛应用于地下水监测工作。CMT监测井就是其中的一种,该技术采用了新型成井结构方式,能够实现单井监测多层地下水,分层采集水样进行水质分析,有一井替代多井监测的特点,能够降低建井及监测成本,提高监测效率。利用CMT多层监测技术,在黑河中游进行地下水多层监测,根据实际监测数据进行水文地质分析,验证了CMT技术在地下水多层监测中的实用性和有效性。

    • 基于井内实时水力学模型的环空压力计算及分析

      2017, 44(10):22-25.

      摘要 (1128) HTML (228) PDF 0.00 Byte (922) 评论 (0) 收藏

      摘要:实时水力学模型是现代钻井工程用于预测井下情况最重要的方法之一,通过分析实时水力学模型的影响因素,建立了一套井筒实时水力学计算与分析模型,包括井筒环空压力和当量循环密度(ECD)的计算。该模型充分考虑了钻柱旋转对速度分布的影响。同时,模型紧密结合参数随温度压力和工况的变化,使计算结果更加贴近井下实际情况,提高了该水力学模型计算结果的准确性,使之更具实用性。

    • 西藏鸭湖地区天然气水合物调查井钻探施工技术

      2017, 44(10):26-30.

      摘要 (1154) HTML (223) PDF 0.00 Byte (971) 评论 (0) 收藏

      摘要:西藏羌塘盆地是公认的天然气水合物有利找矿区,钻探取心是鉴别天然气水合物最直接、最准确的手段。为满足天然气水合物钻探需求,制定了大直径取心、低温泥浆护心的技术方案。试制了跟管取心钻具和大直径绳索取心钻具;逐步完善低温泥浆配方;研制出新型高效泥浆冷却装置。在鸭湖地区天然气水合物调查井施工中,克服地层复杂、环境恶劣等难题,完成钻探取样施工,终孔深度700.70 m,岩心采取率满足地质要求。查明了地层岩性、冻土厚度、气源、岩石物性特征等,不仅为天然气水合物资源评价也为其他油气资源调查提供了地质资料、技术支撑和人才储备。

    • 贵州织金煤层气非储层水平井开发技术研究

      2017, 44(10):31-36.

      摘要 (1106) HTML (197) PDF 0.00 Byte (896) 评论 (0) 收藏

      摘要:直井开发煤层气钻井和压裂成本高,控制面积小,单井产气量低;煤层内水平井钻进难度大,风险高,薄煤层中井眼轨迹控制难度大,钻井液有害固相对储层伤害严重,采收率低。基于此,分析贵州织金区块煤系地质构造,提出在煤系地层内稳定的非储层内布水平井,通过压裂造缝沟通水平井上下煤层同时开发多层煤层的新思路。与常规开发方式相比,非储层内水平井具有钻井风险小、储层伤害小、单井产量高的优点,同时还可以开发煤系致密气和页岩气,提高非常规天然气利用率。研究非储层内水平井开发贵州织金煤层气技术,为解决贵州煤系地层煤层多而薄、层间距小等特性煤层气开发难题以及综合利用煤系气提供新的方式。

    • 塔里木盆地顺北地区二叠系随钻堵漏技术

      2017, 44(10):37-41.

      摘要 (1210) HTML (203) PDF 0.00 Byte (979) 评论 (0) 收藏

      摘要:井漏的发生不仅给钻井工程带来损失,也为油气资源的勘探开发带来极大困难。顺北地区二叠系火成岩发育,地层破裂,钻井时井下复杂主要表现为漏失。目前,该区块二叠系井漏现象频发,导致坍塌掉块,造成该区块井下复杂高发,给施工进度带来非常不利的影响。针对此问题,开展了顺北地区二叠系随钻堵漏技术研究,结合顺北1-1、1-5和1-6井的钻井实践以及二叠系地层特点,分析了该区块的二叠系钻进难点,总结了随钻堵漏技术具体的施工措施。为了应对地层可能出现较大漏失的情况,优选出了用于堵1、3和5 mm缝板的堵漏配方。

    • 江西省朱溪矿区钻探施工回顾与思考

      2017, 44(10):42-46.

