E-mail Alert2008年 30卷 第6期
2008, 30(6): 1-4.
摘要:
深水钻井时水下井口承受的复杂作用力可能导致其稳定性存在问题。根据深水钻井水下井口系统整体受力分析，建立了井口力学稳定性分析方法，该方法综合考虑了海洋环境载荷、钻井船或平台漂移、隔水管力学性能、套管柱与地层之间的非线性响应等因素的影响，可以实现井口力学性能分析。算例分析表明，水下井口的横向偏移及弯矩随张力比和海流流速的增加而大幅增大，顶张力过大会引起井口稳定性变差；随着钻井船或平台漂移量的增加，井口的横向偏移和弯矩近似线性增加，控制好钻井船或平台的漂移非常重要；由于井口承受弯矩的能力有限，较大海流流速情况下可能造成井口失稳；提高导管抗弯强度、控制泥线处管柱冲刷、获取浅部地层的取样数据等措施可以增强井口稳定性。
深水钻井时水下井口承受的复杂作用力可能导致其稳定性存在问题。根据深水钻井水下井口系统整体受力分析，建立了井口力学稳定性分析方法，该方法综合考虑了海洋环境载荷、钻井船或平台漂移、隔水管力学性能、套管柱与地层之间的非线性响应等因素的影响，可以实现井口力学性能分析。算例分析表明，水下井口的横向偏移及弯矩随张力比和海流流速的增加而大幅增大，顶张力过大会引起井口稳定性变差；随着钻井船或平台漂移量的增加，井口的横向偏移和弯矩近似线性增加，控制好钻井船或平台的漂移非常重要；由于井口承受弯矩的能力有限，较大海流流速情况下可能造成井口失稳；提高导管抗弯强度、控制泥线处管柱冲刷、获取浅部地层的取样数据等措施可以增强井口稳定性。
2008, 30(6): 5-10.
摘要:
随着国内复杂定向井、水平井以及高难度3D 井身结构井的增加，对于旋转导向钻井技术的需求也不断增加，而目前国内对静态推靠式旋转导向系统的导向机构控制方法及原理了解很少，展开相应的研究已非常必要。在外筒旋转的条件下，通过力学矢量合成原理以及数学求解分析表明，静态推靠式三液压支撑掌导向工具同时控制3 个支撑掌分力的方案不可行；外筒旋转使得三液压支撑掌导向工具存在控制“死区”，给出了这种偏置机构最大可使用偏置合力矢量幅值；采用了两支撑掌调整和控制合力矢量的大小和方向，剩余一个支撑掌浮动支撑，并给出了静态推靠式三液压支撑掌导向工具控制算法框图。该框图可为国内科研人员开展该种偏置机构研究提供理论依据。
随着国内复杂定向井、水平井以及高难度3D 井身结构井的增加，对于旋转导向钻井技术的需求也不断增加，而目前国内对静态推靠式旋转导向系统的导向机构控制方法及原理了解很少，展开相应的研究已非常必要。在外筒旋转的条件下，通过力学矢量合成原理以及数学求解分析表明，静态推靠式三液压支撑掌导向工具同时控制3 个支撑掌分力的方案不可行；外筒旋转使得三液压支撑掌导向工具存在控制“死区”，给出了这种偏置机构最大可使用偏置合力矢量幅值；采用了两支撑掌调整和控制合力矢量的大小和方向，剩余一个支撑掌浮动支撑，并给出了静态推靠式三液压支撑掌导向工具控制算法框图。该框图可为国内科研人员开展该种偏置机构研究提供理论依据。
2008, 30(6): 11-15.
摘要:
长水平段水平井可增加油气藏的裸露面积，显著提高边际油气藏的综合开发效益。为了检验前期研究成果，进一步丰富完善长水平段水平井钻井技术，决定部署一口阶段试验井——金平1 井。在剖析该井施工难点的基础上，重点阐述了其井身结构与井眼轨道优化设计、大井眼浅层定向、井眼轨迹控制、钻具组合优化、安全钻进等关键技术，通过对水平段摩阻扭矩的理论与实际分析对比，保障了现场施工的顺利进行。该井的成功完钻，积累了大位移及长水平段水平井钻井技术经验，并创造了胜利油田3 项技术指标，位垂比达到了2.803，是当时国内陆上油田位垂比最大的一口井。
长水平段水平井可增加油气藏的裸露面积，显著提高边际油气藏的综合开发效益。为了检验前期研究成果，进一步丰富完善长水平段水平井钻井技术，决定部署一口阶段试验井——金平1 井。在剖析该井施工难点的基础上，重点阐述了其井身结构与井眼轨道优化设计、大井眼浅层定向、井眼轨迹控制、钻具组合优化、安全钻进等关键技术，通过对水平段摩阻扭矩的理论与实际分析对比，保障了现场施工的顺利进行。该井的成功完钻，积累了大位移及长水平段水平井钻井技术经验，并创造了胜利油田3 项技术指标，位垂比达到了2.803，是当时国内陆上油田位垂比最大的一口井。
2008, 30(6): 16-20.
