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| 1 | 微观地质特征对硬脆性泥页岩井壁稳定性影响与对策研究显示文摘硬脆性泥页岩引起的井壁失稳是钻井过程中经常遇到的一个十分复杂的难题。利用扫描电镜、压汞、X-衍射、比表面分析仪等岩矿测试手段研究硬脆性泥页岩的微观地质特征,根据研究结果分析其对硬脆性泥页岩井壁失稳的影响,并提出保持硬脆性泥页岩井壁稳定的措施,为硬脆性泥页岩井壁稳定性研究提供一种新思路。研究结果表明,硬脆性泥页岩中发育的一部分微裂缝是导致井壁失稳的重要原因。在钻井过程中,钻井液滤液沿着泥页岩中的微裂缝进入到地层内部,导致粘土矿物的水化膨胀,使孔隙压力增加,泥页岩强度降低,最终发生井壁失稳。最后根据研究结果提出在钻井液中加入一部分和泥页岩孔喉相匹配的封堵粒子,期望它能降低或阻止钻井液滤液在泥页岩中的漏失,达到稳定井壁的目的。 | 赵峰 唐洪明 孟英峰 李皋 徐洪明 | 2007 | 钻采工艺2007，30，6： | 57 |
| 2 | 钻井全过程井筒-地层瞬态传热模型显示文摘井筒-地层温度是影响井筒压力控制、井壁稳定性预测、井下动力钻具与测量设备优选的关键因素之一。基于钻井液循环和停止循环期间井筒-地层各单元控制组件能量交换机理,建立了实际钻具组合与井身结构条件下循环和停止循环期间井筒-地层传热耦合数值模型。结合1口深井基础数据,分析了循环与停止循环期间井下温度分布规律。研究表明:套管下深长度对井筒温度影响较大,在套管段随着循环和停止循环时间增加,环空温度几乎不变,而在裸眼段随着循环时间增加环空温度降低,随着停止循环时间增加环空温度逐渐升高;循环期间钻井液对地层温度的扰动距离为2.8m,而停止循环期间扰动距离为4.6m。 | 杨谋 孟英峰 李皋 邓建民 赵向阳 | 2013 | 石油学报2013，34，2： | 40 |
| 3 | 重力置换式漏喷同存机理研究显示文摘裂缝性地层在钻进过程中经常出现漏喷同存的情况,造成井控困难、井下复杂情况和储层伤害。但是,漏喷同存的机理目前还处于经验描述阶段,缺少基础理论研究和模型描述。针对直井钻遇单条裂缝时由于重力置换而引起的漏喷同存问题,研究了它的发生条件和气液两相流的流动特征,分别建立了气相模型和液相模型,并通过气液分界面将这两个模型耦合起来。模型计算与试验验证表明,对漏失速率和气体溢流量影响最大的因素是缝宽,其次是压差、钻井液流变性能;通过合理调节井筒压力和改善钻井液流变性能可减缓漏失和溢流。建立的模型与实验结果吻合较好,可为实际钻井工程中处理漏喷同存提供一定的理论依据。 | 舒刚 孟英峰 李皋 魏纳 赵向阳 杨谋 | 2011 | 石油钻探技术2011，39，1： | 32 |
| 4 | 几种岩石强度准则的对比分析显示文摘采用常规三轴试验数据,以最小平均拟合差为评价指标定量地对比分析5种强度准则描述岩石非线性强度特征的适用性。结果表明:直线型Mohr-Coulomb准则不能描述岩石强度的非线性特征;抛物线型Mohr-Coulomb虽能描述岩石强度的非线性特征,但拟合误差较大,计算所得强度参数与事实不符,不宜使用;对于中低围压(σ3<σc)下岩石强度的非线性特征,单参数Bieniawski准则拟合精度与Hoek-Brown准则相当或稍好,拟合精度接近于指数强度准则,均优于双参数Bieniawski准则;在高围压下岩石强度非线性特征较为显著,应用单参数Bieniawski准则或Hoek-Brown准则描述误差较大,三参数Bieniawski准则和指数强度准则拟合误差较小,可用于评价深部或特深部高应力状态下岩石的强度特征。 | 石祥超 孟英峰 李皋 | 2011 | 岩土力学2011，32，S1： | 29 |
| 5 | 气体钻井注气量计算方法研究进展显示文摘气体钻井过程所需注气量是关系到气体钻井成败的重要参数。目前计算气体钻井所需注气量的3种方法各有不足,根据这些方法得出的计算结果与现实情况都有差异,有时差异还很大。为了准确计算气体钻井所需注气量,应对影响气体钻井注气量的因素进行深入研究并对现有计算方法进行改进。经过对现有方法的分析,建议应从以下几个方面进行深入研究:①建立准确计算气体钻井时环空流体温度的模型以确定温度对注气量的影响;②应用气液两相流理论分析气体携水能力,以确定地层出水时气体钻井所需注气量;③钻屑直径对气体钻井所需注气量的影响;④气体钻井所需注气量与井斜角的关系;⑤对“关键点”处钻具外形进行优化设计以改善该处气体的携岩能力。 | 王存新 孟英峰 邓虎 李皋 陈勇 | 2006 | 天然气工业2006，26，12： | 30 |
| 6 | 泥页岩水化作用对岩石强度的影响显示文摘在常规水基钻井过程中,泥页岩地层一旦与水基钻井液接触,岩石便发生水化膨胀作用,岩石强度降低,井壁稳定性下降。因此,评价水化作用对泥页岩岩石强度的影响是开展泥页岩地层井壁稳定性研究的关键内容之一。大量的室内实验和现场实践证实,水化作用对泥页岩地层井壁稳定性的影响程度与泥页岩黏土矿物组分分布、钻井液体系离子类型和摩尔浓度密切相关。文章深入研究了泥页岩水化作用的微观机理,基于扩散双电层理论和范德华理论,理论模拟了水化作用对泥页岩岩石强度的影响,并与室内实验结果进行了对比分析,理论模拟结果与室内实验结果较为吻合。 | 刘厚彬 孟英峰 李皋 李平 邓元洲 | 2010 | 钻采工艺2010，33，6： | 29 |
| 7 | 基于机械比能理论的钻井效率随钻评价及优化新方法显示文摘在原有破岩机械比能理论基础上,分析水力能量对破岩与井底净化起到的积极作用,建立水力参数条件下破岩比能模型,并完善相关理论。基于破岩比能模型与钻井参数和机械钻速的相互关系,通过分析钻进中井底工况,判断施加钻井参数的合理性,提出相应优化措施,并利用该模型预测机械钻速。结果表明:建立的破岩比能效率评价体系能够在钻前准确预测机械钻速、钻进中随钻诊断井底工况及优化参数、钻后优选钻头;该理论评价方法诊断准确率高、优化效果好且流程识别简单,具有良好的应用与推广价值。 | 孟英峰 杨谋 李皋 李永杰 唐思洪 张军 林四元 | 2012 | 中国石油大学学报(自然科学版)2012，36，2： | 25 |
| 8 | 低渗透致密气藏水基欠平衡钻井损害评价技术显示文摘低渗致密砂岩气藏具有孔喉细小、强亲水、裂缝发育等特点,在作业过程中易于受到损害,即使在欠平衡条件下,仍然具有一定的损害可能。在水基欠平衡钻井条件下,低渗致密砂岩气藏主要的损害方式为水锁和应力敏感。利用裂缝可视化测试系统、毛管流动孔隙结构仪等分析测试手段评价了低渗致密气藏的水锁和应力敏感损害。研究表明,低渗致密气藏在欠平衡条件下仍有很强的水锁损害可能,初始渗透率越低,水锁损害程度越大;有效应力一定时,欠压值越小,水锁损害程度越大,过小的欠压值不能起到保护储集层的作用;欠压值一定时,有效应力越大,水锁损害程度越大。目前对欠平衡条件下的水锁损害评价还处于摸索阶段,下一步工作的重点是储集层原地作业条件的真实模拟以及将室内实验结果应用于现场工程设计。 | 赵峰 唐洪明 孟英峰 李皋 邢希金 | 2009 | 石油勘探与开发2009，36，1： | 23 |
