[01577665]水力脉冲空化射流钻井技术研究与应用

提高钻井速度、缩短钻井周期一直是石油界研究的热点和难点问题，也是永恒的追求目标。水力脉冲空化射流钻井技术是水力脉冲射流和自振空化射流耦合的一种钻井新技术。该项目在国家杰出青年科学基金、国家“863计划”专题、教育部科技重大项目、中石油应用基础和重大现场试验及相关油田项目的支持下，经过十多年系统的理论研究、室内实验和现场试验应用，取得了以下主要创新性成果：1.通过理论分析、数值模拟和实验研究等，系统深入地探索了水力脉冲空化射流调制机理、特性及其对改变井底流场、岩石应力状态、破岩及清岩效率的作用，揭示了水力脉冲空化射流提高机械钻速的机理。2.研制了具有自主知识产权的水力脉冲空化射流发生器，实验确定了水力脉冲空化射流发生器的压力脉动和频率特性，为现场的成功应用提供了依据。3.编制了水力脉冲空化射流钻井水力参数优化设计软件，为水力脉冲空化射流钻井技术应用提供了有效的水力参数设计手段。4.水力脉冲空化射流钻井技术适用于转盘钻井和复合钻井两种钻井工作方式，成功地在全国8个油田进行了263井次多重组合的现场试验和应用，提高机械钻速10.1%-104.4%，对现有的钻井装备、工艺参数、钻井液性能、软到硬地层等具有良好的适应性，经济效益显著。该成果已发表学术论文54篇，被SCI、EI收录35篇，申请4项国家发明专利(已授权2项)，登记软件著作权1项，出版专著1部。培养博士硕士研究生42名，国家杰出青年基金获得者1名、国家“973计划”项目首席科学家1名。研究成果丰富和发展了传统的射流理论，促进了水射流理论和油气钻井技术进步，开辟了水力脉冲空化射流提高钻速的新途径，被邀请在国际水射流会议做特邀报告，受到国内外同行专家高度评价，正在国内和海外油田推广应用。经教育部组织专家组鉴定认为，该项研究成果是一项提高钻井机械钻速的新技术，属国内首创，总体达到了国际先进水平，其中水力脉冲空化射流调制机理和特性研究及水力脉冲空化射流发生器研制达到国际领先水平。