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| 1 | 页岩气水平井多级压裂过程中套管变形研究综述显示文摘针对页岩气水平井多级压裂过程中出现的套管变形问题,运用力学实验手段以及数值分析方法,计算了多级压裂过程中套管强度以及应力变化,研究了环空束缚流体、岩性界面、温压交变、地层滑移对套管应力以及应变的影响。研究表明:页岩气井压裂过程中套管变形以剪切变形和挤压变形为主,变形点具有从趾端到跟端不断增多的分布特点,且部分位置变形情况随时间推移不断加剧;环空束缚流体、岩性界面显著提升了套管应力,但不是导致套管应力超过屈服强度的充分原因;套管应力超过屈服强度后,温压交变将会加剧挤压变形程度;断层沿天然裂缝或层理弱面滑移导致套管发生剪切变形,增加套管厚度或者采用分段固井方式有利于降低套管剪切变形风险。研究成果可为压裂过程中套管完整性设计及控制提供参考,具有重要理论和工程意义。 | 席岩 李军 柳贡慧 曾义金 李剑平 | 2019 | 特种油气藏2019，26，1： | 40 |
| 2 | 复合冲击破岩钻井新技术提速机理研究显示文摘为了解决PDC钻头钻遇硬地层时出现的机械钻速低、钻头粘滑振动失效快等问题,提出了PDC钻头复合冲击钻井破岩新技术,并对该技术的提速机理进行了研究。根据建立的PDC钻头受单向轴向冲击及复合冲击时的扭转振动模型,对PDC钻头的运动规律进行了分析,并利用ABAQUS软件对岩石受单向轴向冲击及复合冲击时所受的剪切力进行了模拟。模拟结果表明,PDC钻头受单向轴向冲击时切削齿的切削深度会增加,但是会造成PDC钻头扭转振动;复合冲击大大提高了PDC钻头对岩石的剪切作用,降低了岩石的阻抗扭矩,从而抑制了PDC钻头受单向轴向冲击所产生的扭转振动。研究表明,PDC钻头复合冲击钻井破岩新技术能够增加切削齿的切削深度并抑制扭转振动,提高硬地层的机械钻速。 | 查春青 柳贡慧 李军 李玉梅 席岩 | 2017 | 石油钻探技术2017，45，2： | 33 |
| 3 | 复合冲击钻具的研制及现场试验显示文摘为了进一步提高硬地层的机械钻速,同时控制PDC钻头的黏滑振动,将扭力冲击器和旋冲钻具的特点相结合,研制了同时给PDC钻头提供高频单向轴向冲击和往复扭转冲击的复合冲击钻具。通过地面试验验证了复合冲击钻具的可行性并测试了其性能,结果表明,复合冲击钻具能实现轴向冲击和扭转冲击功能,冲击频率、冲击功和压降随排量增大而增大,随喷嘴直径增大而减小。在葡4-32井的现场试验结果表明:使用复合冲击钻具后,与邻井'螺杆+PDC钻头'复合钻井相比,机械钻速提高了60.2%;试验过程中,PDC钻头未出现黏滑振动和崩齿现象。研究结果表明,复合冲击钻具能提高硬地层机械钻速,并能控制PDC钻头的黏滑振动,起到保护PDC钻头的作用。 | 查春青 柳贡慧 李军 李玉梅 席岩 连威 | 2017 | 石油钻探技术2017，45，1： | 28 |
| 4 | 基于大数据的用户画像方法研究综述显示文摘在大数据时代,社交网络以及以社交为基础的互联网应用不断迅猛发展,其背后带来的是数据的爆炸式增长。对用户数据的采集以及合理的推荐,成为了各大网站的重要课题。用户画像提取过程,是个性化推荐的关键步骤。随着社交网络的快速发展,媒体类型不断丰富,用户参与门槛的不断降低。用户表达的数据模态逐渐呈现多样,为用户画像提取提供了广阔空间。随着用户画像数量的不断递增,利用大数据技术,有效的存储、计算用户画像,逐渐成为研究热点。本文首先介绍了相关的背景,然后介绍了基于大数据的用户画像构建方法,并介绍了不同数据集中的用户画像的应用,最后本文对基于大数据的用户画像方法进行了总结和展望,指明了该技术当前存在的问题与发展趋势。 | 席岩 张乃光 王磊 张智军 刘海涛 | 2017 | 广播电视信息2017，0，10： | 23 |