| 9 | 超深井井壁稳定性分析显示文摘超深井钻井过程中存在多套地层压力体系,井壁稳定性条件复杂,高温、高压、深部地层岩石可钻性差等难点。随着井深的增加,地层压力梯度急剧增加,需要较高密度的钻井液来平衡地层压力。超深井的裸眼井段较长,钻井液浸泡时间长,容易导致岩石抗压强度软化,尤其一些泥岩层段,一旦被钻井液浸泡过后,井壁极易发生失稳。在超深井钻井过程中,不同的温度差异必然导致近井壁岩石应力分布发生改变,影响井壁稳定性。为此,提出分别利用地震、测井数据得到的坍塌破裂密度曲线来预测超深井井壁稳定性,所建立的计算模型应用于莫深1井的井壁稳定性分析,结果表明:预测情况与工程实际吻合。 | 刘厚彬 孟英峰 李皋 李维轩 王延民 | 2008 | 天然气工业2008，28，4： | 22 |
| 10 | 井筒连续携液规律研究显示文摘我国己开发的气田中,大多数气藏均属于不同程度的有水气藏。气藏在开发过程中都会产出地层水或凝析液。产出液若不能及时排出,就会聚积在井底,严重时造成水淹停产。在天然气生产过程中如何配产以连续携液是十分重要的。以往有学者认为产水气井只要井底不积液则气井就具有能连续携液的能力。本文利用相应的模型公式进行理论计算得到温度、压力对气井连续携液影响规律。同时,对川西气田7口井各重要参数进行了敏感性分析从而得出天然气井连续携液的规律性认识,即:在产液量较小时,井筒中的压力损失较小,而温度损失较大,温度成为影响携液的主导因素,井筒中的最大临界流量出现在井口附近;随着产液量的增加,温度损失较小,压力损失较大,压力成为影响携液的主导因素,井筒中的最大临界流量出现在井底附近。这也说明低压气井最大临界流量易出现在井底,而高压气井最大临界流量易出现在井口附近。 | 魏纳 孟英峰 李悦钦 李皋 李永杰 刘安琪 王延民 | 2008 | 钻采工艺2008，31，6： | 22 |
| 11 | 川南硬脆性页岩井壁失稳机理实验研究显示文摘川南地区是我国最早开发页岩气的地区,肩负着推动我国页岩气发展的重要任务。但是川南地区页岩气藏钻井过程中井壁垮塌严重,影响了该地区页岩气藏的勘探开发进程。基于现场取芯室内实验,从微观结构、矿物组分及流体对岩石物性的影响,对该地区页岩进行研究。分析了硬脆性页岩稳定性。得出该地层井壁失稳机理主要是在井筒压差以及毛管力作用下钻井液滤液沿层理面渗入,导致层理面的力学性质发生变化,从而引起页岩整体强度下降出现剥落,最终造成井壁失稳垮塌。通过对该区块页岩实验研究分析,为该地区页岩钻井过程中钻井液优选提供有效的理论支撑,确保页岩层段钻进高效、顺利地进行。 | 汪传磊 李皋 严俊涛 罗兵 刘厚彬 刘欣洁 | 2012 | 科学技术与工程2012，20，30： | 22 |
| 12 | 裂缝性储层控压钻井技术及应用显示文摘裂缝性储层油气含量丰富,但安全密度窗口窄,钻进时经常出现井下复杂情况,导致储层伤害。文中介绍了裂缝性储层采用常规钻井技术钻进的局限性;讨论了控压钻井技术解决由窄密度窗口引起井下复杂等问题的优势,建立了控压钻井环空压力计算模型;并以某区块×3井为例,讨论控压钻井技术在裂缝性储层钻井中的应用,以及与同区块其他钻井方式钻井情况的对比。研究表明:与其他钻井方式相比,控压钻井技术在钻进中可及时发现井涌、井漏,精确控制环空压力剖面和循环当量密度(ECD),大大降低了井控风险;与同区块邻井相比,水平段延伸进尺大幅提高,钻井液漏失量是其他钻井方法的1.7%。 | 宋巍 李永杰 靳鹏菠 李皋 魏纳 赵向阳 刘金龙 | 2013 | 断块油气田2013，20，3： | 23 |