摘要:
乌兹别克斯坦浩乌扎克油田鲁克钻井项目集大位移井钻井以及巨厚盐膏层钻井两大技术难题于一身，国内油田尚无类似条件下成功钻井的先例，也无借鉴事例，存在着一系列亟待解决的技术难题。分析了巨厚盐层水平井的技术特点，通过对井眼轨迹优化技术、井身结构优化技术、井眼轨迹控制技术、巨厚盐层井壁稳定技术、大位移井降摩阻技术和复杂事故预防处理技术研究，形成了一套巨厚盐层较大位移水平井钻井技术，实现在垂深近400 m 厚的纯度极高的盐层、盐膏层中进行定向造斜作业和稳斜段轨迹控制，盐层、盐膏层中控制井段长度达到1000 m，钻成了173G 较大位移水平井，井底水平位移1500 m，水平段长度686 m，该井的成功完钻为同类地层较大位移水平井的钻进提供了经验。
乌兹别克斯坦浩乌扎克油田鲁克钻井项目集大位移井钻井以及巨厚盐膏层钻井两大技术难题于一身，国内油田尚无类似条件下成功钻井的先例，也无借鉴事例，存在着一系列亟待解决的技术难题。分析了巨厚盐层水平井的技术特点，通过对井眼轨迹优化技术、井身结构优化技术、井眼轨迹控制技术、巨厚盐层井壁稳定技术、大位移井降摩阻技术和复杂事故预防处理技术研究，形成了一套巨厚盐层较大位移水平井钻井技术，实现在垂深近400 m 厚的纯度极高的盐层、盐膏层中进行定向造斜作业和稳斜段轨迹控制，盐层、盐膏层中控制井段长度达到1000 m，钻成了173G 较大位移水平井，井底水平位移1500 m，水平段长度686 m，该井的成功完钻为同类地层较大位移水平井的钻进提供了经验。
2008, 30(6): 21-24.
摘要:
胜利油田拥有丰富的浅层稠油资源，稠油油藏埋深较浅、地层松软，大部分区块埋深在800~1200 m左右。稠油油藏一般有地层敏感性强、供液差、产能低和下降快等特点，多年来在钻井等方面采取了多种工艺措施，如定向井、水平井等，均未取得很好的开采效果。鱼骨状水平井技术是提高油藏采收率的钻井新技术，但在稠油热采油藏中应用却面临一些特定的技术难题。对鱼骨状水平井技术在稠油热采井中应用的主要技术难题进行了分析，结合胜利油田第1口稠油热采井——沾18-支平1井的现场实践，详细介绍了鱼骨状水平井钻井技术的应用情况，为今后在稠油热采区块推广应用提供了依据，也为技术配套成熟并推广应用提供了参考。
胜利油田拥有丰富的浅层稠油资源，稠油油藏埋深较浅、地层松软，大部分区块埋深在800~1200 m左右。稠油油藏一般有地层敏感性强、供液差、产能低和下降快等特点，多年来在钻井等方面采取了多种工艺措施，如定向井、水平井等，均未取得很好的开采效果。鱼骨状水平井技术是提高油藏采收率的钻井新技术，但在稠油热采油藏中应用却面临一些特定的技术难题。对鱼骨状水平井技术在稠油热采井中应用的主要技术难题进行了分析，结合胜利油田第1口稠油热采井——沾18-支平1井的现场实践，详细介绍了鱼骨状水平井钻井技术的应用情况，为今后在稠油热采区块推广应用提供了依据，也为技术配套成熟并推广应用提供了参考。
2008, 30(6): 25-28.
摘要:
白云6-1-1 井位于南海东部海域，水深1036 m，是国内第2 口超千米水深的深水预探井。针对深水钻井的特点，在该井采用了相应的井身结构及套管程序、钻具组合、主要作业程序和工艺措施等，有效地解决了深海环境和作业风险的挑战，提高了作业效率。白云6-1-1 井深水钻井技术的成功完钻必将对今后国内深水钻井作业产生积极的影响，同时对国内钻井技术的发展有一定的借鉴作用。
白云6-1-1 井位于南海东部海域，水深1036 m，是国内第2 口超千米水深的深水预探井。针对深水钻井的特点，在该井采用了相应的井身结构及套管程序、钻具组合、主要作业程序和工艺措施等，有效地解决了深海环境和作业风险的挑战，提高了作业效率。白云6-1-1 井深水钻井技术的成功完钻必将对今后国内深水钻井作业产生积极的影响，同时对国内钻井技术的发展有一定的借鉴作用。
2008, 30(6): 34-36.
摘要:
固控系统是保证油田钻井顺利进行的关键设备，直接影响到钻井速度、井身质量及运行成本。随着钻井新技术的应用，对钻井液的固相控制提出了更高的要求。分析了国内外钻井液固控技术的现状，指出了目前油田钻井固控系统存在的不足，提出了新型固控技术的开发要点。新型固控技术主要涉及系统简化和优化、先除气再筛分、改部分处理为全处理、选择性固相控制、钻屑在线处理以及钻井液回收利用等方面。新技术的应用将使钻井液固控系统具有高效、节能、环保的优点，并且能够显著地提高机械钻进速度。
固控系统是保证油田钻井顺利进行的关键设备，直接影响到钻井速度、井身质量及运行成本。随着钻井新技术的应用，对钻井液的固相控制提出了更高的要求。分析了国内外钻井液固控技术的现状，指出了目前油田钻井固控系统存在的不足，提出了新型固控技术的开发要点。新型固控技术主要涉及系统简化和优化、先除气再筛分、改部分处理为全处理、选择性固相控制、钻屑在线处理以及钻井液回收利用等方面。新技术的应用将使钻井液固控系统具有高效、节能、环保的优点，并且能够显著地提高机械钻进速度。
2008, 30(6): 37-41.