| 5 | 页岩气井体积压裂井筒温度计算及套管强度变化分析显示文摘页岩气井体积压裂排量大、时间长,压裂过程中井筒温度变化剧烈,引起的温度应力对套管强度具有较大影响。在考虑压裂液摩擦生热以及排量与壁面换热系数关系的基础上,建立了页岩气井套管压裂过程中井筒温度场模型,对压裂过程中温度瞬态变化进行了计算。结果表明:页岩气井套管压裂过程中井筒降温幅度较大,储层温度为78.5℃时最大降幅达到64.7℃;跟端和趾端温度差最大值出现在压裂初期60~210 s。依据推导出的套管抗外挤强度计算公式进行强度校核分析,结果表明,温度应力对套管抗外挤强度产生较大影响,且随着压裂排量的不断增大,抗外挤强度降幅也不断增大,冬季施工压裂液排量为20 m^3/min时,套管抗外挤强度降低16.4%。 | 席岩 柳贡慧 李军 查春青 王超 刘明杰 | 2017 | 断块油气田2017，24，4： | 21 |
| 6 | 冻胶阀完井技术研究与应用显示文摘全过程欠平衡钻完井技术钻井环节容易实现欠平衡作业,而完井环节实现欠平衡比较困难。针对目前欠平衡完井技术中利用套管阀完井费用较高、裸眼完井技术适用范围有限等难题,提出了冻胶阀完井技术。该技术利用一种凝胶体系将上部压井液与储层有效隔离,从而达到保护油气层的目的。通过室内实验,优选出冻胶阀配方,并对冻胶阀配方的耐压性、强度、密封性、稳定性、成胶时间、破胶时间、施工工艺、返排工艺展开研究。牛东89-912、鸭940等10井次成功现场试验表明,该技术不仅解决了目前欠平衡完井方式比较单一的被动局面,同时还实现了高效低成本的目标。 | 胡挺 曾权先 李华磊 席岩 | 2012 | 石油钻采工艺2012，34，1： | 20 |
| 7 | 瞬态力-热耦合作用下水泥环形态对套管应力的影响显示文摘基于页岩气水平井压裂工程实际,采用解析法与数值法结合的方式,建立了压裂过程中井筒温度场计算模型和套管偏心、水泥环缺失有限元模型,据此研究瞬态力-热耦合作用下的水泥环形态对套管应力的影响。结果显示:1)页岩气井压裂过程中瞬态力-热耦合作用显著提高了套管应力;套管应力呈先升高后降低的动态变化,最大应力值出现在压裂初期。2)水泥环完整或套管偏心时,瞬态力-热耦合作用降低了套管应力周向分布不均匀差异;水泥环缺失时,套管应力随着缺失角、偏心距的增大而提高。研究结果对于精确计算页岩气井压裂过程中的套管应力具有重要意义。 | 席岩 李军 柳贡慧 查春青 秦曦 严攀 | 2017 | 断块油气田2017，24，5： | 17 |
| 8 | PDC钻头扭转振动特性分析及减振工具设计显示文摘为了抑制PDC钻头在钻进过程中的扭转振动,建立了PDC钻头的扭摆模型,对PDC钻头切削齿切削岩石时的受力情况进行了分析,得出钻压和扭矩之间的关系,分析了钻压的波动对PDC钻头扭转振动的影响,根据分析结果设计了PDC钻头扭转振动的减振工具,给出了工具中螺旋升角的设计准则。研究结果表明:钻压的波动会直接造成PDC钻头的扭转振动,且钻压的波动幅度越大,PDC钻头的扭转振动越严重。设计的减振工具是通过将一部分波动的钻压转换为切削扭矩的方式来实现钻头处扭矩的平衡,从而抑制扭转振动,工具中螺旋升角的取值与PDC钻头切削齿的后倾角相关且成反比。研究结果为抑制PDC钻头的扭转振动提供了理论依据。 | 查春青 柳贡慧 李军 席岩 张涛 | 2017 | 石油机械2017，45，3： | 16 |
| 9 | 力-热耦合作用下套管应力瞬态变化研究显示文摘页岩气井压裂压力高、排量大、时间长,力-热耦合作用明显,力-热耦合作用下套管瞬态应力变化研究较少。基于页岩气水平井压裂工程实际,利用热流固耦合数值算法,对压裂过程中套管温度瞬态变化及力-热耦合作用下套管应力瞬态变化进行计算。计算结果表明:压裂过程中,套管温度迅速降低至近恒值温度T_(min),压裂结束后缓慢回升;温度瞬态变化与排量存在显著关系,排量越大,T_(min)越低;力-热耦合作用下,套管瞬态最大应力先升高后降低,最高值出现在压裂初期;套管瞬态应力变化与排量存在显著关系,排量越大,最大应力值越高,套损风险越大。研究结果可为页岩气水平井压裂过程中套损问题影响因素分析提供参考和借鉴。 | 席岩 柳贡慧 李军 查春青 连威 李光磊 | 2017 | 石油机械2017，45，6： | 16 |
