449-中海石油研究中心

45海上油田由于平台空间的限制，为了提高单井控制储量，增大泄油面积，水平井生产已成为海上油田主要的开发模式。

渤海油田边底水分布广泛，在生产过程中，由于底水锥进导致水平井无水采油期短，水平段一旦见水，水会沿井筒与裸眼井壁间的环空窜流，油井含水将快速上升，干扰井段沿程产油量[1-4]。

同时海上油田大多属于疏松砂岩油藏，大段产水会加剧对地层的冲刷，导致出砂等问题[5-8]，严重时甚至造成油井砂埋，被迫关井停产，影响油田经济效益。

因此如何抑制环空中的窜流以及阻挡地层出砂是海上油田亟需解决的问题[9-14]，采用合适的防砂控水一体化完井技术能够延长油井的生产时间，提高单井经济效益。

1 AICD 充填控水技术原理AICD充填控水技术原理在控水筛管上安装AICD控水阀[15]，该阀作为流体流入基管内的唯一通道，能够识别油水并增加水相流动阻力，同时在控水筛管与井壁之间充填轻质覆膜疏水颗粒，抑制环空轴向的窜流，起到精细化分段的作用。

控水筛管和充填密实的轻质颗粒可以形成双重挡砂屏障，能够满足油田水平井的防砂控水一体化要求。

螺旋通道型AICD智能控水阀结构如图1所示，根据流体流速自动调节过流量[16-19]，水相黏度低、流速大，在控水阀内切向速度大，油相黏度高、流速低，在阀内切向速度小，更容易沿着径向方式流入孔内，而水相沿周向旋转，进而抑制产水量。

图1 AICD控水阀水相（左）与油相（右）流通路径环空中充填的轻质覆膜疏水颗粒是一种复合颗粒，外表面镀有多层树脂膜，通过涂覆最外层的高分子控水剂，使颗粒亲油疏水，充填至环空中能够增加环空阻流性能，实现环空近似无限分段的控水方式。

同时充填密实的颗粒能够在筛管外形成挡砂层，防止地层砂进入筛管堵塞流动时AICD筛管充填控水技术及应用曾奇灯 马宇奔 张斌斌 莘怡成 胡泽根中海油田服务股份有限公司 天津 300459摘要：海上某油田砂体分布复杂，同时受气顶和边水的影响，无法发挥水平井的产能。

中国设计院排名1 上海现代建筑设计（集团）有限公司2 中国建筑设计研究院3 中铁第二勘察设计院（成都）4 中铁第三勘察设计院（天津）5 中铁第一勘察设计院（西安）6 国家电力公司成都勘测设计研究院7 中铁第四勘察设计院（武汉）8 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院9 中国石油集团工程设计有限责任公司10 中讯邮电咨询设计院11 国家电力公司中南勘测设计研究院12 同济大学建筑设计研究院13 中国石化工程建设公司14 中国联合工程公司(机械工业第二、三、五中联西北院）15 中京邮电通信设计院(原信息产业部北京邮电设计院）16 北京国电华北电力工程有限公司17 上海市政工程设计研究院18 北京市建筑设计研究院19 深圳市建筑设计研究总院20 中交第二公路勘察设计研究院21 北京市市政工程设计研究总院22 国家电力公司西北电力设计院23 中冶集团武汉勘察研究院有限公司24 国家电力公司西南电力设计院25 中交第一公路勘察设计研究院26 黄河勘测规划设计有限公司27 国家电力公司华东勘测设计研究院28 浙江省电力设计院29 深圳市勘察测绘院30 江苏省电力设计院31 国家电力公司中南电力设计院32 中冶集团北京钢铁设计研究总院33 国家电力公司昆明勘测设计研究院34 中国电子工程设计院35 国家电力公司华东电力设计院36 广东省电力设计研究院37 大庆油田工程设计技术开发有限公司38 中冶赛迪工程技术股份有限公司39 国家电力公司西北勘测设计研究院40 中国建筑西北设计研究院41 国家电力公司东北电力设计院42 中国石化集团洛阳石油化工工程公司43 上海市机电设计研究院44 山东电力工程咨询院有限公司45 北京首钢设计院46 中国冶金建设集团包头钢铁设计研究总院47 武汉钢铁设计研究总院48 中国石化集团上海工程有限公司49 中国电子系统工程第四建设有限公司50 广西电力工业勘察设计研究院51 湖南省交通规划勘察设计院52 广州市城市规划勘测设计研究院53 河北省电力勘测设计研究院54 中国寰球工程公司55 北京国电水利电力工程有限公司56 江苏省交通规划设计院57 沈阳铝镁设计研究院58 中国纺织工业设计院59 中水东北勘测设计研究有限责任公司60 四川省水利水电勘测设计研究院61 中国航空工业规划设计研究院62 华南理工大学建筑设计研究院63 贵阳铝镁设计研究院64 中国冶金建设集团马鞍山钢铁设计研究总院65 中机国际工程咨询设计总院66 北京市测绘设计研究院67 南昌有色冶金设计研究院68 天津水泥工业设计研究院69 中国公路工程咨询监理总公司70 中国建筑东北设计研究院71 北京城建设计研究总院有限责任公司72 河南省电力勘测设计院73 中国建筑西南设计研究院74 重庆市设计院75 中国冶金建设集团鞍山焦化耐火材料设计研究总院76 中水北方勘测设计研究有限责任公司77 中元国际工程设计研究院78 东南大学建筑设计研究院79 山西省电力勘测设计院80 广东省公路勘察规划设计院81 中国天辰化学工程公司82 中船第九设计研究院83 上海市隧道工程轨道交通设计研究院84 绍兴市建工建筑设计院有限公司85 国家电力公司贵阳勘测设计研究院86 胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司87 中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司88 黑龙江邮电规划设计院89 中交第四航务工程勘察设计院90 广东省建筑设计研究院91 福建省电力勘测设计院92 中交第三航务工程勘察设计院93 江苏省邮电规划设计院有限责任公司94 中国建筑技术集团有限公司95 天津市建筑设计院96 北京市电信规划设计院97 中南建筑设计院98 湖南省电力勘测设计院99 北京机械工业自动化研究所100 有色工程设计研究总院101 中国市政工程西南设计研究院102 信息产业电子第十一设计研究院有限公司103 西安长庆科技工程有限责任公司104 北方设计研究院(中国兵器工业第六设计研究院）105 上海市南供电设计有限公司106 陕西省公路勘察设计院107 安徽省公路勘测设计院108 天津市市政工程设计研究院109 新疆时代石油工程有限公司110 深圳市城市规划设计研究院111 中国成达工程公司112 中核集团核工业第二研究设计院113 上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司114 福建省交通规划设计院115 中交第一航务工程勘察设计院116 广西建筑综合设计研究院117 四川通信科研规划设计有限责任公司118 浙江省水利水电勘测设计院119 江苏省地质工程勘察院120 五洲工程设计研究院（中国兵器工业第五设计研究院）121 德希尼布天辰化学工程（天津）有限公司122 清华大学建筑设计研究院123 上海核工程研究设计院124 浙江省工程勘察院125 辽宁省交通勘测设计院126 中材国际工程股份有限公司127 广州市市政工程设计研究院128 中国有色金属工业长沙勘察设计研究院129 深圳市邮电规划设计院有限公司130 海洋石油工程股份有限公司131 济南同圆建筑设计研究院有限责任公司132 新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院133 福建省邮电规划设计院有限公司134 中国航天建筑设计研究院(集团）135 浙江大学建筑设计研究院136 中铁大桥勘测设计院有限公司137 中建国际(深圳)设计顾问有限公司138 中海石油研究中心139 中国石油天然气管道工程有限公司140 中海物探工程勘察公司141 机械工业部第四设计研究院142 长江岩土工程总公司(武汉)143 中交公路规划设计院144 河南省交通规划勘察设计院145 重庆市市政设计研究院146 广州市设计院147 香港华艺设计顾问（深圳）有限公司148 中国海诚工程科技股份有限公司149 中交水运规划设计院150 中核集团核工业第四研究设计院151 中国市政工程西北设计研究院152 深圳市市政工程设计院153 中国通信建设北京咨询设计有限公司154 东华工程科技股份有限公司155 中油辽河工程有限公司156 北京振冲工程股份有限公司157 苏州市市政工程设计院有限责任公司158 内蒙古电力勘测设计院159 北京市热力工程设计公司160 贵州省交通规划勘察设计研究院161 河南省地矿建设工程（集团）有限公司162 四川省建筑设计院163 化学工业第二设计院164 四川省蜀通岩土工程公司165 云南省电力设计院166 南京市民用建筑设计研究院有限责任公司167 铁道专业设计院168 新疆维吾尔自治区建筑设计研究院169 苏州市建筑设计研究院有限责任公司170 江苏省建筑设计研究院171 武汉市建筑设计院172 福州市规划设计研究院173 福建省水利水电勘测设计研究院174 水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院175 四川电力设计咨询有限责任公司176 北京供电设计院177 北京市煤气热力工程设计院有限公司178 深圳市电子院设计有限公司179 北京市广联惠供用电工程设计有限公司180 北京中联环建文建筑设计有限公司181 煤炭工业西安设计研究院182 武汉市政工程设计研究院有限责任公司183 宁波市建筑设计研究院184 青岛市勘察测绘研究院185 中交第二航务工程勘察设计院186 京鼎工程建设有限公司187 江西省电力设计院188 甘肃省水利水电勘测设计研究院189 上海江南建筑设计院有限公司190 中国冶金建设集团鞍山冶金设计研究总院191 辽宁电力勘测设计院192 上海冶金设计研究院193 哈尔滨工业大学建筑设计研究院194 南京市建筑设计研究院195 中国市政工程东北设计研究院196 河北省水利水电勘测设计研究院197 吉林省电力勘测设计院198 中煤国际工程集团重庆设计研究院199 安徽省电力设计院200 机械工业第一设计研究院201 武汉东风设计研究院有限公司202 上海电力设计院有限公司203 水利部上海勘测设计研究院204 五环科技股份有限公司205 新疆电力设计院206 中国美术学院风景建筑设计研究院207 湖南省水利水电勘测设计研究总院208 安徽省水利水电勘测设计院209 上海中房建筑设计有限公司210 福建省建筑设计研究院211 上海工程勘察设计有限公司212 新疆公路规划勘察设计研究院213 杭州市建筑设计研究院有限公司214 江西省交通设计院215 黑龙江省公路勘察设计院216 云南省设计院217 上海美特幕墙有限公司218 深圳地质建设工程公司219 湖北省水利水电勘测设计院220 北京市勘察设计研究院221 湖北省交通规划设计院222 杭州市城建设计研究院有限公司223 浙江有色建设工程有限公司224 大连市建筑设计研究院225 北京中铁工建筑工程设计院226 重庆市勘测院227 深圳大学建筑设计研究院228 广州市地下铁道设计研究院229 山西晋煤地质勘察基础工程公司230 贵阳建筑设计有限公司（原贵阳市建筑设计院）231 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司232 河北中核岩土工程有限责任公司233 山东省交通规划设计院234 广州市电信设计有限公司235 黑龙江省电力勘察设计研究院236 上海天华建筑设计有限公司237 河南省电信规划设计院238 中外建工程设计与顾问有限公司239 大庆石油化工设计院240 南京市市政设计研究院241 中国轻鑫工程有限责任公司（原中国轻工业北京设计院）242 河北省建筑设计研究院243 中煤国际工程集团南京设计研究院244 中广电广播电影电视设计研究院245 中交通力公路勘察设计工程有限公司246 长沙有色冶金设计研究院247 甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司248 吉林省建筑设计院有限责任公司249 山西省交通规划勘察设计院250 内蒙古自治区交通设计研究院有限责任公司。