摘要:
钻柱设计是否合理是钻井能否成功的关键技术之一，在大位移井中其作用显得尤为重要。在前人研究的基础上，在综合考虑了大位移井钻井操作参数、井眼轨迹状态等实际因素的影响上，结合钻柱整体和各组件自身力学特性，对钻柱整体和部分分别进行优化设计分析，形成了大位移井钻柱分段组合、整体优化的设计方法，并结合南海流花油田A4ERW3 大位移井进行实例分析，结果吻合良好。实践证明该方法有益于指导其他大位移井钻柱的优化设计。
钻柱设计是否合理是钻井能否成功的关键技术之一，在大位移井中其作用显得尤为重要。在前人研究的基础上，在综合考虑了大位移井钻井操作参数、井眼轨迹状态等实际因素的影响上，结合钻柱整体和各组件自身力学特性，对钻柱整体和部分分别进行优化设计分析，形成了大位移井钻柱分段组合、整体优化的设计方法，并结合南海流花油田A4ERW3 大位移井进行实例分析，结果吻合良好。实践证明该方法有益于指导其他大位移井钻柱的优化设计。
2008, 30(6): 42-45.
摘要:
应用分支水平井技术开发煤岩气藏，具有单井产量高、采出程度高、经济效益好的优势。如何保证分支连接处的力学完整性、水力完整性和再进入能力，是煤层分支水平井顺利实施的关键技术。根据煤岩力学性质特征，运用有限元力学理论建立了数值模拟模型，对煤层分支水平井的井眼稳定性进行了分析。结果表明，分支水平井在井眼连接段出现应力集中；分支井眼与主井眼夹角为15°时，随压差的增大该处应力集中更加严重，同时连接井段随着井筒压差的增大有发生失效破坏的可能性。通过对比夹角为60°和15°时的结果得出，夹角增大有利于井眼稳定。该认识对于煤层气井的保护储层钻井、完井和生产设计具有重要意义，可进一步推广应用。
应用分支水平井技术开发煤岩气藏，具有单井产量高、采出程度高、经济效益好的优势。如何保证分支连接处的力学完整性、水力完整性和再进入能力，是煤层分支水平井顺利实施的关键技术。根据煤岩力学性质特征，运用有限元力学理论建立了数值模拟模型，对煤层分支水平井的井眼稳定性进行了分析。结果表明，分支水平井在井眼连接段出现应力集中；分支井眼与主井眼夹角为15°时，随压差的增大该处应力集中更加严重，同时连接井段随着井筒压差的增大有发生失效破坏的可能性。通过对比夹角为60°和15°时的结果得出，夹角增大有利于井眼稳定。该认识对于煤层气井的保护储层钻井、完井和生产设计具有重要意义，可进一步推广应用。
2008, 30(6): 46-51.
摘要:
完井方式的选择受多种因素影响，目前主要依据油气藏性质、井下作业及采油工艺要求定性选择，有必要建立完井方式选择的定量化指标和模型。通过应用突变理论综合评价的方法建立了完井方式优选模型。该模型通过建立完井方式综合评价指标体系，将技术指标、管理指标和经济指标作为影响完井方式选择的三大因素，并对各影响因素下的10 个指标参数进行量化和归一化处理，然后应用突变理论，对完井方式进行综合评价和筛选。该方法避免了模糊评价法、层次分析等方法中各权重由主观给定的弱点，各目标重要性的确定量化由各目标在归一公式中的内在机理决定，减少了综合评价中的主观性，评价更趋于实际，计算简便快捷。现场应用实例证明该模型对完井方案的优选具有指导意义。
完井方式的选择受多种因素影响，目前主要依据油气藏性质、井下作业及采油工艺要求定性选择，有必要建立完井方式选择的定量化指标和模型。通过应用突变理论综合评价的方法建立了完井方式优选模型。该模型通过建立完井方式综合评价指标体系，将技术指标、管理指标和经济指标作为影响完井方式选择的三大因素，并对各影响因素下的10 个指标参数进行量化和归一化处理，然后应用突变理论，对完井方式进行综合评价和筛选。该方法避免了模糊评价法、层次分析等方法中各权重由主观给定的弱点，各目标重要性的确定量化由各目标在归一公式中的内在机理决定，减少了综合评价中的主观性，评价更趋于实际，计算简便快捷。现场应用实例证明该模型对完井方案的优选具有指导意义。
2008, 30(6): 52-57.
摘要:
超深井钻井中普遍存在高温高压等地质环境，钻井过程中经常发生喷、漏、卡、塌等复杂情况。为减少复杂情况发生、研究了温度对井壁稳定性的影响，探讨了井周有效应力、岩石力学性质及钻井液密度随温度变化的规律。研究发现温度变化会产生热应力，导致孔隙弹性系数变化，从而改变井周有效应力的分布；温度升高岩石力学性质逐渐变差，并有可能产生热开裂现象，从而引发井漏、井塌等复杂事故；高温高压井中压力和温度同时起作用，但温度效应更加明显，将引起钻井液当量密度降低。综合考虑以上3 个方面，认为温度对超深井地层安全钻进具有重要影响，钻井过程中应该尽量减少起下钻次数，保持钻井液循环，该研究结果可为进一步确定合理的安全密度窗口及入口钻井液密度提供依据。
超深井钻井中普遍存在高温高压等地质环境，钻井过程中经常发生喷、漏、卡、塌等复杂情况。为减少复杂情况发生、研究了温度对井壁稳定性的影响，探讨了井周有效应力、岩石力学性质及钻井液密度随温度变化的规律。研究发现温度变化会产生热应力，导致孔隙弹性系数变化，从而改变井周有效应力的分布；温度升高岩石力学性质逐渐变差，并有可能产生热开裂现象，从而引发井漏、井塌等复杂事故；高温高压井中压力和温度同时起作用，但温度效应更加明显，将引起钻井液当量密度降低。综合考虑以上3 个方面，认为温度对超深井地层安全钻进具有重要影响，钻井过程中应该尽量减少起下钻次数，保持钻井液循环，该研究结果可为进一步确定合理的安全密度窗口及入口钻井液密度提供依据。
2008, 30(6): 58-61.