| 13 | 砂岩储集层微波加热产生微裂缝的机理及意义显示文摘微波加热无需介质传热,具有升温速度快、热惯性小、选择性加热、穿透力强、过程易于控制等优点,已被试验性地应用于石油开采中。但有关微波加热对储集层岩石微观结构影响的研究还很缺乏,限制了该项技术在油气开采领域的广泛应用。通过实验手段研究了微波加热前后砂岩岩样微观结构变化、微裂缝产生机理及特征。结果表明,砂岩在微波加热过程中容易产生微裂缝,且不同岩石的微波加热致裂机理不尽相同,主要包括:矿物失水收缩、颗粒粒间开裂和颗粒内部开裂,低渗透致密砂岩刚性颗粒的粒内开裂作用显著。微波加热产生的微裂缝具非定向特征,即使在应力的作用下有一部分裂缝会发生闭合,但仍有大量微裂缝可以起到增加渗透率的作用。井下微波加热的致裂作用有助于改善近井区域渗流能力,提高低渗透油气藏的开采效率。 | 李皋 孟英峰 董兆雄 唐洪明 罗玉琼 张廷山 | 2007 | 石油勘探与开发2007，34，1： | 21 |
| 14 | 砂岩气藏水基欠平衡钻井逆流自吸效应实验研究显示文摘采用水基钻井液欠平衡钻开砂岩气层时,欠平衡压差往往并不能完全抵消岩石的自吸毛细管力,从而产生逆流自吸效应。这种自吸效应可能对砂岩气藏水基欠平衡钻井的储层保护效果产生影响,但目前与之有关的实验研究还很缺乏。为此,设计了一套实验装置,模拟水基欠平衡条件,研究了砂岩基块孔隙逆流自吸规律及其影响因素。结果表明,水基欠平衡钻井过程的逆流自吸效应引起岩石气相渗透率降低,削弱欠平衡钻井的储层保护效果;欠平衡压差越小,逆流自吸作用越强,过小的欠压值不能起到欠平衡钻井保护储层的作用;随着逆流自吸时间延长、围压增加和黏土矿物膨胀,逆流自吸导致气相渗透率下降的程度加剧;逆流自吸引起的气相渗透率下降速率可以表示成时间的幂函数。 | 李皋 孟英峰 唐洪明 赵峰 颜海 肖春平 | 2007 | 天然气工业2007，27，1： | 21 |
| 15 | 国外页岩气勘探开发综述显示文摘美国是世界上勘探开发页岩气最成功的国家,主要采用水平井+水力压裂进行开发。调研表明,页岩气资源量约占全球非常规天然气资源量的一半。国外页岩气勘探主要采用三维地震和微地震技术优化设计,已形成一套资源评价系统。国外钻井选择直井和水平井两种方式。完井储层改造多采用裸眼、筛管等完井方式,配合大型水力压裂改善页岩的超低渗透率。 | 胡进科 李皋 陈文可 姚远 蒋延娜 | 2011 | 重庆科技学院学报(自然科学版)2011，13，2： | 21 |
| 16 | 气体钻井井壁稳定性评价方法分析显示文摘由于气体钻井技术在某些方面有着常规钻井液钻井不可比拟的优势,在国内得以大范围地试验应用。但是,作为一项新技术,气体钻井本身具有一定的局限性,其实用范围尚不完全清楚。因此,在现场试验过程中已经暴露出不少问题,井壁稳定性就是其中最为突出的问题之一。在常规钻井液钻井过程中,井筒与地层孔隙压力之间存在正压差,正压差对井壁起到一定的支撑作用,在一定程度上抑制了井壁坍塌,有利于井壁稳定。而在气体钻井中,这种支撑作用并不存在。为此,从气体钻井井壁岩石力学的基础着手,建立了气体钻井条件下井壁稳定性分析的评价方法,并结合实际工程地质特征,对川西特殊复杂地层没有流体产出情况下气体钻井井壁稳定性进行了定量评价,分析评价结果与现场施工情况吻合。 | 蒋祖军 张杰 孟英峰 李皋 | 2007 | 天然气工业2007，27，11： | 20 |