| 10 | 利用分段固井方法提高页岩气井筒完整性显示文摘我国目前页岩气开发中,出现了严重的井筒完整性问题,部分区块的套管变形比例甚至达到了40%,导致分段压裂改造失效,已经严重制约了我国页岩气开发进程。文章在分析页岩气井筒完整性失效原因的基础上,针对分段压裂过程中套管承受严重非均匀载荷的难题,提出了分段固井方法,即针对容易产生井筒完整性失效的井段,其环空不固井,而是注入一段流体,在其相邻井段则进行正常固井作业。其优势是将分段压裂过程中可能产生的极端非均匀外挤载荷转化为均匀外挤载荷,从而达到防止套管变形,提高井筒完整性的目的。针对该方法的可行性及其对分段压裂与缝网体形成的影响等进行了讨论,认为总体上利大于弊。该方法有助于解决我国页岩气开发中面临的井筒完整性失效瓶颈问题。 | 李军 席岩 付永强 张华礼 | 2017 | 钻采工艺2017，40，4： | 15 |
| 11 | 县级融媒体中心与应急广播系统对接技术研究显示文摘当前全国各地纷纷组建成立县级融媒体中心,同时县级应急广播系统的建设也方兴未艾,建设完成的应急广播系统和县级融媒体中心技术系统大多数情况下由当地同一个单位负责运行维护,为减少运维人员数量和运维经费投入,对县级融媒体中心系统与应急广播系统的对接技术进行了研究,确定了两者对接的思路和流程,定义了对接接口,并进行了设计实现。 | 刘春江 席岩 丁森华 马艳 李晓鸣 | 2020 | 中国有线电视2020，，10： | 13 |
| 12 | 页岩气水平井压裂过程中水泥环完整性分析显示文摘页岩气井工程实践表明套管压裂易导致水泥环完整性破坏,进而引发环空带压。统计数据表明:中国涪陵页岩气田投产井166口,出现环空带压井占比达79.52%。进一步分析研究表明:一级套管头(生产套管和技术套管之间)压裂前后带压比例从14.85%提升至50.05%;二级套管头(技术套管和表层套管之间)压裂前后带压井比例从15.84%提升至53.01%,充分说明页岩气井压裂对环空带压影响较大。针对该问题,基于页岩气井压裂工程实际,在考虑压裂液摩擦生热和排量对换热系数影响的基础上,建立了压裂过程中井筒温度场模型和套管—水泥环—地层组合体有限元模型,采用解析法和数值法相结合的方式,计算了页岩气井压裂过程中瞬态温度—压力耦合作用下水泥环径向、切向应力变化规律,开展了井筒内压、压裂液排量、初始温度、弹性模量、泊松比对水泥环应力影响的敏感性分析,并基于Mohr-Coulomb准则对水泥环是否失效进行了分析。研究结果表明:(1)页岩气井压裂过程中,水泥环温度随时间发生剧烈变化,且内外壁之间存在显著温差,该温差随压裂作业的进行先增大、后减小。(2)页岩气井压裂过程中,水泥环径向、切向应力随时间不断变化,径向应力先减小、后增大,切向应力先降低、后升高,然后再降低。依照Mohr-Coulomb准则分析可知,压裂过程中水泥环易发生拉伸破坏,压裂初期为水泥环失效的'风险段'。(3)降低井筒内压,可以显著降低水泥环径向、切向应力;降低压裂液排量,水泥环径向、切向应力有所降低,但降低幅度不明显;提升压裂液初始温度,将会提高水泥环径向应力、降低水泥环切向应力;水泥石弹性模量降低至4 GPa时,水泥环径向、切向应力低于水泥石抗拉、抗压强度,在压裂过程中有利于保持水泥环的完整性;提高水泥石泊松比,对径向应力影响极小,可忽略不计,但可以有效降低水泥环切向应力。依据计算结果设计了一种新型水泥浆体系,降低了水泥石弹性模量。应用该水泥桨的工程实践表明,压裂后并未出现环空带压情况,保证了分段压裂后页岩气井的安全生产。研究结果可为页岩气井压裂过程中水泥浆设计以及井筒完整性控制提供参考。 | 席岩 李军 柳贡慧 陶谦 连威 | 2019 | 石油科学通报2019，4，1： | 13 |