摘要:
大港油田部分重点产能区块属于中孔低渗油藏，非常容易发生油层损害。通过对这些区块油层基本特征、油层损害机理系统研究，优化设计了保护油层的理想充填型和广谱“油膜”暂堵型钻井完井液体系，并对2 种体系的油层保护效果进行了室内评价和现场应用效果对比。结果表明，广谱“油膜”暂堵型钻井完井液体系对油层的保护效果更佳，渗透率封堵率达到91.4%以上，渗透率恢复值高达99.3%，矿场测试的纯损害表皮系数接近0，阻止了钻井完井液中固相颗粒和滤液对油层的损害，实现了对油层的更好保护。
大港油田部分重点产能区块属于中孔低渗油藏，非常容易发生油层损害。通过对这些区块油层基本特征、油层损害机理系统研究，优化设计了保护油层的理想充填型和广谱“油膜”暂堵型钻井完井液体系，并对2 种体系的油层保护效果进行了室内评价和现场应用效果对比。结果表明，广谱“油膜”暂堵型钻井完井液体系对油层的保护效果更佳，渗透率封堵率达到91.4%以上，渗透率恢复值高达99.3%，矿场测试的纯损害表皮系数接近0，阻止了钻井完井液中固相颗粒和滤液对油层的损害，实现了对油层的更好保护。
2008, 30(6): 62-66.
摘要:
剑门1 井是四川石油管理局承钻的一口重点预探井，该井井底压力高达120 MPa，多次发生气侵、井漏。鉴于此种情况，现场决定四开钻至5004 m 中途完钻，下Ø177.8 mm 尾管固井。为解决深层高压井尾管固井问题，选用了胶乳水泥浆体系，对该体系的失水控制和防漏失性能、防窜性能、水泥石性能，水泥浆流变性，水泥浆的稳定性、水泥浆稠化时间进行了室内试验。工艺方面采用正注反挤、间歇式低压挤水泥的固井工艺，以减少一次注替静液柱压力过大造成的漏失，易于建立挤水泥压力。经优选水泥浆体系和采用适合该井井况的固井工艺，成功地封隔了 4584~4930 m 4 个严重漏失层，取得了较好的作业效果。剑门1 井Ø177.8 mm 尾管悬挂固井的成功经验可供此类复杂井固井参考。
剑门1 井是四川石油管理局承钻的一口重点预探井，该井井底压力高达120 MPa，多次发生气侵、井漏。鉴于此种情况，现场决定四开钻至5004 m 中途完钻，下Ø177.8 mm 尾管固井。为解决深层高压井尾管固井问题，选用了胶乳水泥浆体系，对该体系的失水控制和防漏失性能、防窜性能、水泥石性能，水泥浆流变性，水泥浆的稳定性、水泥浆稠化时间进行了室内试验。工艺方面采用正注反挤、间歇式低压挤水泥的固井工艺，以减少一次注替静液柱压力过大造成的漏失，易于建立挤水泥压力。经优选水泥浆体系和采用适合该井井况的固井工艺，成功地封隔了 4584~4930 m 4 个严重漏失层，取得了较好的作业效果。剑门1 井Ø177.8 mm 尾管悬挂固井的成功经验可供此类复杂井固井参考。
2008, 30(6): 67-70.
摘要:
高浓度聚合物驱作为常规聚合物驱后进一步提高采收率的方法，其提高采收率的幅度或取得的经济价值与井网、井距等均有密切的关系。利用数值模拟方法，通过对大庆油田中区西部葡一组进行精细数值模拟研究，对中区西部高浓度聚合物在不同井网、井距、不同注入速度以及不同注入浓度条件下的驱油效果进行评价及优选。结果表明：采用九点法、小井距、高浓度、高注入速度的开发方案，能够达到最优的开发效果。为现场开展高浓度聚合物驱提供开发依据。
高浓度聚合物驱作为常规聚合物驱后进一步提高采收率的方法，其提高采收率的幅度或取得的经济价值与井网、井距等均有密切的关系。利用数值模拟方法，通过对大庆油田中区西部葡一组进行精细数值模拟研究，对中区西部高浓度聚合物在不同井网、井距、不同注入速度以及不同注入浓度条件下的驱油效果进行评价及优选。结果表明：采用九点法、小井距、高浓度、高注入速度的开发方案，能够达到最优的开发效果。为现场开展高浓度聚合物驱提供开发依据。
2008, 30(6): 71-74.