◀钻井技术与装备▶岩屑分形特征对ＰＤＣ齿破岩性能影响规律研究∗赫文豪１ꎬ２㊀陈振良３㊀史怀忠３㊀黄中伟３㊀熊超３㊀李欣龙１ꎬ３㊀史明豪３(１ 中国石油大学(北京)油气光学探测技术北京市重点实验室㊀２ 中国石油大学(北京)理学院能源交叉学科基础研究中心㊀３ 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室)赫文豪ꎬ陈振良ꎬ史怀忠ꎬ等.岩屑分形特征对ＰＤＣ齿破岩性能影响规律研究[Ｊ].石油机械ꎬ２０２３ꎬ５１(８):１－１０.ＨｅＷｅｎｈａｏꎬＣｈｅｎＺｈｅｎｌｉａｎｇꎬＳｈｉＨｕａｉｚｈｏｎｇꎬｅｔａｌ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｆｒａｃｔａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｏｎｔｈｅｒｏｃｋｂｒｅａｋ￣ｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰＤＣｃｕｔｔｅｒ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２０２３ꎬ５１(８):１－１０.摘要:随着油气井钻井工程研究的不断深入ꎬ岩屑形貌特征已成为评测岩石可钻性级值与钻头破岩效率的关键考量因素之一ꎮ为探究岩屑形貌分形特征对钻头破岩效率的影响规律ꎬ结合理论建模和室内试验等研究方法ꎬ围绕岩屑粒径分形维数㊁岩屑最大粒径㊁地层岩性系数等关键岩屑形貌描述参数ꎬ建立了基于岩屑粒径分形特征的ＰＤＣ齿破岩比功评估模型ꎬ并针对常规齿和锥形齿等ＰＤＣ齿开展破碎硬质花岗岩试验研究ꎬ验证该模型评估ＰＤＣ齿破岩性能的预测精度ꎮ利用该理论模型和试验规律ꎬ进一步揭示常规齿和锥形齿等类型ＰＤＣ齿不同出刃高度㊁布齿角度等破岩工艺参数下岩屑形貌生成特征及破岩能耗变化规律ꎮ研究结果发现:切削深度对ＰＤＣ齿破岩性能影响效果远大于切削角度ꎬ随着地层埋深的增大ꎬＰＤＣ齿吃入深度减小ꎬＰＤＣ齿生成岩屑分形维数逐渐增大ꎬ最大岩屑粒径显著减小ꎬ且锥形齿生成岩屑平均粒径大于常规齿ꎻ同等钻压或破岩能量条件下ꎬ锥形齿脆性破碎能力强于常规齿ꎬ生成岩屑分形维数和最大粒径均大于常规齿ꎮ研究结果可为深层硬岩钻进过程中岩屑录井形貌数据和ＰＤＣ钻头混合布齿工艺提供理论依据ꎮ关键词:ＰＤＣ齿ꎻ岩屑ꎻ分形维数ꎻ最大岩屑粒径ꎻ破岩比功中图分类号:ＴＥ２１㊀文献标识码:Ａ㊀ＤＯＩ:１０ １６０８２/ｊ ｃｎｋｉ ｉｓｓｎ １００１－４５７８ ２０２３ ０８ ００１ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＦｒａｃｔａｌＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣｕｔｔｉｎｇｓｏｎｔｈｅＲｏｃｋＢｒｅａｋｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰＤＣＣｕｔｔｅｒＨｅＷｅｎｈａｏ１ꎬ２㊀ＣｈｅｎＺｈｅｎｌｉａｎｇ３㊀ＳｈｉＨｕａｉｚｈｏｎｇ３㊀ＨｕａｎｇＺｈｏｎｇｗｅｉ３ＸｉｏｎｇＣｈａｏ３㊀ＬｉＸｉｎｌｏｎｇ１ꎬ３㊀ＳｈｉＭｉｎｇｈａｏ３(１ ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｐｔｉｃａｌＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＯｉｌａｎｄＧａｓꎬＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ(Ｂｅｉｊｉｎｇ)ꎻ２ ＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｎｅｒｇｙＩｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙꎬＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅꎬＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ(Ｂｅｉｊｉｎｇ)ꎻ３ ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇꎬＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ(Ｂｅｉｊｉｎｇ))Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｄｅｅｐｅｎｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｏｉｌａｎｄｇａｓｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｃｕｔ￣ｔｉｎｇｓｈａｓｂｅｃｏｍｅｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇｔｈｅｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌｏｆｒｏｃｋｓａｎｄｔｈｅｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｅｆ￣ｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｂｉｔｓ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｆｒａｃｔａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｎｔｈｅｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇ１ ㊀２０２３年㊀第５１卷㊀第８期石㊀油㊀机㊀械ＣＨＩＮＡＰＥＴＲＯＬＥＵＭＭＡＣＨＩＮＥＲＹ㊀㊀㊀∗基金项目:国家重点研发计划项目 复杂油气智能钻井理论与方法 复杂地层智能化破岩机理与导向控制方法 (２０１９ＹＦＡ０７０８３０２)ꎻ国家自然科学基金项目 三轴应力条件下奔驰形ＰＤＣ齿压剪耦合破岩机理研究 (５２００４２９６)㊁ 轴扭耦合冲击辅助钻头破碎高温花岗岩机理研究 (５２２７４０１６)ꎻ中国石油大学(北京)科研基金 能源交叉学科基础研究中心建设与发展规划 (２４６２０２２ＹＸＺＺ００７)㊁ 高温作用下深层硬岩力学特性与渗流机制演化机理研究 (２４６２０２２ＢＪＲＣ０１２)ꎻ油气资源与探测国家重点实验室定向课题 考虑摩擦功耗的ＰＤＣ齿破岩比功评估模型研究 (ＰＲＰ/ＤＸ－２２０６)ꎮｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｂｉｔꎬｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｌａｂｏｒａｔｏｒｙｔｅｓｔｓꎬｃｅｎｔｅｒｅｄｏｎｔｈｅｋｅｙｃｕｔｔｉｎｇｓｍｏｒ￣ｐｈｏｌｏｇｙｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｉｚｅꎬｍａｘｉｍｕｍｃｕｔｔｉｎｇｓｉｚｅａｎｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｌｉｔｈｏｌ￣ｏｇｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔꎬａｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｅｒｇｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆＰＤＣｃｕｔｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｒａｃｔａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｉｚｅｗａｓｂｕｉｌｔꎬａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｂｒｅａｋｉｎｇｈａｒｄｇｒａｎｉｔｅｂｙｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｎｄｃｏｎｉｃａｌＰＤＣｃｕｔ￣ｔｅｒｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｅｖａｌｕａｔｉｎｇｔｈｅｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰＤＣｃｕｔｔｅｒ.ＴｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｕｌｅｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｆｕｒｔｈｅｒｒｅｖｅａｌｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｌａｗｏｆｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓｅｘｐｏｓｕｒｅｈｅｉｇｈｔａｎｄｃｕｔｔｅｒａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔａｎｇｌｅｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌａｎｄｃｏｎｉｃａｌＰＤＣｃｕｔｔｅｒｓ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｕｔｔｉｎｇｄｅｐｔｈｏｎｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰＤＣｃｕｔｔｅｒｉｓｆａｒｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｃｕｔｔｉｎｇａｎｇｌｅꎻａｓｔｈｅｂｕｒｉｅｄｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓꎬｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｏｆＰＤＣｃｕｔｔｅｒｄｅｃｒｅａ￣ｓｅｓꎬｔｈｅｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙＰＤＣｃｕｔｔｅｒｇｒａｄｕａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｓꎬｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｃｕｔｔｉｎｇｓｉｚｅｓｉｇ￣ｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｓꎬａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｃｏｎｉｃａｌｃｕｔｔｅｒｉｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈａｔｂｙｃｏｎ￣ｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｕｔｔｅｒꎻｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｗｅｉｇｈｔｏｎｂｉｔ(ＷＯＢ)ｏｒｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｅｎｅｒｇｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｂｒｅａｋｉｎｇｃａ￣ｐａｃｉｔｙｏｆｃｏｎｉｃａｌｃｕｔｔｅｒｉｓｓｔｒｏｎｇｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｕｔｔｅｒꎬａｎｄｔｈｅｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｎｄｍａｘｉｍｕｍｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｏｆｇｅｎｅｒａｔｅｄｃｕｔｔｉｎｇｓａｒｅａｌｌｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｕｔｔｅｒ.ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｄａｔａｏｆｓｉｅｖｅｒｅｓｉｄｕｅｌｏｇａｎｄｍｉｘｅｄｃｕｔｔｅｒａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＰＤＣｂｉｔｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｄｅｅｐｈａｒｄｒｏｃｋｄｒｉｌｌｉｎｇ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＰＤＣｃｕｔｔｅｒꎻｃｕｔｔｉｎｇꎻｆｒａｃｔａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎꎻｍａｘｉｍｕｍｃｕｔｔｉｎｇｓｉｚｅꎻｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｅｒｇｙ０㊀引㊀言随着对油气井钻井工程研究的不断深入ꎬ岩屑粒径及其分布特征已成为评测岩石可钻性级值㊁钻头破岩效率㊁环空钻井液携岩性能㊁钻具冲蚀磨损和卡钻等井下复杂事故的关键考量因素[１－４]ꎮ研究数据表明ꎬ钻井岩屑颗粒粒径分布特征与地层岩性和破岩工具及破岩方法息息相关ꎬ钻进地层越深ꎬ岩屑粒径越小ꎬ且牙轮钻头生成岩屑粒径显著大于ＰＤＣ钻头生成岩屑粒径[１ꎬ５－６]ꎮ通过对普光气田气体钻井工艺上返岩屑观察ꎬ岩屑粒径与形状和钻头选型密切相关ꎬ空气锤钻头生成岩屑平均粒径显著大于牙轮钻头生成岩屑粒径ꎬ且空气锤破岩形成的岩屑多呈片状椭圆形ꎬ而牙轮钻头破岩形成岩屑多呈纺锤形[６]ꎮ对于同一岩性地层ꎬ随着埋藏深度的增加ꎬ岩石上覆压力越大ꎬ岩石可钻性越差ꎬ钻速越慢ꎬ岩屑粒度越趋近于小尺寸细粒[３ꎬ７]ꎮ因此ꎬ利用钻井过程中生成岩屑的形貌特征可以有效表征钻遇地层可钻性及破岩能耗等关键评价参数ꎬ相关研究成果对于提高钻头破岩性能㊁缩短钻井周期和降低钻井成本具有重要意义ꎮ李士斌㊁李玮等[２－３ꎬ７－８]通过研究钻井过程中上返岩屑粒径分布发现ꎬ上返岩屑粒径符合分形分布特征ꎬ且钻进地层越深ꎬ钻速越慢ꎬ岩屑粒径分形维数逐渐减小ꎬ岩石可钻性级值与岩石硬度越大ꎬ并随着分形维数变化呈线性增大ꎮ根据松辽盆地火成岩地层钻井岩屑分形分布特征ꎬ苏鹏[４]提出了一种基于破碎比功表征的地层可钻性评价方法ꎬ可以有效反应钻头与地层的匹配性ꎮ张立刚等[９]通过引入分形方法ꎬ利用上返岩屑形貌特征建立了岩石可钻性实时预测模型ꎬ对指导大庆油田实时钻井参数优选提供了一种新思路ꎮ利用岩屑分形破碎特征和钻井工况特点ꎬ闫铁等[１０]建立了基于岩屑分形破碎特征的钻井工程能效评价模型ꎬ发现岩屑粒度分形维数和最大岩屑尺寸及岩石特性常数是破碎能耗的主要影响因素ꎬ岩屑分形维数越大ꎬ生成岩屑最大粒径越小ꎬ岩石破碎剧烈程度越大ꎬ破碎能耗越高ꎮ文献调研数据显示ꎬ前人对岩屑粒径研究多集中于录井过程中岩屑形貌特征分析及其对岩石破碎效率影响规律研究ꎬ而对岩屑粒径控制机制研究相对较少ꎮ根据２０１５年全国油气资源动态评价ꎬ我国深层㊁超深层油气资源量６７１亿ｔ油当量ꎬ占油气资源总量的３４％ꎮ以塔里木盆地为例ꎬ仅埋深在６０００~１００００ｍ的石油和天然气资源就分别占其总量的８３ ２％和６３ ９％ꎮ但随着钻井深度的增加ꎬ地层岩石强度与硬度显著增大ꎬ钻头磨损严重ꎬ机械钻速低ꎬ亟需高效勘探开发钻井工艺以缩短钻井周期和降低钻井成本[１１－１５]ꎮ为此ꎬ结合理论建模和室内试验等方法ꎬ从钻头破岩性能角度出发ꎬ建立基于岩屑粒径分形特征的ＰＤＣ齿破岩比功理论２ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械ＣＨＩＮＡＰＥＴＲＯＬＥＵＭＭＡＣＨＩＮＥＲＹ㊀２０２３年㊀第５１卷㊀第８期模型ꎬ揭示不同出刃高度㊁布齿角度等破岩工艺参数下ꎬ岩屑形貌生成特征及破岩能耗变化规律ꎬ以期为深层硬岩ＰＤＣ钻头混合布齿工艺提供理论方法指导ꎮ１㊀岩屑体积与岩屑质量分布分形特征根据分形分布粒径特征ꎬＰＤＣ齿切削破碎生成岩屑粒径分布应满足[３ꎬ８ꎬ１６]:Ｎ(ｌ)＝Ｃ１ｌ－Ｄｌ(１)式中:Ｄｌ是岩屑粒径的分形维数ꎻＮ(ｌ)是粒径大于ｌ(单位为ｍｍ)的岩屑颗粒数量ꎻＣ１是与岩石粒径属性有关的常数ꎮ岩屑粒径越大ꎬ对应的岩屑颗粒数目越少ꎮ根据式(１)有ｌｍｉｎ≪ｌｍａｘꎬ且由岩屑粒径密度分布函数ｆ(ｌ)和岩屑粒径分形维数可求得岩屑平均粒径ｌ:ｆ(ｌ)＝ＮｌＮ(ｌｍｉｎ)＝Ｄｌｌ－Ｄｌ－１ｌ－Ｄｌｍｉｎ(２)ｌ＝ʏｌｍａｘｌｍｉｎｌｆ(ｌ)ｄｌ＝ＤｌＤｌ－１ｌｍｉｎ(３)式中:Ｎｌ为固定粒径长度为ｌ的岩屑颗粒总数ꎮ由式(３)可知ꎬ岩屑平均粒径与岩屑分形维数呈正相关ꎬ岩屑分形维数越大ꎬ岩屑平均粒径也就越大ꎮ假定岩屑二维粒形是一个圆度较好的椭圆ꎬ根据几何学长径比的定义ꎬ由粒径长径比ＡＲ来描述粒形:ＡＲ＝ｄｍａｘ/ｄｍｉｎ(４)式中:ｄｍａｘ和ｄｍｉｎ分别是椭圆长轴和短轴的长度ꎬｍｍꎬ且岩屑颗粒的长轴应为岩屑粒径ꎬ即ｄｍａｘ＝ｌꎮ因此ꎬ当ｄｍａｘ＝ｄｍｉｎ时ꎬ岩屑粒形长径比有最小值ＡＲｍｉｎ＝１ꎬ此时颗粒是一个正圆ꎮ假设岩屑颗粒长径比也应服从分形分布ꎬＤｓ是岩屑长径比的分形维数ꎬＣ２是一个与岩石粒形属性有关的常系数ꎬ则类比公式(１)有ＡＲｍｉｎ≪ＡＲｍａｘꎬ即ＡＲｍａｘ≫１ꎮ若椭球是从二维椭圆绕长轴旋转而来ꎬ则根据椭球体积计算公式有椭球体积Ｖ０:Ｖ０＝４π３ｄｍａｘ２æèçöø÷ｄｍｉｎ２æèçöø÷ｄｍｉｎ２æèçöø÷＝π６ｄ３ｍａｘＡＲ２(５)㊀㊀对式(５)进行岩屑长径比和粒径积分可得岩屑总体积Ｖｔ:Ｖｔ＝ʏＡＲｍａｘＡＲｍｉｎʏｌｌｍｉｎ(Ｖ０ＮＡＲｄ(ＡＲ))Ｎｌｄｌ＝πＣ１Ｃ２ＤｌＤｓ６(Ｄｓ＋２)(３－Ｄｌ)ｌ３－Ｄｌｍａｘ＝Ｃｌ３－Ｄｌｍａｘ(６)式中:Ｃ为与岩石物性有关的比例常数ꎬ与岩屑尺寸㊁岩屑形状㊁岩性等属性相关ꎬ具体量值可由试验数据取得ꎮ由于岩石破碎体积为宏观表征ꎬ带入岩石孔隙度φꎬ可将式(６)转化为宏观表征体积ＶＴ:ＶＴ＝Ｖｔ１－φ＝Ｃ１－φｌ３－Ｄｌｍａｘ(７)㊀㊀若岩石材料均质且密度均为ρꎬ则根据式(６)和式(７)ꎬ岩石岩屑尺寸小于ｌ的累计质量ＭＬ和岩石岩屑总质量ＭＴ为:ＭＬ＝ρＶＬ＝ρＣｌ３－Ｄｌ(８)ｌｎＭＬＭＴ＝(３－Ｄｌ)ｌｎｌ－(３－Ｄｌ)ｌｎ(ｌｍａｘ)(９)式中:ＶＬ为岩石岩屑尺寸小于ｌ的累计体积ꎮ由式(６)~式(９)可见ꎬ若破碎岩石生成岩屑粒径满足分形分布ꎬ则岩屑体积与岩屑质量也应满足分形分布特征ꎮ由于体积较难直接测量ꎬ可根据式(９)ꎬ利用不同粒径筛网求取特定ＰＤＣ齿切削生成岩屑的粒径分形维数Ｄｌ和最大生成岩屑粒径ｌｍａｘꎮ２㊀基于岩屑粒径分形特征的ＰＤＣ齿破岩比功评估模型㊀㊀破岩比功又称破岩比能或机械比功ꎬ通常是指破碎单位体积岩石需要消耗的能量ꎬ单位为ＭＰａꎬ其值越大ꎬ表示破碎单位体积岩石要求的能量越多ꎬ能耗越大ꎮ若ＰＤＣ齿匀速切削破碎岩石过程中受到钻压为ＦＷＯＢꎬ则按照图１所示ꎬ分别以常规齿和锥形齿为研究对象ꎬ可以得到切削过程中沿水平方向ＰＤＣ齿作用于破碎岩石的净切削力Ｆ(分别记作ＦＣ和ＦＺ)为:Ｆ＝Ｆｈ－ｆ＝ＦＣ＝ＦＷＯＢｃｏｓθ－μｔａｎθ()㊀常规齿ＦＺ＝ＦＷＯＢ[ｃｏｓα２－θæèçöø÷－㊀㊀μｔａｎα２－θæèçöø÷]锥形齿ìîíïïïïïï(１０)式中:Ｆｈ为钻压横向分量ꎬ用于克服摩擦力ｆ和破碎岩石ꎬ单位均为Ｎꎻθ为ＰＤＣ齿切削角度(对常规齿和锥形齿分别定义为后倾角和前倾角)ꎬ(ʎ)ꎻα为锥形齿顶角ꎬ(ʎ)ꎻμ为岩石对切削齿摩擦因数ꎮ则用于破碎岩石的净做功Ｗ为:Ｗ＝ＦＬ(１１)３２０２３年㊀第５１卷㊀第８期赫文豪ꎬ等:岩屑分形特征对ＰＤＣ齿破岩性能影响规律研究㊀㊀㊀式中:Ｌ为沿切削方向切削距离ꎬｍꎮ因此ꎬＰＤＣ齿破岩比功ＥＭＳ可定义为:ＥＭＳ＝ＷＶＴ＝ＦＬ１－φ()Ｃｌ３－Ｄｌｍａｘ＝ＦＷＯＢｃｏｓθ－ｆ()１－φ()ＬＣｌ３－Ｄｌｍａｘ㊀㊀常规齿ＦＷＯＢｃｏｓα２－θæèçöø÷－ｆéëêêùûúú１－φ()ＬＣｌ３－Ｄｌｍａｘ㊀锥形齿ìîíïïïïïï(１２)㊀㊀由式(１２)可知ꎬＰＤＣ齿破岩比功与钻压㊁切削角度及锥形齿顶角㊁岩石孔隙度㊁生成岩屑最大粒径㊁岩屑粒径分形维数和地层岩性相关ꎮ图１㊀ＰＤＣ齿匀速切削破岩力学物理模型Ｆｉｇ １㊀ＭｅｃｈａｎｉｃｓｍｏｄｅｌｏｆＰＤＣｃｕｔｔｅｒｒｏｃｋ￣ｂｒｅａｋｉｎｇａｔｃｏｎｓｔａｎｔｓｐｅｅｄ３㊀ＰＤＣ齿破岩比功评估模型验证为验证ＰＤＣ齿切削生成岩屑形貌分形特征ꎬ利用自主研制的ＰＤＣ齿单齿切削破岩试验装置开展相关室内试验ꎬ相关试验设备㊁测量方法和测量数据在文献[１７－２１]有详细叙述ꎮ试验采用的２种齿形分别为直径１９ｍｍ常规齿和直径１６ｍｍ锥形齿ꎮ其中常规齿总高度１３ｍｍꎬ包括金刚石层２ｍｍꎻ锥形齿总高度２１ｍｍꎬ包括金刚石层８ｍｍꎬ锥顶角为９０ʎ且锥顶球面半径为２ｍｍꎮ测试岩性为硬质花岗岩ꎬ其密度为２ ６２ｇ/ｃｍ３ꎬ孔隙度为２ ６％ꎬ单轴抗压强度约为１５０ＭＰａꎮ试验过程中ꎬ通过改变ＰＤＣ齿切削深度ｄ㊁切削角度θ和切削速度ｖ等破岩工艺参数可实时控制生成岩屑粒径大小ꎮ根据式(９)ꎬ通过收集并测量不同粒径下的岩屑质量与岩屑总质量占比ꎬ可作出ｌｎＭＬＭＴ~ｌｎｌ的函数曲线ꎬ并由曲线斜率求取不同作业参数下的岩屑粒径分形维数和最大岩屑粒径ꎮ相关数据可见图２和表１ꎮ图２㊀ＰＤＣ齿生成岩屑质量分数随粒径分布曲线Ｆｉｇ ２㊀ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙＰＤＣｃｕｔｔｅｒｗｉｔｈｉｔｓｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ由图２和表１可知ꎬ在不同布齿工艺参数下ＰＤＣ齿生成岩屑质量分数随粒径均呈现出显著的分形分布特征ꎬ除０ ３ｍｍ切深条件下岩屑质量分数拟合优度为０ ８０外ꎬ其他布齿工艺参数下表现出的岩屑质量分数拟合优度均大于０ ９０ꎮ对于常规齿和锥形齿ꎬ岩屑粒径分形维数均随着ＰＤＣ齿的切削深度增大而显著降低ꎬ类比于深层地层钻井过程ꎬ钻井深度增加ꎬ钻井切削深度降低ꎬ岩屑粒径分形维数增加ꎮ随着常规齿后倾角的增大或锥形齿前倾角的减小ꎬＰＤＣ齿生成岩屑粒径分形维数呈增加趋势ꎮ同时ꎬ根据表１中数据ꎬ切削速度对常规齿生成岩屑分形维数呈显著影响ꎮ为探究ＰＤＣ齿破岩特性参数随作业参数变化关系ꎬ定义硬质ＰＤＣ齿与岩石摩擦因数为０ ４ꎬ利用混合逐步(ＣｏｍｂｉｎｅｄＳｔｅｐｗｉｓｅ)拟合方法ꎬ可求４ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第８期得式(１２)中相关参数随不同切削参数变化规律ꎬ如表２所示[２２－２３]ꎮ表１㊀ＰＤＣ齿生成岩屑分形分布特征㊀㊀将表２中各关键参数拟合公式代入式(１２)可求得ＰＤＣ齿破碎硬质花岗岩破岩比功预测值ꎬ做图拟合ＰＤＣ齿生成岩屑特征参数与破岩比功预测值和试验测量值ꎬ可得图３ꎮ设置拟合线截距为０ꎬ若拟合曲线斜率为１且拟合优度为１ꎬ则表明关键参数预测值与试验值拟合精度较高ꎮ常规齿生成岩屑分形维数㊁最大岩屑粒径㊁破岩横向切削力和破岩比功分别如图３ａ~图３ｄ所示ꎻ锥形齿生成岩屑分形维数㊁最大岩屑粒径㊁破岩横向切削力和破岩比功分别如图３ｅ~图３ｈ所示ꎻ考虑常规齿和锥形齿的ＰＤＣ齿破岩比功预测精度如图３ｉ所示ꎮ由于图３所有曲线拟合斜率和拟合优度均接近１ꎬ表明模型预测精度高ꎬ可用于表征不同类型ＰＤＣ齿在不同切削深度及布齿角度配合条件下ＰＤＣ齿破岩性能ꎮ表２㊀ＰＤＣ齿破岩比功理论模型关键参数拟合公式５ ２０２３年㊀第５１卷㊀第８期赫文豪ꎬ等:岩屑分形特征对ＰＤＣ齿破岩性能影响规律研究㊀㊀㊀图３㊀ＰＤＣ齿破岩比功理论模型精度评估Ｆｉｇ ３㊀ＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｎａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｅｒｇｙｏｆＰＤＣｃｕｔｔｅｒ４㊀ＰＤＣ齿破岩比功理论模型的应用针对不同类型ＰＤＣ切削齿破岩性能ꎬ可将其破岩拟合规律与式(１２)联立以求取不同类型ＰＤＣ齿在不同切削参数下的破岩性能ꎮ如表２所示ꎬ本节内容主要针对常规齿和锥形齿探究ＰＤＣ齿破岩性能ꎮ４ １㊀切削深度与切削角度对ＰＤＣ齿生成岩屑分形特征影响规律㊀㊀定义切削角度为２０ʎꎬ切削速度为５ｍｍ/ｓꎬ按表２中关键参数拟合规律ꎬ可得硬质花岗岩岩性在不同切削深度下ＰＤＣ齿生成岩屑分形维数和最大岩屑粒径如图４ａ和图４ｂ所示ꎮ在该讨论情况下ꎬ随着ＰＤＣ齿切削深度的增加ꎬ锥形齿和常规齿生成岩屑的分形维数均显著降低ꎬ相较于锥形齿生成岩屑ꎬ平面齿生成岩屑的分形维数随ＰＤＣ齿切削深度的增加呈线性降低ꎮ另外ꎬ随着ＰＤＣ齿切削深度的增加ꎬ锥形齿和常规齿生成岩屑的最大粒径均呈线性增加ꎬ相较于常规齿ꎬ锥形齿生成岩屑最大粒径随切深变化较常规齿增幅显著ꎮ研究数据表明ꎬ同种岩性地层条件下ꎬ浅部地层硬度和岩石强度低ꎬＰＤＣ齿吃入深度大ꎬ生成岩屑分形维数小ꎬ最大岩屑粒径较大ꎻ但随着钻进深度的增加ꎬ地层硬度和岩石强度均显著增加ꎬＰＤＣ齿吃入深度小ꎬ生成岩屑分形维数大ꎬ岩屑最大粒径随着埋藏深度增加逐渐减小ꎮ相较于常规齿生成岩屑ꎬ相同岩性同等切深条件下锥形齿生成岩屑分形维数与最６ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第８期大粒径均较大ꎮ由式(３)可证明锥形齿生成岩屑平均粒径大于平面齿生成岩屑平均粒径ꎬ间接说明了锥形齿脆性破碎能力强于常规齿ꎮ定义切削深度为１ ５ｍｍꎬ切削速度为５ｍｍ/ｓꎬ按表２中关键参数拟合规律ꎬ可得硬质花岗岩岩性在不同切削角度下ＰＤＣ齿生成岩屑分形维数和最大岩屑粒径如图４ｃ和图４ｄ所示ꎮ在该讨论情况下ꎬ随着ＰＤＣ齿切削角度的增加ꎬ锥形齿生成岩屑分形维数无显著变化ꎬ而常规齿生成岩屑的分形维数显著增大ꎬ但在讨论范围内仍低于锥形齿生成岩屑分形维数ꎮ另外ꎬ随着ＰＤＣ齿切削深度的增加ꎬ常规齿生成岩屑最大粒径无显著变化ꎬ而锥形齿生成岩屑的最大粒径显著增大ꎬ且在讨论范围内普遍高于常规齿生成岩屑最大粒径ꎮ研究数据表明ꎬ同种岩性地层条件下ꎬ同等切削深度时ꎬ改变锥形齿布齿角度对于产生岩屑分形维数无显著影响ꎬ即岩屑生成平均粒径不变(或变化可以忽略不计)ꎬ但随着切削角度的增大ꎬ其最大岩屑粒径趋于增大ꎬ犁削效果显著ꎮ针对常规齿ꎬ同等切削深度下ꎬ改变常规齿布齿角度可以显著增大生成岩屑分形维数ꎬ即增大生成岩屑平均粒径ꎬ但却对生成岩屑最大粒径无明显效果ꎮ图４㊀ＰＤＣ齿生成岩屑分形特征随切削深度和切削角度变化规律Ｆｉｇ ４㊀ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｆｒａｃｔａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙＰＤＣｃｕｔｔｅｒｗｉｔｈｃｕｔｔｉｎｇｄｅｐｔｈａｎｄｃｕｔｔｉｎｇａｎｇｌｅ４ ２㊀岩屑分形特征对ＰＤＣ齿单齿破岩钻压影响规律㊀㊀类比于４ １节试验数据ꎬ按表２中关键参数拟合规律可得硬质花岗岩岩性中ＰＤＣ齿破岩钻压随不同切削参数下岩屑分形维数和岩屑最大粒径变化规律ꎬ如图５所示ꎮ在该讨论情况下ꎬ若固定ＰＤＣ齿切削深度ꎬ则锥形齿生成岩屑分形维数与常规齿生成岩屑最大粒径均无显著变化ꎬ常规齿单齿破岩钻压在岩屑粒径分形维数大于２ ４后ꎬ随岩屑分形维数呈逐渐升高趋势ꎬ而锥形齿单齿破岩钻压则随岩屑最大粒径增大而显著增加ꎮ若固定ＰＤＣ齿切削角度ꎬ常规齿和锥形齿破岩单齿钻压均随着生成岩屑分形维数的增大而显著减小ꎬ且随着岩屑最大粒径的增大而显著增加ꎮ研究数据表明ꎬ同种岩性地层㊁同等钻压条件下ꎬ锥形齿生成岩屑分形维数和最大粒径均大于常规齿ꎬ这表明锥形齿更易形成大尺寸岩屑ꎬ其平均岩屑粒径和最大岩屑粒径显著大于常规齿ꎬ锥形齿脆性破碎能力较强ꎮ４ ３㊀岩屑分形维数对ＰＤＣ齿破岩比功影响规律类比于４ １节试验数据ꎬ按表２中关键参数拟合规律ꎬ可得硬质花岗岩岩性中ＰＤＣ齿破岩比功随不同切削参数下岩屑分形维数和岩屑最大粒径变化规律ꎬ如图６所示ꎮ在该讨论情况下ꎬ若固定７ ２０２３年㊀第５１卷㊀第８期赫文豪ꎬ等:岩屑分形特征对ＰＤＣ齿破岩性能影响规律研究㊀㊀㊀图５㊀ＰＤＣ齿破岩单齿钻压随岩屑分形特征变化规律Ｆｉｇ ５㊀ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＷＯＢｏｆＰＤＣｃｕｔｔｅｒｗｉｔｈｆｒａｃｔａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓ图６㊀ＰＤＣ齿破岩比功随岩屑分形特征变化规律Ｆｉｇ ６㊀ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｅｒｇｙｏｆＰＤＣｃｕｔｔｅｒｗｉｔｈｆｒａｃｔａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓ８ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第８期ＰＤＣ齿切削深度ꎬ则锥形齿生成岩屑分形维数与常规齿生成岩屑最大粒径均无显著变化ꎬ常规齿单齿破岩比功随岩屑分形维数增大呈逐渐升高趋势ꎬ而锥形齿单齿破岩比功则随岩屑最大粒径先减小后增加ꎮ若固定ＰＤＣ齿切削角度ꎬ常规齿和锥形齿单齿破岩比功均随着生成岩屑分形维数的增大而显著增大ꎬ且随着岩屑最大粒径的增大而趋于减小ꎮ研究数据表明ꎬ同种岩性地层同等破岩能量条件下ꎬ锥形齿生成岩屑分形维数和最大粒径均大于常规齿ꎬ表明锥形齿更易形成大尺寸岩屑ꎬ其平均岩屑粒径和最大岩屑粒径显著大于常规齿ꎬ脆性破碎能力较强ꎮ５㊀结㊀论(１)基于ＰＤＣ齿切削破碎岩石过程中生成岩屑形貌特征ꎬ综合考虑ＰＤＣ齿单齿钻压㊁岩屑粒径分形维数㊁岩屑最大粒径和地层岩性等因素ꎬ建立了基于岩屑粒径分形特征的ＰＤＣ齿破岩比功评估模型ꎮ(２)针对性地开展了常规齿和锥形齿等ＰＤＣ齿破碎硬质花岗岩破岩比功试验研究ꎬ岩屑分形维数㊁最大岩屑粒径㊁破岩横向切削力和破岩比功等试验测量值与模型预测值拟合效果好ꎬ模型预测精度高ꎮ(３)随着地层埋深的增大ꎬＰＤＣ齿吃入深度减小ꎬＰＤＣ齿预测生成岩屑分形维数逐渐增大ꎬ最大岩屑粒径显著减小ꎬ且锥形齿生成岩屑平均粒径大于常规齿ꎬ锥形齿脆性破碎能力强于常规齿ꎮ(４)切削角度对锥形齿生成岩屑分形维数和常规齿生成岩屑最大粒径无显著影响ꎬ但增大切削角度有助于增加锥形齿岩屑最大粒径和常规齿岩屑分形维数ꎮ(５)地层岩性相同时ꎬ同等钻压或破岩能量条件下ꎬ锥形齿生成岩屑分形维数和最大粒径均大于常规齿ꎬ更易形成大尺寸岩屑ꎬ也从另一个角度验证了锥形齿脆性破碎能力较强ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]㊀张杰ꎬ李荣鑫ꎬ李鑫ꎬ等.泡沫钻水平井岩屑颗粒的运移规律研究[Ｊ].钻采工艺ꎬ２０２２ꎬ４５(１):５３－５８.ＺＨＡＮＧＪꎬＬＩＲＸꎬＬＩＸꎬｅｔａｌ.Ｍｉｇｒａｔｉｏｎｌａｗｓｔｕｄｙｏｎｃｕｔｔｉｎｇｓｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｏｒｆｏａｍｄｒｉｌｌｉｎｇｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｓ[Ｊ].Ｄｒｉｌｌｉｎｇ＆ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２２ꎬ４５(１):５３－５８.[２]㊀李士斌ꎬ李玮.岩石可钻性分形法的可行性分析[Ｊ].大庆石油学院学报ꎬ２００６ꎬ３０(３):２４－２６ꎬ１４６.ＬＩＳＢꎬＬＩＷ.Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｒａｃｔａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ￣ｔｉｃｓｏｆｒｏｃｋｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤａｑｉｎｇＰｅｔｒｏｌｅ￣ｕｍＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬ２００６ꎬ３０(３):２４－２６ꎬ１４６. [３]㊀李玮ꎬ闫铁.岩石可钻性分形法的检验与评价[Ｊ].西部探矿工程ꎬ２０１３ꎬ２５(１):５２－５４ꎬ５８.ＬＩＷꎬＹＡＮＴ.Ｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｆｒａｃｔａｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒｏｃｋｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙ[Ｊ].Ｗｅｓｔ￣ＣｈｉｎａＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＥｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１３ꎬ２５(１):５２－５４ꎬ５８. [４]㊀苏鹏.松辽盆地北部火成岩地层岩石可钻性与钻头选型研究[Ｄ].大庆:大庆石油学院ꎬ２０１０.ＳＵＰ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙａｎｄｂｉｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｉｇｎｅ￣ｏｕｓｒｏｃｋｌａｙｅｒｉｎｎｏｒｔｈｏｆＳｏｎｇｌｉａｏｂａｓｉｎ[Ｄ].Ｄａｑｉｎｇ:ＤａｑｉｎｇＰｅｔｒｏｌｅｕｍＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬ２０１０.[５]㊀易先中ꎬ王利成ꎬ魏慧明ꎬ等.钻井岩屑粒径分布规律的研究[Ｊ].石油机械ꎬ２００７ꎬ３５(１２):１－４ꎬ９４.ＹＩＸＺꎬＷＡＮＧＬＣꎬＷＥＩＨＭꎬｅｔａｌ.Ｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｄｒｉｌｌｃｕｔｔｉｎｇｓ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２００７ꎬ３５(１２):１－４ꎬ９４. [６]㊀黄小兵ꎬ陈次昌ꎬ董耀文.气体钻井的岩屑特征及粒度分布测试[Ｊ].天然气工业ꎬ２００８ꎬ２８(１１):８３－８４.ＨＵＡＮＧＸＢꎬＣＨＥＮＣＣꎬＤＯＮＧＹＷ.Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ￣ｔｉｃｓｏｆｇａｓｄｒｉｌｌｉｎｇｃｕｔｔｉｎｇｓａｎｄｇｒａｉｎｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｅ￣ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ[Ｊ].ＮａｔｕｒａｌＧａｓＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２００８ꎬ２８(１１):８３－８４.[７]㊀李士斌ꎬ阎铁ꎬ李玮.钻井上返岩屑块度分形表示岩石可钻性方法[Ｃ]ʊ２００６中国油气钻采新技术高级研讨会论文集.秦皇岛:中国石油学会ꎬ２００６.ＬＩＳＢꎬＹＡＮＴꎬＬＩＷ.Ｆｒａｃｔａｌｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙｂｙｕｓｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇｕｐｗａｒｄｃｕｔｔｉｎｇｓ[Ｃ]ʊＰｒｏ￣ｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ２００６ＣｈｉｎａＡｄｖａｎｃｅｄＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒＯｉｌａｎｄＧａｓＤｒｉｌｌｉｎｇａｎｄＰｒｏｄｕｃ￣ｔｉｏｎ.Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ:ＣｈｉｎｅｓｅＰｅｔｒｏｌｅｕｍＳｏｃｉｅｔｙꎬ２００６. [８]㊀李士斌ꎬ李玮ꎬ由洪利ꎬ等.基于分形理论的岩石可钻性分级方法[Ｊ].天然气工业ꎬ２００７ꎬ２７(１０):６３－６６.ＬＩＳＢꎬＬＩＷꎬＹＯＵＨＬꎬｅｔａｌ.Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈ￣ｏｄｓｏｆｒｏｃｋｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｒａｃｔａｌｔｈｅｏｒｙ[Ｊ].ＮａｔｕｒａｌＧａｓＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２００７ꎬ２７(１０):６３－６６. [９]㊀张立刚ꎬ吕华恩ꎬ李士斌ꎬ等.钻井参数实时优选方法的研究与应用[Ｊ].石油钻探技术ꎬ２００９ꎬ３７(４):３５－３８.ＺＨＡＮＧＬＧꎬＬＹＵＨＥꎬＬＩＳＢꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｒｉｌｌｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｒｅａｌ￣ｔｉｍｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ９２０２３年㊀第５１卷㊀第８期赫文豪ꎬ等:岩屑分形特征对ＰＤＣ齿破岩性能影响规律研究㊀㊀㊀[Ｊ].ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＤｒｉｌｌｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓꎬ２００９ꎬ３７(４):３５－３８.[１０]㊀闫铁ꎬ张杨ꎬ杜树明.基于岩屑分形破碎特征的钻井工程能效评价模型[Ｊ].岩石力学与工程学报ꎬ２０１４ꎬ３３(增刊１):３１５７－３１６３.ＹＡＮＴꎬＺＨＡＮＧＹꎬＤＵＳＭ.Ｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｅｖａｌ￣ｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｄｒｉｌｌｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｆｒａｃｔａｌｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｏｃｋｃｕｔｔｉｎｇｓ[Ｊ].ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１４ꎬ３３(Ｓ１):３１５７－３１６３.[１１]㊀陈小东.刮切 冲击复合破岩工具技术研究[Ｄ].成都:西南石油大学ꎬ２０１５.ＣＨＥＮＸＤ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｃｒａｐｉｎｇｉｍｐａｃｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｒｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｔｏｏｌ[Ｄ].Ｃｈｅｎｇｄｕ:ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１５.[１２]㊀陈子贺.松辽火山岩地层ＰＤＣ钻头切削齿破岩机理研究[Ｄ].大庆:东北石油大学ꎬ２０２０.ＣＨＥＮＺＨ.ＲｏｃｋｂｒｅａｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＰＤＣｃｕｔｔｅｒａｐｐｌｉｅｄｉｎＳｏｎｇｌｉａｏｖｏｌｃａｎｉｃｒｏｃｋｓｔｒａｔｕｍ[Ｄ].Ｄａｑｉｎｇ:ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０２０. [１３]㊀李相勇ꎬ王春华ꎬ杨决算ꎬ等.深部难钻地层提速工具现状及发展趋势[Ｊ].西部探矿工程ꎬ２０１８ꎬ３０(１１):７４ꎬ７７.ＬＩＸＹꎬＷＡＮＧＣＨꎬＹＡＮＧＪＳꎬｅｔａｌ.Ｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔ￣ｕａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｓｐｅｅｄｒａｉｓｉｎｇｔｏｏｌｓｆｏｒｄｅｅｐｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｄｒｉｌｌｓｔｒａｔａ[Ｊ].Ｗｅｓｔ￣ＣｈｉｎａＥｘｐｌｏｒａ￣ｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ３０(１１):７４ꎬ７７. [１４]㊀汪海阁ꎬ黄洪春ꎬ毕文欣ꎬ等.深井超深井油气钻井技术进展与展望[Ｊ].天然气工业ꎬ２０２１ꎬ４１(８):１６３－１７７.ＷＡＮＧＨＧꎬＨＵＡＮＧＨＣꎬＢＩＷＸꎬｅｔａｌ.Ｄｅｅｐａｎｄｕｌｔｒａ￣ｄｅｅｐｏｉｌ/ｇａｓｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ:ｐｒｏ￣ｇｒｅｓｓａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔ[Ｊ].ＮａｔｕｒａｌＧａｓＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０２１ꎬ４１(８):１６３－１７７.[１５]㊀周立明ꎬ韩征ꎬ张道勇ꎬ等.中国新增石油和天然气探明地质储量特征[Ｊ].新疆石油地质ꎬ２０２２ꎬ４３(１):１１５－１２１.ＺＨＯＵＬＭꎬＨＡＮＺꎬＺＨＡＮＧＤＹꎬｅｔａｌ.Ｃｈａｒａｃ￣ｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｐｒｏｖｅｎｏｉｌａｎｄｎａｔｕｒａｌｇａｓｇｅｏ￣ｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｅｒｖｅｓｉｎＣｈｉｎａ[Ｊ].ＸｉｎｊｉａｎｇＰｅｔｒｏｌｅｕｍＧｅ￣ｏｌｏｇｙꎬ２０２２ꎬ４３(１):１１５－１２１.[１６]㊀ＭＡＮＤＥＬＢＲＯＴＢＢ.Ｔｈｅｆｒａｃｔａｌｇｅｏｍｅｔｒｙｏｆｎａｔｕｒｅ[Ｍ].ＳａｎＦｒａｎｃｉｓｃｏ:Ｗ.Ｈ.Ｆｒｅｅｍａｎꎬ１９８２. [１７]㊀徐卫强ꎬ史怀忠ꎬ曹权ꎬ等.锥形ＰＤＣ齿破碎砾岩特性试验研究[Ｊ].石油机械ꎬ２０２１ꎬ４９(９):９－１６.ＸＵＷＱꎬＳＨＩＨＺꎬＣＡＯＱꎬｅｔａｌ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｃｏｎｇｌｏｍｅｒａｔｅｂｒｅａｋｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｎｉ￣ｃａｌＰＤＣｃｕｔｔｅｒ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２０２１ꎬ４９(９):９－１６.[１８]㊀ＣＨＥＮＧＺꎬＳＨＥＮＧＭꎬＬＩＧＳꎬｅｔａｌ.Ｉｍａｇｉｎｇｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓ:ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｕｔ￣ｔｉｎｇｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｅｒｇｙｉｎｓｉｎｇｌｅＰＤＣｃｕｔ￣ｔｅｒｔｅｓｔｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ１７１:８５４－８６２.[１９]㊀ＸＩＯＮＧＣꎬＨＵＡＮＧＺＷꎬＹＡＮＧＲＹꎬｅｔａｌ.Ｃｏｍ￣ｐａｒａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｃｕｔｔｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｔｉｎｇｅｒＰＤＣｃｕｔｔｅｒａｎｄｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＰＤＣｃｕｔｔｅｒ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０２０ꎬ１８９:１０６７９２.[２０]㊀ＸＩＯＮＧＣꎬＨＵＡＮＧＺＷꎬＳＨＩＨＺꎬｅｔａｌ.Ｐｅｒｆｏｒｍ￣ａｎｃｅｓｏｆａｓｔｉｎｇｅｒＰＤＣｃｕｔｔｅｒｂｒｅａｋｉｎｇｇｒａｎｉｔｅ:ｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｅｒｇｙｉｎｓｉｎｇｌｅｃｕｔｔｅｒｔｅｓｔｓ[Ｊ].ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０２３ꎬ２０(２):１０８７－１１０３.[２１]㊀ＣＨＥＮＧＺꎬＬＩＧＳꎬＨＵＡＮＧＺＷꎬｅｔａｌ.ＡｎａｌｙｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｌｉｎｇｏｆｒｏｃｋｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅａｎｄｆａｉｌｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｉｎｌｉｎｅａｒｃｕｔｔｉｎｇｔｅｓｔｂｙｓｉｎｇｌｅＰＤＣｃｕｔｔｅｒ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１９ꎬ１７７:３０６－３１６.[２２]㊀ＨＥＷＨꎬＣＨＥＮＫＹꎬＨＡＹＡＴＤＡＶＯＵＤＩＡꎬｅｔａｌ.Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅｌｅｍｅｎｔａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｎｒｏｃｋｔｅｎｓｉｌｅｆａｉｌｕｒｅ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭｉｎｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅｓꎬ２０１９ꎬ１２３:１０４０６２.[２３]㊀ＭＯＮＴＧＯＭＥＲＹＤＣꎬＲＵＮＧＥＲＧＣꎬＨＵＢＥＬＥＮＦ.Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ[Ｍ].５ｔｈｅｄ.Ｈｏｂｏｋｅｎ:ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓꎬ２０１０.㊀㊀第一作者简介:赫文豪ꎬ副教授ꎬ生于１９９４年ꎬ２０１９年毕业于美国路易斯安纳大学系统工程专业ꎬ获博士学位ꎬ现从事油气井岩石破碎机理和油气资源与矿物材料的研究与教学工作ꎮ地址:(１０２２４９)北京市昌平区ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｈｗｈ＠ｃｕｐ ｅｄｕ ｃｎꎮ通信作者:史怀忠ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｓｈｚ＠ｃｕｐ ｅｄｕ ｃｎꎮ㊀收稿日期:２０２３－０２－１８(本文编辑㊀刘㊀锋)０１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第８期。