| 13 | 基于测井数据的页岩可压性定量评价显示文摘可压性是指在压裂过程中页岩发生有效破裂的能力。目前对可压性的研究主要基于定性评价,或建立在岩石力学实验和压裂施工参数基础上的定量评价,难以完整连续地表征非均质性较强的页岩在水平井长水平段的可压性变化。基于测井数据,评价了页岩脆性指数、脆性矿物质量分数、断裂韧性、黏土矿物质量分数和总有机碳质量分数对可压性的影响,并利用层次分析法和模糊数学法,从定性和定量相结合的角度建立了页岩长水平段的连续可压性数学模型,且划分了可压性级别。该模型将可压性划分为3个级别:当可压性指数高于0.48时,页岩的可压性好;当可压性为0.32~0.48时,页岩的可压性中等;当可压性低于0.32时,页岩的可压性较差。研究表明,利用测井数据能够更全面细致地评价沿水平井长水平段的页岩可压性,对压裂设计和射孔参数设计具有更好的指导性。现场应用表明,该模型能够较准确连续地预测页岩可压性,且具有广泛的适用性。 | 杨宏伟 李军 柳贡慧 李玉梅 席岩 唐庚 | 2017 | 断块油气田2017，24，3： | 12 |
| 14 | 循环载荷对水泥环密封性影响试验与数值研究显示文摘为准确量化循环载荷对井筒水泥环密封性的影响,基于页岩气井多级压裂过程中套管内压多次升高和降低的实际情况,开展了高温三轴循环载荷作用下水泥石岩心应力-应变试验,建立了套管-水泥环-地层组合体数值模型,基于Mohr-Coulomb准则和损伤理论,计算了多级压裂过程中循环载荷作用下水泥环内边界处等效塑性应变量。分析结果表明:循环载荷作用下水泥石累积塑性应变显著,初始塑性应变量最大,后续呈线性增加;多级压裂过程中,水泥环、套管胶结面处易出现累积塑性应变,初始塑性应变量最大,后续呈线性增加,与试验结果具有较好的对应性;降低水泥石弹性模量,增大泊松比、黏聚力和内摩擦角有利于降低累积塑性应变量,保护水泥环密封的完整性。研究结果可为页岩气井压裂过程中水泥环密封完整性设计和控制提供参考。 | 席岩 王海涛 李军 王江涛 吴宏明 | 2021 | 石油机械2021，49，2： | 10 |
| 15 | 体积压裂过程中岩性界面对套管应力影响研究显示文摘页岩气井压裂过程中套管变形问题显著,岩性界面是导致套管变形的重要影响因素。基于页岩气井压裂工程实际,建立了套管-水泥环-地层有限元模型,采用解析法和数值法结合的方式,计算了页岩储层各向异性、瞬态温度-压力耦合作用以及岩性界面对套管应力的影响。研究结果表明:相比各向同性储层,页岩储层各向异性提高了套管应力,弹性模量各向异性相比泊松比各向异性更为敏感;瞬态温度-压力耦合作用下套管应力先增大后减小,压裂液排量越大,套管应力越高;岩性界面大幅提高了套管应力,是导致套管产生变形的重要原因。研究结果可为页岩气井压裂过程中套管完整性设计和控制提供参考。 | 席岩 李军 梅博文 张华礼 连威 黄纪勇 | 2018 | 石油机械2018，46，5： | 10 |
| 16 | 瞬态力-热耦合作用下水泥环完整性分析显示文摘页岩气井工程实践表明,套管压裂易导致水泥环完整性发生破坏出现环空带压。基于套管压裂工程实际,建立井筒温度场模型和套管-水泥环-地层组合体有限元模型,采用解析法和数值法结合方式,计算页岩气井压裂过程中瞬态力-热耦合对水泥环应力大小、分布影响规律。结果表明:压裂过程中水泥环内外壁温差先增大后减小,压裂初近内壁处存在陡峭温度梯度,易导致内壁应力显著提高;瞬态力-热耦合作用导致水泥环内壁应力大幅提升,加剧了水泥环完整性失效的风险,压裂初期为水泥环易发生损坏的'风险段';水泥环内壁最大应力随着时间变化,易产生'多裂纹'形态,加剧环空带压。研究结果可为页岩气井压裂过程中水泥环完整性设计控制提供参考。 | 席岩 李军 柳贡慧 查春青 严攀 | 2017 | 石油钻采工艺2017，39，4： | 10 |