摘要:
羊三木油田碱/ 聚驱先导试验存在现场污水配制碱/ 聚二元复合驱体系时出现结垢堵塞地面管线、聚合物严重降解等问题，为此开展了污水配制新型碱/ 聚合物二元复合驱体系研究。采用抗钙镁结垢能力强、降低界面张力幅度大的活性碱与污水聚合物匹配，分析在污水配制条件下，不同碱型与聚合物匹配的驱油能力，以及在原油黏度高达530 mPa·s 时能否继续开展二元复合驱的问题。研究结果表明 ：原油黏度为530 mPa·s，污水配制活性碱/ 聚合物二元复合体系溶液黏度为45 mPa·s 时，油水界面张力达到10－3 数量级，活性碱/ 聚合物二元复合驱比纯水驱提高采收率17% 以上；在原油黏度确定及油水界面张力已降至超低值时，超过碱/ 聚二元体系溶液浓度技术临界点后，即使继续增加溶液黏度，采收率也不会大幅度增加。该研究为普通稠油油藏注水开发后期化学驱提高采收率提供了新型有效的技术手段。
羊三木油田碱/ 聚驱先导试验存在现场污水配制碱/ 聚二元复合驱体系时出现结垢堵塞地面管线、聚合物严重降解等问题，为此开展了污水配制新型碱/ 聚合物二元复合驱体系研究。采用抗钙镁结垢能力强、降低界面张力幅度大的活性碱与污水聚合物匹配，分析在污水配制条件下，不同碱型与聚合物匹配的驱油能力，以及在原油黏度高达530 mPa·s 时能否继续开展二元复合驱的问题。研究结果表明 ：原油黏度为530 mPa·s，污水配制活性碱/ 聚合物二元复合体系溶液黏度为45 mPa·s 时，油水界面张力达到10－3 数量级，活性碱/ 聚合物二元复合驱比纯水驱提高采收率17% 以上；在原油黏度确定及油水界面张力已降至超低值时，超过碱/ 聚二元体系溶液浓度技术临界点后，即使继续增加溶液黏度，采收率也不会大幅度增加。该研究为普通稠油油藏注水开发后期化学驱提高采收率提供了新型有效的技术手段。
2008, 30(6): 75-79.
摘要:
蒸汽吞吐是特稠油油藏开采的主要方法，但随着吞吐轮次增加，地层能量下降，周期产油减少，开采效果变差。结合新疆九7+8 区地质特征，建立理论模型，通过数值模拟对蒸汽吞吐后期采取注氮气改善吞吐效果进行可行性分析，对混氮比、注入时机、注入方式、注入速度等注氮参数进行优选。模拟结果表明，注氮气后单井周期产油量平均提高6146.9 t，含水率平均降低15%。注汽过程中注氮气的方法可在很大程度上改善超稠油的开发效果，为有效开发此类难动用储量提供借鉴。
蒸汽吞吐是特稠油油藏开采的主要方法，但随着吞吐轮次增加，地层能量下降，周期产油减少，开采效果变差。结合新疆九7+8 区地质特征，建立理论模型，通过数值模拟对蒸汽吞吐后期采取注氮气改善吞吐效果进行可行性分析，对混氮比、注入时机、注入方式、注入速度等注氮参数进行优选。模拟结果表明，注氮气后单井周期产油量平均提高6146.9 t，含水率平均降低15%。注汽过程中注氮气的方法可在很大程度上改善超稠油的开发效果，为有效开发此类难动用储量提供借鉴。
2008, 30(6): 80-82.
摘要:
目前螺杆泵井存在故障形式多、诊断困难等问题，制约了螺杆泵采油系统的经济效益及系统效率的提高。为解决这一问题，结合层次分析法和模糊数学理论，提出了一种螺杆泵井层次分析故障诊断法。该方法通过建立螺杆泵井某一故障形式的评价指标体系、构造层次结构、构造判断矩阵以及隶属度函数，求得该种故障形式的评价值。通过对比不同故障形式的最终评价值来判断螺杆泵井真实的故障情况。经实际油井验证，该方法具有一定准确性，对目前油田中螺杆泵井故障诊断、提高螺杆泵井系统效率具有一定的指导意义。
目前螺杆泵井存在故障形式多、诊断困难等问题，制约了螺杆泵采油系统的经济效益及系统效率的提高。为解决这一问题，结合层次分析法和模糊数学理论，提出了一种螺杆泵井层次分析故障诊断法。该方法通过建立螺杆泵井某一故障形式的评价指标体系、构造层次结构、构造判断矩阵以及隶属度函数，求得该种故障形式的评价值。通过对比不同故障形式的最终评价值来判断螺杆泵井真实的故障情况。经实际油井验证，该方法具有一定准确性，对目前油田中螺杆泵井故障诊断、提高螺杆泵井系统效率具有一定的指导意义。
2008, 30(6): 83-87.