中国海油介绍中国海洋石油总公司（在本手册中以“中国海油”、“公司”或“集团”指代）是中国国务院国有资产监督管理委员会（在本手册中以“国资委”指代）直属的特大型国有企业，是中国最大的海上油气生产商，2011年在世界最大50家石油公司中排名上升至34位，2012年在《财富》杂志世界500强企业中排名上升至101位。

公司成立于1982年，总部设在北京，现有10万余名员工。

自成立以来，中国海油保持了良好的发展态势，由一家单纯从事油气开采的上游公司，发展成为主业突出、产业链完整的综合型能源集团，形成了油气勘探开发、专业技术服务、炼化销售及化肥、天然气及发电、金融服务、新能源等六大业务板块。

围绕“二次跨越”发展纲要，公司紧紧抓住海洋石油工业发展的新趋势、新机遇，正视公司发展中遇到的新问题、新挑战，稳健经营，实现“十二五”良好开局，为全力推进我国海洋石油工业的“二次跨越”创造了有利条件。

油气勘探开发中国最大的海上油气生产商、全球最大独立油气勘探生产（E&P）公司之一，在中国海域拥有4个主要产油地区，同时还在尼日利亚、印度尼西亚、澳大利亚、阿根廷、美国等国家或地区拥有上游资产。

天然气及发电以液化天然气（LNG）及相关业务为核心，以接收站和管网为基础，建设中国沿海天然气大动脉，积极发展天然气发电、LNG加注等清洁能源产业。

炼化销售及化肥依托公司特色资源，高起点、差异化发展炼化和化肥等关联产业及优势产品，在全国拥有七个化肥基地，并在“两洲一湾”（长江三角洲、珠江三角州、环渤海湾）和“一江两线”（长江、京广线、京九线）进行销售市场布局。

专业技术服务为海洋石油勘探开发作业提供全过程服务，依靠国内外两个市场，力争成为国际化能源技术服务板块。

新能源致力于风能、生物质能、煤基清洁能源、动力电池等可再生能源、清洁能源的开发利用及清洁发展机制（CNM）等业务发展。

金融服务以服务集团主营业务为中心，提供安全、灵活、高效的理财、融资、保险及资产受托管理等服务，助力集团价值的整体提升。

大庆石油地质与开发Petroleum Geology ＆ Oilfield Development in Daqing2023 年 8 月第 42 卷第 4 期Aug. ，2023Vol. 42 No. 4DOI ：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202208009碳酸盐岩储层裂缝智能预测技术及其应用杨丽娜1 许胜利1 魏莉1 史长林1 张雨1 杨勇2（1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452；2.中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东 深圳518000）摘要： 对不同地震属性裂缝预测体的信息融合是目前碳酸盐岩储层裂缝预测的重难点之一。