      摘要 (1191) HTML (187) PDF 0.00 Byte (990) 评论 (0) 收藏

      摘要:在介绍朱溪矿区钻遇地层特点的基础上,系统分析了钻孔深度大、易斜,相对浅孔而言地层更复杂,钻孔质量要求尤其是孔斜要求更为严格等施工难点,总结了主要钻探装备选用和钻探施工管理工作,以及钻进方法、钻孔结构、钻头选用、钻进技术参数、冲洗液选用、护孔堵漏措施等。建议今后深孔施工中必须提高钻探装备的施工能力、遏制重大孔内事故发生、坚持预防为主治理为辅的孔斜防治原则、抓好泥浆护孔等工作。

    • 松软煤层穿层孔挠性钻具强造斜机理与过程研究

      2017, 44(10):47-50.

      摘要 (1113) HTML (232) PDF 0.00 Byte (831) 评论 (0) 收藏

      摘要:增加松软煤层穿层孔煤孔段的长度可以提高穿层孔单孔瓦斯抽采效果,利用挠性钻具组合施工煤孔段可以达到延长煤孔段的目的。本文建立了挠性钻具施工的力学模型,研究了强造斜的运动学特征,并提出了造斜过程的运动学曲线;根据力学模型及运动学特征,研究了强造斜钻进工艺,尽可能增加钻孔煤层钻遇率。

    • GL-1井抗260 ℃白油基油包水钻井液的应用研究

      2017, 44(10):51-54.

      摘要 (1000) HTML (202) PDF 0.00 Byte (829) 评论 (0) 收藏

      摘要:GL-1井完钻井深为6300.83 m,预计井底温度高达260 ℃。至完钻使用抗260 ℃高温白油基油包水钻井液施工6个月。应用结果表明:该钻井液具有抗温性(260 ℃ )、抗污染能力强、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气储层损害程度小等优点。该井的成功为大庆油田下一步高温深层顺利勘探开发提供了安全有效的技术保障。

    • >金刚石与磨料磨具工程
    • 关于提高金刚石钻头胎体工作能力的试验研究

      2017, 44(10):55-60.

      摘要 (967) HTML (214) PDF 0.00 Byte (993) 评论 (0) 收藏

      摘要:在地质勘探中,金刚石钻进是一种主要的方法。在金刚石钻探生产中,钻探设备、钻头、钻探工艺、钻探生产操作技术和生产管理都是非常重要的。钻探技术经济指标与钻头胎体的工作能力关系更为密切,因此成了人们关心的问题。俄罗斯Кубасов В.В.博士等在提高钻头胎体工作能力方面做了大量的工作,取得了很好的技术经济效果。本文介绍了他们在低品级金刚石的选择性破碎处理、金刚石的热处理、金刚石钻头的低温处理和胎体性能的控制技术等方面的研究内容及取得的成果。

    • >岩土工程
    • 南通市南山湖综合楼基坑工程降水数值模拟分析

      2017, 44(10):61-65,69.

      摘要 (988) HTML (209) PDF 0.00 Byte (911) 评论 (0) 收藏

      摘要:基坑降水的成功与否,关系到整个基坑的安全。南通市南山湖综合楼基坑开挖过程中虽建立了止水帷幕,但仍需对基坑降水的方案进行安全评估。采用MIDAS/GTS数值分析软件建立三维渗流模型,通过对现场单井抽水试验进行模拟分析,综合地勘报告中室内试验渗透系数和抽水试验的渗透系数,反向推演出符合工程实际的渗流边界函数和渗透系数;然后利用反推得到的计算参数,建立三维渗流模型,模拟群井抽水状态下水位降深与时间的变化关系,对群井降水效果进行分析,验证降水井设计是否合理,指导基坑土方的开挖。

    • >钻掘设备与器具
    • 冰钻电动机械钻具孔内升降运动特性试验研究

      2017, 44(10):66-69.