摘要:
注水开发油田在生产过程中，渗流场会对油藏地应力场产生影响，在井壁附近产生应力集中。研究了注水过程中流固耦合作用下套管损坏的力学机理，在传统的Biot 方程的基础上，考虑介质渗透性能随应力的变化，建立了注采过程中流体渗流与固体弹塑性变形的非线性耦合数学模型，采用全耦合的有限元法对所建立的模型进行求解。通过对大庆油田南二区某注水井注水开发过程的数值模拟，分析了注水对储层孔隙压力、井壁围岩应力场和变形场的影响，并对比了不同注采情况下储层孔隙压力和井壁应力随时间的变化关系。研究表明，油藏注水开采过程中，油藏流固耦合作用对地层特别是井壁附近围岩的应力和变形影响很大。研究结果为合理建立油藏注水开发的流固耦合计算模型，合理控制注采压差，预防和减少该地区地层变形、套管损坏等提供了依据。
注水开发油田在生产过程中，渗流场会对油藏地应力场产生影响，在井壁附近产生应力集中。研究了注水过程中流固耦合作用下套管损坏的力学机理，在传统的Biot 方程的基础上，考虑介质渗透性能随应力的变化，建立了注采过程中流体渗流与固体弹塑性变形的非线性耦合数学模型，采用全耦合的有限元法对所建立的模型进行求解。通过对大庆油田南二区某注水井注水开发过程的数值模拟，分析了注水对储层孔隙压力、井壁围岩应力场和变形场的影响，并对比了不同注采情况下储层孔隙压力和井壁应力随时间的变化关系。研究表明，油藏注水开采过程中，油藏流固耦合作用对地层特别是井壁附近围岩的应力和变形影响很大。研究结果为合理建立油藏注水开发的流固耦合计算模型，合理控制注采压差，预防和减少该地区地层变形、套管损坏等提供了依据。
2008, 30(6): 88-92.
摘要:
水平井分段注水时，在总注入量确定的情况下，确定每个射孔段的流量分配与压降分布是一个复杂且有现实意义的问题。建立封闭地层的水平井三维稳态渗流模型，用Fourier 正弦变换、势的叠加原理、三角函数变换、渐进分析求解其压力和流量分布；通过与直井比较，求得均匀流量水平井稳态当量井径模型。利用多井叠加原理建立分段射孔无限导流水平井流量分配模型，用高斯消元法求取每个射孔段的流量分布，在此基础上分析了分段射孔水平注入井的压降特征。算例应用表明，在其他条件相同的情况下，射孔间距或射孔段长度越大，射孔段附近压降越大，而水平井中部的射孔段附近的压降小于相同条件下端部射孔段的压降；分段射孔水平井的近井地带易于形成近线性驱替系统，特别是选择中间略长，根（趾、端）部稍短的射孔方式，可使这种驱替效果更好。该方法能够直观量化每个射孔段注水量的分配，从而为周围油井注水见效、水驱动用程度等的分析奠定基础。
水平井分段注水时，在总注入量确定的情况下，确定每个射孔段的流量分配与压降分布是一个复杂且有现实意义的问题。建立封闭地层的水平井三维稳态渗流模型，用Fourier 正弦变换、势的叠加原理、三角函数变换、渐进分析求解其压力和流量分布；通过与直井比较，求得均匀流量水平井稳态当量井径模型。利用多井叠加原理建立分段射孔无限导流水平井流量分配模型，用高斯消元法求取每个射孔段的流量分布，在此基础上分析了分段射孔水平注入井的压降特征。算例应用表明，在其他条件相同的情况下，射孔间距或射孔段长度越大，射孔段附近压降越大，而水平井中部的射孔段附近的压降小于相同条件下端部射孔段的压降；分段射孔水平井的近井地带易于形成近线性驱替系统，特别是选择中间略长，根（趾、端）部稍短的射孔方式，可使这种驱替效果更好。该方法能够直观量化每个射孔段注水量的分配，从而为周围油井注水见效、水驱动用程度等的分析奠定基础。
2008, 30(6): 93-96.
摘要:
目前，致密气藏压裂施工普遍存在破裂压力较高的难题。为了研究和解决这一问题，针对低渗致密砂岩气藏的特点，并结合川西南致密气藏压裂井存在的实际问题，在分析了影响川西南致密气藏压裂井压裂效果的主要因素的基础上，通过室内大尺寸真三轴模拟实验系统和FLAC3D 有限差分大型岩土数值模拟软件，研究了不同射孔方式和射孔方位、孔密、孔深及孔径对裂缝延伸和破裂压力的影响规律。根据室内实验和数值模拟结果，对川西南致密气藏压裂井进行了射孔优化，形成了最大主应力方向定向射孔、13~16 孔/m 中等孔密、大孔径和深穿透的优化射孔思路。现场应用结果表明，使用该思路进行压裂施工，能有效地降低地层破裂压力和提高产能。为致密砂岩气藏压裂改造提供了新型有效的技术手段，促进了致密砂岩气藏高效压裂技术的发展。
目前，致密气藏压裂施工普遍存在破裂压力较高的难题。为了研究和解决这一问题，针对低渗致密砂岩气藏的特点，并结合川西南致密气藏压裂井存在的实际问题，在分析了影响川西南致密气藏压裂井压裂效果的主要因素的基础上，通过室内大尺寸真三轴模拟实验系统和FLAC3D 有限差分大型岩土数值模拟软件，研究了不同射孔方式和射孔方位、孔密、孔深及孔径对裂缝延伸和破裂压力的影响规律。根据室内实验和数值模拟结果，对川西南致密气藏压裂井进行了射孔优化，形成了最大主应力方向定向射孔、13~16 孔/m 中等孔密、大孔径和深穿透的优化射孔思路。现场应用结果表明，使用该思路进行压裂施工，能有效地降低地层破裂压力和提高产能。为致密砂岩气藏压裂改造提供了新型有效的技术手段，促进了致密砂岩气藏高效压裂技术的发展。
2008, 30(6): 97-99.