| 17 | 利用预应力固井方法预防水泥环微环隙研究显示文摘深层页岩气水平井环空带压问题较为普遍,套管-水泥环界面处微环隙是导致环空带压的主要原因。针对该问题,运用力学实验手段和数值模拟方法,分析了预应力固井条件下微环隙的产生与发展,明确了不同预应力条件下水泥环耐受压裂段数。结果表明:套管内压越小,水泥环保证密封完整性时可承受的循环载荷次数越多;循环载荷作用下微环隙宽度为30.89μm是发生气窜的临界值。预应力固井显著降低了初次塑性变形量,增大了塑性变形增量;考虑预应力作用下套管产生的径向预应变,预应力固井技术显著降低了微环隙的宽度,增加了多级压裂过程中水泥环密封完整性的耐受压裂段数。预应力值越高,微环隙出现前的耐受压裂段数越多;压裂段数相同的情况下,预应力越大水泥环微环隙越小。现场应用结果表明,采用预应力固井技术及低弹性模量水泥浆,可以有效缓解深层页岩气水平井套管环空带压现象。研究结果可为页岩气水平井固井提供技术支持。 | 席岩 李方园 王松 刘明杰 夏铭莉 曾夏茂 钟文力 | 2021 | 特种油气藏2021，28，6： | 9 |
| 18 | 水力压裂过程中水平段不同位置处套管应力差异性分析显示文摘四川长宁-威远地区页岩气井压裂过程中套管变形严重,且套管变形点具有'跟端密集、趾端稀疏'的特点。对压裂过程中水平段不同位置处有效内压分布特征及瞬态温度变化规律的分析,建立套管-水泥环-地层有限元模型,计算力-热耦合作用下套管应力的变化规律。同时,在统计水平段不同位置处固井质量差异的基础上,研究了固井质量差异对套管应力的影响。结果表明,力-热耦合作用下套管应力先升高后降低,应力峰值较不考虑力-热耦合作用时有显著提升,从跟端向趾端方向上套管应力峰值不断下降;页岩气井跟端附近固井质量相对于其它位置较差,套管应力峰值会进一步增加,跟端套管损坏的风险最大。 | 连威 李军 柳贡慧 席岩 吴利华 陈丽萍 | 2020 | 钻采工艺2020，43，2： | 9 |
| 19 | 循环载荷作用下微环隙的产生及演变显示文摘针对页岩气井多级压裂过程中出现的环空带压问题,运用力学实验手段以及数值分析方法,明确了导致B环空带压的主控因素,分析了循环载荷作用下直井段、斜井段、水平段Ⅰ,Ⅱ界面微环隙产生和演变的过程。实验结果表明:循环载荷作用下水泥石产生了累积塑性应变,初始塑性应变最大(0.28%),后续呈近似线性增长,20次循环后达0.65%。全尺寸水泥环密封能力评价实验表明,B环空Ⅰ界面在14个循环加卸载后监测到气体。数值模拟结果与实验结果具有较好的一致性。降低套管内压、降低弹性模量至2~4 GPa、提高泊松比至0.27以上,有利于保持水泥环密封完整性。研究成果可为压裂过程中水泥环密封完整性设计及控制提供参考,并具有重要的理论和工程意义。 | 席岩 李军 陶谦 曾夏茂 钟文力 | 2020 | 断块油气田2020，27，4： | 8 |
| 20 | PDC钻头扭转振动减振工具设计及现场应用显示文摘针对PDC钻头的扭转振动,设计了PDC钻头扭转振动减振工具。为了科学指导该工具的设计及使用,建立了工具的工作原理模型,对其减振机理进行了分析;基于PDC钻头处扭矩和钻压之间的关系,建立了减振工具螺旋导轨最佳螺旋角的计算模型,根据该模型优选了工具的螺旋角,并通过现场试验验证了该工具的减振及提速效果。理论分析表明:减振工具能通过螺旋导轨及碟簧机构自动调节钻压和PDC钻头的转速,抑制PDC钻头的扭转振动,并将一部分振动载荷转换为用于破岩的切削扭矩,提高机械钻速;减振工具的最佳螺旋角度与钻柱系统轴向刚度、钻头直径、岩石硬度成正比,与钻柱系统扭转刚度及PDC钻头后倾角的角度成反比。现场试验结果表明:试验过程中,PDC钻头未出现崩齿破坏;与邻井同层位相比,采用扭转振动减振工具后平均机械钻速提高了33. 44%。扭转振动减振工具能有效抑制PDC钻头的扭转振动并起到提速效果,可推广应用。 | 查春青 柳贡慧 李军 席岩 汪伟 | 2019 | 特种油气藏2019，26，2： | 8 |
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