| 17 | 柴达木盆地东部气田疏松砂岩气藏出砂与防砂机理探讨显示文摘柴达木盆地东部气田是我国陆上第四大气田 ,地质储量丰富。产层属于第四系 ,岩性主要为粉砂岩和泥质粉砂岩 ,成岩作用弱 ,胶结疏松。储层以粒间孔隙为主 ,物性属于高孔中渗的储集特征。目前气田面临严重出砂 ,从而气藏的产能受到限制。文章从储层特征和开发工艺技术分析入手 ,结合室内实验 ,得出了疏松砂岩出砂的砂粒中包括以下四个方面的颗粒 :①渗流砂出砂 ,含量为 3%~ 4 % ,任何措施都不可避免的砂粒 ;②弱胶结附着的颗粒出砂 ,主要粒径为 <37μm ,由于工作液与储层流体、矿物不配伍而导致形成 ;③储层骨架颗粒破坏型出砂 ,主要是施工工艺参数不合理形成的 ;④砂穴崩落型出砂 ,综合因素引起的质变。根据不同砂粒的出砂机理不同 ,文章给出了针对性的预防措施和建议。 | 唐洪明 孟英峰 何世明 李皋 张文彬 | 2002 | 天然气工业2002，22，1： | 20 |
| 18 | 气侵过程井筒压力演变规律实验和模型显示文摘储层钻进时,由于地层压力预测不准造成地层气体侵入井筒,形成不稳定气-液两相流并导致井筒内压力剧烈变化,产生巨大的井控风险。为了揭示气侵过程井筒压力的演变规律,利用大型实验架进行了可视化模拟实验,测量气侵过程井筒压力变化,观察管内流动物理特征。将该过程简化为液体循环条件下垂直同心环形管管底连续注气过程,并基于非稳态流动理论和漂移模型建立了井筒气-液两相流动瞬态预测模型。该模型具有跟踪气-液界面等流动参数的功能,可采用半隐式有限差分法数值求解。实验数据分析表明:随着管底开始注气,管内压力先增大再减小;管路下部比上部先达到压力峰值,压力波动程度随着管深的增加而减小。模型数值仿真结果与实验数据吻合程度较高,证明了模型可用于预测气侵过程井筒流体瞬态流动特征。研究成果深化了对气侵过程井筒压力演变规律的认识,丰富了复杂工况钻井的水力学模型。 | 徐朝阳 孟英峰 魏纳 李皋 杨谋 刘佳洁 | 2015 | 石油学报2015，36，1： | 20 |
| 19 | 充气控压钻井气液两相流流型研究显示文摘充气控压钻井是在充气欠平衡钻井技术的基础上发展起来的、针对具有窄安全密度窗口地层的一种钻井新技术。本研究将多相流体流动简化为气液两相流动,建立了充气控压钻井循环系统的物理模型,系统地总结和对比了气液两相流流型转换准则、压降计算模型,通过大量的模拟实验,验证、修正了常规气液两相流流型判别准则和压降模型,得出适用于充气钻井的压降计算模型。通过流型敏感因素分析,得出气液比、地面回压、流道的几何形状是流型主要影响因素,该研究结果为充气控压钻井的压力控制提供了理论依据。 | 赵向阳 孟英峰 李皋 李永杰 熊景明 朱娟娟 魏纳 | 2010 | 石油钻采工艺2010，32，2： | 20 |
| 20 | 气体钻井高效开发致密砂岩气藏显示文摘致密砂岩气是一类非常重要的非常规油气资源,但该类气藏岩石致密、孔喉细小、孔渗低、黏土矿物改造作用强、强亲水并且原始水饱和度低。钻井完井过程中该类气藏易受损害并难以解除,主要的储层损害类型包括固相堵塞、与液相侵入相关的敏感性损害和水锁损害、应力敏感性损害,其中液相损害的影响要大于固相侵入堵塞。采用常规的过平衡和欠平衡钻井技术由于严重的储层损害而普遍效率低,难以形成对该类气藏的有效勘探开发。理论和现场试验均表明,气体钻井技术是一种高效开发致密砂岩气藏的钻井技术,它不仅从根本上避免了钻井液钻井中由固、液相侵入引起的储层损害,有效保护了储层;还极大地提高了钻速,减少了钻井事故,缩短了建井周期。 | 李皋 孟英峰 唐洪明 周焕顺 李永杰 肖春平 | 2007 | 天然气工业2007，27，7： | 18 |
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