摘要:
针对目前采用的柱塞泵摩阻大、漏失大、寿命短等问题，提出了一种新型液压反馈高效节能自封柱塞泵（HSP）。该泵的柱塞芯由中部开有若干个径向槽孔的金属管制成，柱塞上装有一个弹性伸缩套，套在中心筛管柱塞芯上，在弹性伸缩套外面套有若干个耐磨的密封环。上行程时柱塞内部的流体压力作用到胶套内表面上使之向外膨胀，使密封环始终压在泵筒内壁上，形成良好的密封；下行程时弹性伸缩套恢复原状，柱塞和泵筒之间产生间隙。通过有限元力学分析，证明该泵克服了常规柱塞泵摩阻大、效率低、寿命短等不足。室内试验表明该泵实现了下行“无”摩阻，上行自封“无”漏失，专用耐磨环实现了长寿命的目的。现场试验表明，在供液条件充足的情况下，该泵泵效达到60%~80%，可高效节能连续工作2 年以上。
针对目前采用的柱塞泵摩阻大、漏失大、寿命短等问题，提出了一种新型液压反馈高效节能自封柱塞泵（HSP）。该泵的柱塞芯由中部开有若干个径向槽孔的金属管制成，柱塞上装有一个弹性伸缩套，套在中心筛管柱塞芯上，在弹性伸缩套外面套有若干个耐磨的密封环。上行程时柱塞内部的流体压力作用到胶套内表面上使之向外膨胀，使密封环始终压在泵筒内壁上，形成良好的密封；下行程时弹性伸缩套恢复原状，柱塞和泵筒之间产生间隙。通过有限元力学分析，证明该泵克服了常规柱塞泵摩阻大、效率低、寿命短等不足。室内试验表明该泵实现了下行“无”摩阻，上行自封“无”漏失，专用耐磨环实现了长寿命的目的。现场试验表明，在供液条件充足的情况下，该泵泵效达到60%~80%，可高效节能连续工作2 年以上。
2008, 30(6): 100-103.
摘要:
西气东输金坛盐穴地下储气库已有采卤溶腔单井（腔）注气排卤作业结束后，在投入正常注采气运行前，为确保?177.8 mm 注采气管柱通畅和注采气能力满足需求，以及井下安全阀在紧急情况下开关控制自如，需将仅用于排卤作业的?114.3 mm 管柱全部起出。鉴于金坛盐穴地下储气库的井（腔）的独特腔体、井身与管柱结构和较高的井口压力，决定采用不压井作业设备将?114.3 mm 排卤管柱一次性起出。该设备具备举升和运输能力的撬装，靠修井机、不压井作业辅助机和桥塞或堵塞器的相互配合来实现带压环境下起下管柱作业。采用不压井作业技术在金坛盐穴地下储气库进行了5 口井（腔）的施工，成功率100%，为金坛盐穴地下储气库后续不压井起同类大直径管柱作业储备了技术，具有一定的指导意义。
西气东输金坛盐穴地下储气库已有采卤溶腔单井（腔）注气排卤作业结束后，在投入正常注采气运行前，为确保?177.8 mm 注采气管柱通畅和注采气能力满足需求，以及井下安全阀在紧急情况下开关控制自如，需将仅用于排卤作业的?114.3 mm 管柱全部起出。鉴于金坛盐穴地下储气库的井（腔）的独特腔体、井身与管柱结构和较高的井口压力，决定采用不压井作业设备将?114.3 mm 排卤管柱一次性起出。该设备具备举升和运输能力的撬装，靠修井机、不压井作业辅助机和桥塞或堵塞器的相互配合来实现带压环境下起下管柱作业。采用不压井作业技术在金坛盐穴地下储气库进行了5 口井（腔）的施工，成功率100%，为金坛盐穴地下储气库后续不压井起同类大直径管柱作业储备了技术，具有一定的指导意义。
2008, 30(6): 104-107.
摘要:
为推广应用斜坡吊卡台肩钻杆，对某井钻杆内螺纹接头直角吊卡台肩部位断裂和裂纹事故进行了详细调查研究，并对一根内螺纹接头钻杆进行了失效分析。失效分析内容主要包括裂纹宏观分析和微观分析，钻杆接头材料化学成分、力学性能和金相组织试验分析，钻杆在钻井过程中受力条件分析等。通过失效分析，认为钻杆接头为早期疲劳失效，钻杆内螺纹接头直角吊卡台肩部位产生早期疲劳断裂和裂纹的原因是该部位结构尺寸不合理，应力集中严重。在钻井过程中钻柱会承受交变的拉伸、扭转、弯曲、震动等疲劳载荷，很容易在应力集中严重的内螺纹接头直角吊卡台肩部位产生疲劳断裂和裂纹。要从根本上防止钻杆接头断裂，建议采用斜坡吊卡台肩钻杆。
为推广应用斜坡吊卡台肩钻杆，对某井钻杆内螺纹接头直角吊卡台肩部位断裂和裂纹事故进行了详细调查研究，并对一根内螺纹接头钻杆进行了失效分析。失效分析内容主要包括裂纹宏观分析和微观分析，钻杆接头材料化学成分、力学性能和金相组织试验分析，钻杆在钻井过程中受力条件分析等。通过失效分析，认为钻杆接头为早期疲劳失效，钻杆内螺纹接头直角吊卡台肩部位产生早期疲劳断裂和裂纹的原因是该部位结构尺寸不合理，应力集中严重。在钻井过程中钻柱会承受交变的拉伸、扭转、弯曲、震动等疲劳载荷，很容易在应力集中严重的内螺纹接头直角吊卡台肩部位产生疲劳断裂和裂纹。要从根本上防止钻杆接头断裂，建议采用斜坡吊卡台肩钻杆。
2008, 30(6): 108-112.