      摘要 (1073) HTML (206) PDF 0.00 Byte (859) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据冰层钻进特点,从钻孔水力学角度出发,分析测试了钻具的质量、长度与钻井液的粘度、密度等因素对钻具下降速度特性的影响规律。通过对4种长度、不同质量的钻具在2种酯类钻井液中下落过程的测试,得出了钻具的下落速度与钻具的长度呈反比,与钻具的质量呈正比,且钻具的下落速度随钻井液的粘度和密度的增大而减小。钻具下落的加速运动时间主要与钻井液的粘度、密度及钻井液在钻具表面流动时的剪切速率有关。

    • 基于Ansys Workbench通地1井的绳索取心钻杆接头疲劳分析

      2017, 44(10):70-78.

      摘要 (1025) HTML (201) PDF 0.00 Byte (966) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分析通化盆地地质调查井工程钻探施工工况、钻杆折断事故及折断部位,基于钻杆和钻进工艺参数对井内钻杆接头螺纹受力进行理论计算,采用SolidWorks对钻杆接头螺纹连接处进行建模然后将模型导入Ansys Workbench中进行应力和疲劳仿真分析,预测钻杆接头的疲劳寿命。通过分析仿真结果,再结合地质岩心编录和测井资料,探讨涌水伴随大量气体钻探施工的钻杆折断原因,优化钻进工艺参数,从而减少孔内钻杆折断事故的发生。

    • Fann 50SL流变仪测试高粘流体爬杆问题的机理研究及解决方法

      2017, 44(10):79-83.

      摘要 (1064) HTML (186) PDF 0.00 Byte (926) 评论 (0) 收藏

      摘要:Fann 50SL高温高压流变仪作为经典的钻井液流变性能测试仪器,为高温钻井液体系的研发发挥了巨大的作用。但采用原装的Fann 50SL流变仪做高粘流体的流变性能测试时,发现流体容易出现爬杆的现象,这个问题会导致测试数据不准确,实验的重复性较差,甚至会由于上爬的样品污染外转筒轴承,导致轴承锈死和驱动电机烧毁的严重问题。通过分析这类流体的流动特性和Fann 50SL的测量原理,找出了影响高粘流体测试数据准确性的原因,并据此设计了2款防爬杆结构,实际安装在Fann 50SL流变仪上使用后,有效地解决了高粘流体的爬杆问题。

    • 深海底钻机动力头的钻杆自行抛弃和冲击卸扣机构

      2017, 44(10):84-87,83.

      摘要 (1169) HTML (205) PDF 0.00 Byte (920) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章介绍了深海岩心取样钻机的主要部件动力头的结构及特点。根据深海钻进的特殊情况,专门在动力头上设计了钻杆自行抛弃机构和冲击卸扣机构。这两种机构可在发生卡钻事故钻机无法回收已经深入孔内的钻杆串时,可将其自行抛弃,或由于动力头扭矩液压马达出现故障不能拧卸钻杆时,冲击卸扣机构将对钻杆丝扣进行冲击使其松动而卸扣。文章重点介绍了钻杆自行抛弃机构和冲击卸扣机构的结构及工作原理。

    • >安全与管理工程
    • 小口径岩心钻探海上施工安全风险管控

      2017, 44(10):88-89,92.

      摘要 (1165) HTML (209) PDF 0.00 Byte (1040) 评论 (0) 收藏

      摘要:小口径岩心钻探海上施工不同于陆地,要借助海上钻探平台作为实施场地进行施工。因其施工环境中风、浪等自然因素所占影响比例较大,其交通运输、施工过程、人员安全防护等都较陆地施工有很大区别。为保证海上岩心钻探施工安全,通过对比分析海上与陆地施工的危险源异同,经过危险源辨识、评价、控制等3个步骤,从技术与管理2个角度,就平台搭建及拆除、施工过程、海上交通、人身防护等方面对海上施工风险进行系统化管理,确保安全施工。