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探索高效破岩技术 推进矿井钻探效率——东北石油大学油气钻井高效破岩技术创新团队

2019-08-02

 

油气钻井高效破岩技术创新团队依托于东北石油大学高效钻井破岩技术国家工程研究室和东北石油大学提高油气采收率重点实验室,于2011年获批为黑龙江省高等学校科技创新团队。团队以发展石油钻井高效破岩技术为主要目标,应用新的方法和理论,深入研究深部地层各种新技术条件下的岩石破碎规律,力图揭示不同钻井条件下的破岩机理,从而形成油气钻井中高效破岩的评价方法与实用技术系统,为油气钻井施工中的钻头设计与优选、钻进参数优化设计提供依据,为实现安全高效和经济快速钻井提供技术支持。
 
1 团队概况
创新团队以闫铁教授为学科带头人,李玮教授为学科后备带头人,现有固定研究人员20人(教授10名,副教授8名,讲师2名),其中博士生导师7人,硕士生导师18人。经过多年的建设与发展,创新团队已成为职称结构和学历结构合理,科研能力突出,管理制度完善,学术成果丰富,人才梯队建全的科研队伍。东北石油大学油气钻井高效破岩技术创新团队致力于建设成为国内大学中一流的油气井工程科研队伍,为中国乃至国内外油田钻井开发作出贡献。
创新团队近年来在科研项目、科技奖励、学术论文等方面都取得了长足的进步。20152019年承担科研项目50余项,其中包括国家自然科学基金重大项目1项,国家自然科学基金面上项目8项,国家科技重大专项3项,国家重点基础研究发展计划子课题1项,省部科技攻关项目10余项等。获科研成果奖励20余项,其中国家科技进步二等奖1项,省部级科技进步一等奖3项、二等奖5项。发表学术论文150余篇,其中被SCI、EI收录50余篇,出版专著1部。
 
2 创新成果
创新团队研究方向以油气井工程力学为主,经过多年的研究积累,已形成优势研究方向,具体包括地层岩石破碎效率及评价技术、高效破岩新方法与新工具研究、油气储层的水力压裂增产技术、复杂结构井水力学与井眼清洁技术和钻井工程计算与分析软件系统研发等。在这些优势研究方向上,取得了多项特色成果。
2.1 高频低幅液力冲击钻井新技术
针对深部难钻地层,提出一种高频低幅液力冲击钻井的新技术。在高频低幅冲击破岩机理的研究基础上,研发了适用于深部硬质地层的高频低幅液力冲击工具,形成了工具现场操作工艺。该工具达到了国际同类型产品的先进水平,实现了提高深井难钻地层的机械钻速、延长破岩钻具的寿命、节约钻井成本的目的。
2.2 旋转井眼清洁工具及配套工艺
针对大位移井、水平井、多分支井等复杂结构井易出现岩屑沉积问题,在复杂结构井环空水力学参数优化设计基础上,研制了分别适用于旋转钻进和滑动钻进的提高井眼清洁效率的旋转井眼清洁工具及相关配套工艺,大大缩短了作业时间,节约了动力成本,减小了钻杆摩阻、卡钻等井下事故发生概率。
2.3 水力裂缝形成过程及其几何分布特征研究
将分形几何理论、三维可视化与岩石断裂机理分析相结合,针对低孔低渗孔隙性、裂缝性储层的地层特点和水力压裂施工过程存在的难点,应用分形岩石力学和损伤力学理论,建立了低孔低渗孔隙性、裂缝性储层的裂缝分布模型和储层地质模型,从一个全新的角度研究水力裂缝形成过程及其几何分布特征,为解决水力压裂中准确预测裂缝形态提供一种新的理论与方法。
2.4 全流程钻井评价技术
在欠平衡钻井理论、钻柱力学理论以及井眼轨道设计理论基础上,分别研发了欠平衡钻井设计分析系统、油气井管柱力学分析系统以及井眼轨迹设计与分析系统,形成一系列包括钻前评价、钻井设计、实时监控和事后分析的设计分析软件,减少了对国外同类软件依赖,为现场应用提供了技术支撑。
 专家简介
闫铁,教授,博士生导师。多年来一直从事石油钻井工艺技术与理论科研工作。现为“高效钻井破岩技术”国家工程研究室主任、黑龙江省“龙江学者”特聘教授、享受政府特殊津贴专家;兼任国家学位委员会第七届石油与天然气学科评议组召集人、油气钻井技术国家工程实验室学术委员会委员、国家科学技术奖和国家自然科学基金评审专家、《石油学报》等期刊编委。
 
 
李玮,教授,博士生导师。多年来一直从事高效钻井破岩、水力压裂等方面的教学和研究工作。现为“高效钻井破岩技术”国家工程研究室副主任,黑龙江省“龙江科技英才”,黑龙江省职工创新标兵,中国高校矿业、石油及安全领域优秀青年科技人才;兼任石油工程师学会(SPE)会员及国家自然科学基金评审专家。