摘要:
针对尾管悬挂器技术在国内深井超深井钻井中面临的新挑战，回顾了国内尾管悬挂器技术的发展历史，分析了技术现状。指出今后在尾管悬挂器研究中要特别关注5 方面因素的影响，并要着重解决旋转、液压丢手、抗高温、防碰、防腐、增大过流面积等6 大关键技术问题。同时，提出了今后应重点发展多功能组合式尾管悬挂器和可膨胀式尾管悬挂器的建议。
针对尾管悬挂器技术在国内深井超深井钻井中面临的新挑战，回顾了国内尾管悬挂器技术的发展历史，分析了技术现状。指出今后在尾管悬挂器研究中要特别关注5 方面因素的影响，并要着重解决旋转、液压丢手、抗高温、防碰、防腐、增大过流面积等6 大关键技术问题。同时，提出了今后应重点发展多功能组合式尾管悬挂器和可膨胀式尾管悬挂器的建议。
2008, 30(6): 113-116.
摘要:
大港油田以西H3 井为代表的水平井受地面村庄、水库等特殊地貌限制，钻井井眼轨迹设计多为浅造斜（300 m）、大斜度，受举升工艺适应性限制，所属油田区块处于未动用阶段。为了实现浅造斜大斜度井的有效举升，对常规潜油电泵允许通过的井眼轨迹进行计算，并以西H3 井为例对比分析得出结论，常规电泵难以满足该井生产需要。引进应用斜井电泵，详细介绍了斜井电泵在机组易弯曲部件、大小扁电缆保护器、电机保护器等部位进行的技术改进，通过现场应用取得良好效果，为大港油田陆地自营区浅造斜大斜度井举升提供了有效技术手段，使一些受地表环境限制无法动用的储量区块得到开发动用。
大港油田以西H3 井为代表的水平井受地面村庄、水库等特殊地貌限制，钻井井眼轨迹设计多为浅造斜（300 m）、大斜度，受举升工艺适应性限制，所属油田区块处于未动用阶段。为了实现浅造斜大斜度井的有效举升，对常规潜油电泵允许通过的井眼轨迹进行计算，并以西H3 井为例对比分析得出结论，常规电泵难以满足该井生产需要。引进应用斜井电泵，详细介绍了斜井电泵在机组易弯曲部件、大小扁电缆保护器、电机保护器等部位进行的技术改进，通过现场应用取得良好效果，为大港油田陆地自营区浅造斜大斜度井举升提供了有效技术手段，使一些受地表环境限制无法动用的储量区块得到开发动用。
2008, 30(6): 117-119.
摘要:
受腐蚀性油气介质的影响，油气井套管在生产过程中将发生腐蚀，从而导致服役管柱的损坏，除化学腐蚀外，管体中由于流体压力而产生的应力也将影响管柱的腐蚀。针对管体所受外部应力会加速腐蚀速率、严重缩短管柱服役寿命这一现象，结合化学力学效应理论，分二向应力和三向应力2 种情况，建立了外应力影响套管腐蚀速率的解析模型，给出了计算应力影响管柱寿命衰减的解析公式。算例计算结果显示，该模型所得结果与目前文献中应力对腐蚀速率的影响实验研究结果相符；管柱所受应力越大，管柱实际寿命衰减得越快。该结论对精确确定管柱的寿命具有重要的参考意义。
受腐蚀性油气介质的影响，油气井套管在生产过程中将发生腐蚀，从而导致服役管柱的损坏，除化学腐蚀外，管体中由于流体压力而产生的应力也将影响管柱的腐蚀。针对管体所受外部应力会加速腐蚀速率、严重缩短管柱服役寿命这一现象，结合化学力学效应理论，分二向应力和三向应力2 种情况，建立了外应力影响套管腐蚀速率的解析模型，给出了计算应力影响管柱寿命衰减的解析公式。算例计算结果显示，该模型所得结果与目前文献中应力对腐蚀速率的影响实验研究结果相符；管柱所受应力越大，管柱实际寿命衰减得越快。该结论对精确确定管柱的寿命具有重要的参考意义。
2008, 30(6): 120-124.
摘要:
连续油管技术在各种井下作业中的应用日趋成熟，而国内对于该项技术的应用仅局限在一些相对简单的井下作业，并没有充分发挥其优势。在综合分析及研究连续油管技术发展动态的基础上，全面总结了国外连续油管井下作业技术的应用现状及发展趋势，对比了国内目前连续油管设备使用情况和技术服务水平，提出了影响国内连续油管技术发展的各种不利因素、现有发展条件及如何确保连续油管作业成功率的关键因素。为进一步完善国内连续油管井下作业的应用技术水平和促进其相关工艺的发展起到了一定的借鉴和推动作用。
连续油管技术在各种井下作业中的应用日趋成熟，而国内对于该项技术的应用仅局限在一些相对简单的井下作业，并没有充分发挥其优势。在综合分析及研究连续油管技术发展动态的基础上，全面总结了国外连续油管井下作业技术的应用现状及发展趋势，对比了国内目前连续油管设备使用情况和技术服务水平，提出了影响国内连续油管技术发展的各种不利因素、现有发展条件及如何确保连续油管作业成功率的关键因素。为进一步完善国内连续油管井下作业的应用技术水平和促进其相关工艺的发展起到了一定的借鉴和推动作用。