针对现有信息融合技术中存在的权重系数随机性强、效率低、耗时长、裂缝预测精度不理想等问题，利用机器学习多属性融合方法，基于神经网络系统的单井裂缝解释和多种地震方法的多尺度裂缝预测，得到机器学习融合的训练样本数据集，通过数据编码及结构化处理、标签数据提取及样本集划分和机器学习算法优选等，建立裂缝预测数据驱动模型，对碳酸盐岩储层裂缝智能预测技术进行研究。

通过上述方法，得到一个多信息融合的智能裂缝预测强度体，该体能够反映不同尺度裂缝在三维空间的发育强度，反映裂缝各向异性。

将技术方法应用至南海流花11‑1油田表明，基于机器学习的多属性裂缝融合方法不仅提高工作效率，且有效提高裂缝预测精度，很好地反映裂缝的各向异性，与生产动态特征符合率达90%。

研究结果为基于机器学习的高效、高精度多属性裂缝融合预测提供了技术支撑。

关键词：碳酸盐岩储层；机器学习；多属性融合；裂缝智能预测；单井裂缝解释中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2023）04-0131-08Intelligent prediction technique and its application for carbonatereservoir fracturesYANG Lina 1，XU Shengli 1，WEI Li 1，SHI Changlin 1，ZHANG Yu 1，YANG Yong 2（1.Drilling & Production Company of CNOOC Energy Technology & Services Ltd ，Tianjin 300452，China ；2.Shenzhen Branch of CNOOC （China ）Ltd ，Shenzhen 518000，China ）Abstract ：Information fusion of fracture prediction bodies with different seismic attributes is one of the major diffi‑culties in current carbonate rock reservoir fracture prediction. In view of the problems existing in present informa‑tion fusion techniques ， such as strong randomness of weight coefficient ， low efficiency ， long time consumption ， and not satisfactory accuracy of fracture prediction ， by using machine learning multi -attributes fusion method ， training samples data set of machine learning fusion is obtained based on single -well fracture interpretation of neu‑ral network system and multi -scales fracture prediction with multiple seismic methods. Through data coding and structural processing ， label data extraction ， sample set division and machine learning algorithm optimization ， datadriven model for fracture prediction is established to study intelligent prediction technique for carbonate rock reser‑voir fractures.Through the above method, a multi information fusion intelligent fracture prediction strength volume is收稿日期：2022-08-03 改回日期：2023-04-18基金项目：中国海洋石油集团有限公司科技攻关项目“双重介质碳酸盐岩油藏调驱/堵控水技术研究与应用”（CNOOC -KJ135KJXM NFGJ2019-05）；中国海洋石油集团有限公司科技攻关项目“基于深度机器学习的油气储层预测技术”（CNOOC -KJ 135KJXM NFGJ2019-06）。

石油业案例作为现代工业经济中的"血液"，石油有着举足轻重的作用，居能源之首。

目前以石油为原料的产品已达7万多种，石油工业在世界工业总产值中所占比重达10%，在中国工业总产值中占6.6%,它的发展带动了机械、化工、运输、医药、建筑等产业的发展，与国民经济关联也越来越强,见表18-1。

按照投入产出分析判断主导产业的标准来看，2000年炼焦煤气和石油加工业已经成为了中国的主导产业，不仅它生产的最终产量会对整个国民经济产生较大的影响，其他部门的生产和运行也越来越依靠油气资源部门。

那到底什么是石油业呢？石油业是由原油的勘探、开发、炼制、加工、运输而衍生出来的一系列产业。

其中，石油开采业主要负责勘探开发油气资源，是石油业的上游；石油加工业（以石油、天然气为原料生产各种石油产品）与石油储运、石油销售统称为石油业的下游。

随着产业的融合，原先属于化学工业分支的石油化工业也已融入了石油业，使得石油业链条又向前延伸了一步。

所以，石油业就是以石油天然气的勘探开发为上游，以石油天然气的储运、炼制、化工、销售为下游的一个产业链。

表18-1 2000年各行业影响力系数和感应度系数行业ABCDEF影响力系数0.63570.93650.93581.03881.26270.3819感应度系数1.1070.43771.07831.04570.13490.4554注：A：农业，B：食品制造业，C：电力及蒸汽热水生产和供应业，D：炼焦煤气及石油加工业，E：建筑业，F：金融保险业。

资料来源：根据《中国统计年鉴》2003年给出的中国投入产出表整理而得。

与其他产业相比，石油业又有自身的独特之处。

其一，石油业是个风险极高的产业，具体说来有两个个方面：1.石油资源储量有限，这有限的资源更深埋于地底一千米甚至五六千米以下，自然条件的复杂性给石油勘探工作带来艰巨和风险。

一般而言，一项石油勘探计划无油气发现的概率是很大的，而没有发现具有商业开采价值的油气的概率则更大。

第35卷第5期2023年9月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSV ol.35No.5Sept.2023收稿日期：2022-10-01；修回日期：2022-10-26；网络发表日期：2023-02-24基金项目：中国石油天然气股份有限公司“十四五”前瞻性基础性重大科技项目“致密气新区新领域资源潜力与富集规律研究”（编号：2021DJ2101）资助。

第一作者：魏嘉怡（1993—），女，硕士，工程师，主要从事天然气勘探与区域地质综合研究方面的工作。

地址：（710018）陕西省西安市未央区未央路151号。

Email ：***************************.cn 。

通信作者：刘刚（1983—），男，工程师，主要从事区域地质研究方面的工作。

Email ：**************************.cn 。

文章编号：1673-8926（2023）05-0120-11DOI ：10.12108/yxyqc.20230512引用：魏嘉怡，王红伟，刘刚，等.鄂尔多斯盆地西缘冲断带石炭系羊虎沟组沉积特征［J ］.岩性油气藏，2023，35（5）：120-130.Cite ：WEI Jiayi ，WANG Hongwei ，LIU Gang ，et al.Sedimentary characteristics of Carboniferous Yanghugou Formation in thrustbelt on the western margin of Ordos Basin ［J ］.Lithologic Reservoirs ，2023，35（5）：120-130.鄂尔多斯盆地西缘冲断带石炭系羊虎沟组沉积特征魏嘉怡1，2，王红伟1，2，刘刚1，2，李涵1，2，曹茜1，2（1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，西安710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，西安710018）摘要：根据钻井、录井、测井及地震资料，结合岩石矿物特征、古生物化石以及地球化学特征，对鄂尔多斯盆地西缘石炭系羊虎沟组沉积相特征和展布规律进行了系统研究。

塔里木盆地下志留统柯坪塔格组沉积和层序地层特征——以柯坪县阿恰剖面为例王正和;张荣虎;岳勇;余朝丰;杨钊;智凤琴【期刊名称】《地质论评》【年(卷),期】2024(70)3【摘要】基于不同的研究位置或区域,目前,塔里木盆地志留系柯坪塔格组三级层序划分方案不一,这制约了对该段地层区域构造—沉积演化及油气勘探方向的认识。

笔者等结合露头、公开的钻井、地震及已有的研究成果,对柯坪阿恰地区的柯坪塔格组露头剖面沉积与层序特征进行了系统分析,认为:①阿瓦提凹陷西缘阿恰地区柯坪塔格组以混合水动力控制下的三角洲沉积体系为主,自下而上,下段为由粗至细再到粗的沉积旋回,中段与上段整体构成向上变粗的沉积旋回;②柯坪塔格组顶、底及内部的不整合面可将其分为2个三级层序,其下段构成第一个三级层序(SQ1),中段和上段构成第二个三级层序(SQ2);SQ1中低位体系域(LST)、海侵体系域(TST)及高位体系域(HST)均发育,SQ2中只发育TST和HST;③柯坪塔格组中段与下段的界线对应于晚奥陶世赫南特期全球冰期海平面下降所形成的不整合;④水动力条件不同,导致LST中以河流作用为主,HST中波浪与潮汐作用大于河流作用;⑤SQ2中的TST为区域性的优质盖层,与SQ1中的HST可构成良好的盖、储组合,故SQ1中的HST可作为该套地层中的首要勘探目标。

【总页数】13页(P932-944)【作者】王正和;张荣虎;岳勇;余朝丰;杨钊;智凤琴【作者单位】中国地质调查局成都地质调查中心(西南地质科技创新中心);自然资源部沉积盆地与油气资源重点实验室;中国石油杭州地质研究院;中国石油勘探开发研究院塔里木盆地研究中心;中海石油(中国)有限公司上海分公司研究院【正文语种】中文【中图分类】P61【相关文献】1.塔里木盆地中-下奥陶统鹰山组层序地层格架中的成岩作用——以塔河地区和柯坪巴楚露头区为例2.四川盆地及其周缘下志留统龙马溪组层序与沉积特征3.鄂西来凤地区上奥陶统-下志留统龙马溪组富有机质页岩储层特征——以龙潭坪剖面为例4.遗迹化石与潮控滨线海泛面的识别及准层序相组合──以塔里木盆地下志留统塔塔埃尔塔格组为例5.层序地层格架控制下碳酸盐岩缓坡沉积特征——以塔中地区下寒武统肖尔布拉克组为例因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第35卷第6期2023年11月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSV ol.35No.6Nov.2023收稿日期：2023-05-23；修回日期：2023-07-03；网络发表日期：2023-08-10基金项目：中国石油天然气股份有限公司科技项目“海外深水、超深水油气勘探关键技术研究”（编号：2021DJ2403）、“海外大型碳酸盐岩油藏高效上产关键技术研究”（编号：2023ZZ19）与中油国际海外科技项目“美洲重点地区油气成藏规律研究及潜力评价”（编号：2023-YF-01-05）联合资助。

第一作者：刘亚明（1980—），男，博士，高级工程师，主要从事石油地质方面的研究工作。

地址：（100083）北京市海淀区学院路20号910信箱。

Email ：***************************.cn 。

文章编号：1673-8926（2023）06-0127-11DOI ：10.12108/yxyqc.20230614引用：刘亚明，王丹丹，田作基，等.巴西桑托斯盆地复杂碳酸盐岩油田火成岩发育特征及预测方法［J ］.岩性油气藏，2023，35（6）：127-137.Cite ：LIU Yaming ，WANG Dandan ，TIAN Zuoji ，et al.Characteristics and prediction methods of igneous rocks in complex carbo-nate oilfields in Santos Basin ，Brazil ［J ］.Lithologic Reservoirs ，2023，35（6）：127-137.巴西桑托斯盆地复杂碳酸盐岩油田火成岩发育特征及预测方法刘亚明1，王丹丹1，田作基1，张志伟1，王童奎2，王朝锋3，阳孝法1，周玉冰1（1.中国石油勘探开发研究院，北京100083；2.中国石油国际勘探开发有限公司，北京100034；3.中国石油杭州地质研究院，杭州310023）摘要：根据岩心薄片、分析化验、测井和地震等资料，利用地质和地球物理相结合的研究方法，对巴西桑托斯盆地火成岩期次、岩性岩相、地球物理特征、火山机构特征及Eastern 油田火成岩发育特征等进行了研究。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第1期13X 沸石分子筛对低浓度CO 2动态吸附胡苏阳1，刘鑫博2，3，唐建峰2，3，李光岩2，孙永彪2，3，花亦怀1，李秋英1（1中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心，北京100027；2中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东青岛266580；3中国石油大学（华东）山东省油气储运安全省级重点实验室，山东青岛266580）摘要：目前对于吸附分离技术应用于高压、低浓度CO 2脱除的研究还较少，在进行相应吸附脱碳工艺设计时也缺少相关的参考数据。

为探究13X 沸石分子筛对低浓度CO 2的动态吸附性能，本文利用动态吸附实验的方法，探究不同条件下低浓度（摩尔分数3%）CO 2气体在13X 分子筛上的动态吸附性能，得到不同压力、温度、气体流量、填料高度及分子筛规格（尺寸、形状）等因素影响下的13X 分子筛对于CO 2气体的动态吸附规律及相应的性能指标参数。

结果表明：随着吸附压力的升高，13X 分子筛的CO 2吸附量增加但增量逐渐减小；降低吸附温度、减小气体流量和增加填料高度均有利于增强13X 分子筛的动态CO 2吸附性能，提高吸附脱碳效果，其中温度及填料高度的变化对于CO 2吸附的影响程度最大；实验还发现小尺寸及条状13X 分子筛的动态吸附脱碳性能优于其他规格，并根据其特定条件下的出口CO 2浓度为50mL/m 3时的CO 2吸附量指标，给出吸附剂用量与液化天然气（LNG ）脱碳工艺处理量的关系系数。

关键词：13X 分子筛；二氧化碳；吸附；穿透曲线中图分类号：TE644文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）01-0153-08Dynamic adsorption of low concentration CO 2over 13X zeoliteHU Suyang 1，LIU Xinbo 2，3，TANG Jianfeng 2，3，LI Guangyan 2，SUN Yongbiao 2，3，HUA Yihuai 1，LI Qiuying 1(1CNOOC Gas &Power Group Research &Development Center,Beijing 100027,China;2College of Pipeline and CivilEngineering,China University of Petroleum (East China),Qingdao 266580,Shandong,China;3Shandong Provincial KeyLaboratory of Oil and Gas Storage and Transportation Safety,China University of Petroleum (East China),Qingdao 266580,Shandong,China)Abstract:At present,there are insufficient studies on the application of adsorption to remove high-pressure and low concentration CO 2,and reference data for the design of the decarbonization process are not readily available.In this paper,dynamic adsorption experiments of low concentration (3%)CO 2on 13X zeolite were performed.The influence of different pressure,temperature,gas flow,filler height and molecular sieve specifications (size,shape)on the dynamic adsorption operation parameters were explored.The result showed,with the increase of adsorption pressure,the CO 2adsorption capacity of 13X zeolite increased but with decreasing pace.Decreasing the adsorption temperature,reducing gas flow and increasing the height of packing were all conducive to enhance the dynamic adsorption performance of 13X zeolite and improve the adsorption decarburization performance,and temperature and filler height have研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0194收稿日期：2021-01-27；修改稿日期：2021-03-27。

聚合物滞留量预测模型研究及应用王立垒;李彦来;刘东;张俊廷;祝晓林【摘要】针对聚合物驱中聚合物滞留量定量预测难,导致聚合物驱油效果难以准确预测的问题,通过理论公式推导,建立了岩心极限滞留量预测模型,定量刻画了聚合物驱极限滞留量与岩石的密度、孔隙度和聚合物浓度之间的关系,并绘制出聚合物原始浓度与有效浓度和浓度保留率关系的理论图版.以渤海LD聚驱油田典型参数为基础,建立了数模机理模型,定量分析了滞留量对聚合物驱油效果的影响,并基于实验规律创建了残余阻力系数随滞留量变化的公式.应用该公式最终优化得到了聚合物驱的最佳滞留量.研究结果可用于滞留实验结果的校正以及聚合物驱中聚合物干粉的选型.【期刊名称】《复杂油气藏》【年(卷),期】2019(012)002【总页数】5页(P55-58,66)【关键词】滞留特性;聚合物驱;残余阻力系数;油藏数值模拟【作者】王立垒;李彦来;刘东;张俊廷;祝晓林【作者单位】中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津300459;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津300459;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津300459;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津300459;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津300459【正文语种】中文【中图分类】TE357.46目前，国内外提高采收率的技术主要有水驱、化学驱和热力采油等[1-10]。

聚合物驱作为一项提高采收率技术，已在陆地油田广泛应用[11-13]。

渤海油田自2003年开始实施聚合物矿场试验，目前已在3个油田共实施注聚井44口。

在注聚实施过程中，涉及的物化参数较多，其中滞留(包括化学吸附和机械捕集)是聚合物的本质特性。

关于聚合物滞留量，国内外学者也做了大量研究，但没有定量给出滞留量对聚合物驱油效果的影响规律[14-20]。

1 问题的提出由于注入水流度普遍大于地层原油流度，导致注入水水窜现象严重。

第36卷第1期2024年1月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSV ol.36No.1Jan.2024收稿日期：2022-11-16；修回日期：2023-03-27；网络发表日期：2023-07-07基金项目：国家自然科学基金企业创新发展联合基金“海相深层油气富集机理与关键工程技术基础研究”（编号：U19B6003）、中国石油长庆油田公司科技攻关项目“鄂尔多斯盆地中元古界—奥陶系构造沉积演化、成源机制与勘探新领域”（编号：ZDZX2021-01）联合资助。

第一作者：翟咏荷（1995—），女，中国石油勘探开发研究院在读博士研究生，研究方向为盆地和构造分析。

地址：（100083）北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院。

Email ：******************。

通信作者：何登发（1967—），男，博士，教授，主要从事含油气盆地构造方面的研究与教学工作。

Email ：*******************。

文章编号：1673-8926（2024）01-0032-13DOI ：10.12108/yxyqc.20240104引用：翟咏荷，何登发，开百泽.鄂尔多斯盆地及邻区中—晚二叠世构造-沉积环境与原型盆地演化［J ］.岩性油气藏，2024，36（1）：32-44.Cite ：ZHAI Yonghe ，HE Dengfa ，KAI Baize.Tectonic-depositional environment and prototype basin evolution of Middle-Late Permianin Ordos Basin and adjacent areas ［J ］.Lithologic Reservoirs ，2024，36（1）：32-44.鄂尔多斯盆地及邻区中—晚二叠世构造-沉积环境与原型盆地演化翟咏荷1，何登发2，开百泽3（1.中国石油勘探开发研究院，北京100083；2.中国地质大学（北京）能源学院，北京100083；3.中国石油东方地球物理公司，河北涿州072751）摘要：根据钻井、测井、野外露头及地球化学资料，参考盆地周缘构造环境、盆地构造沉降特征及沉积相展布，恢复了鄂尔多斯盆地中—晚二叠世不同时期构造-沉积环境，探讨了盆地性质及演化过程。

1751 南川区块概况南川区块位于渝东南盆缘复杂构造带，面积约为1604km 2 ，构造改造作用相对较强，整体北东向展布，呈“四隆四凹”构造格局，南部志留系页岩出露，页岩分布面积525km 2，资源量5500×108m 3。

工区内页岩气主要开发构造单元为平桥、东胜、阳春沟构造带。

开发的目的层段为上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组地层，主力气层段（①-⑤小层）厚33～33.7m。

2 地震-地质导向技术地震数据作为覆盖了整个产建区的唯一三维立体数据，蕴含丰富的地质信息，具有钻井、测井、录井这些点、线数据无法比拟的优势[1]。

在钻头钻进过程中，应用少量高精度的点、线信息迭代校正地震解释成果，及时更新地质模型，地震、地质、测井、录井多专业协同工作，能够极大程度的排除各类地质异常对钻井工程的影响，提高靶窗钻遇率[2]。

2.1 速度模型构建为实现工区复杂高陡构造准确成像，减小井震误差，处理-解释一体化合作，交互作业，形成了层控、断控、井控的“三控”特色速度建模技术。

（1）构造层位约束的局部速度模型构建技地震-地质导向技术在盆缘复杂构造带的应用——以南川区为例倪锋中国石化华东油气分公司勘探开发研究院 江苏 南京 210000摘要：南川页岩气田位于川东南盆缘构造带，目标层系五峰组—龙马溪组经过多期构造运动改造，地层变形强烈，断裂、褶皱发育，地层产状变化剧烈，水平井的地质导向工作难度大。

为保证水平井顺利入窗，提高靶窗钻遇率，本文以地震-地质一体化导向技术为研究目标。

建立了层控、断控、井控的“三控”特色速度建模技术，得到较为可靠的深度域数据体。

以深度域地震数据为基础，建立工区构造模型、地质模型，立体把控目的层空间展布形态，优化了靶点深度和水平段地层产状的预测方法。

综合分析认为，地震-地质导向技术在水平井精准着窗、靶窗平稳穿行等导向关键环节均呈现了良好的指示意义。

是复杂构造带油气效益勘探开发行之有效的技术方法，值得在同类型区块推广应用。

专利名称：一种符合PG 82-22等级的改性沥青及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：李福起,裴晓光,甘为民,杨国明
申请号：CN201510552804.7
申请日：20150901
公开号：CN105176110A
公开日：
20151223
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种改性沥青及其制备方法。

其由如下质量份数的组分组成：50号沥青100份、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物4-6份、组分A？0.5-3份和稳定剂0.1-0.5份，其中，组分A选自聚乙烯或多聚磷酸。

其制备方法依次通过剪切处理和搅拌发育即可制备得到，通过选用50号沥青提高了沥青产品PG高温等级，选用PE或多聚磷酸提高了改性沥青的高温性能，所得到的改性沥青针入度较低，软化点较高，PG等级能够达到PG？82-22，高温性能良好，高温抗车辙性能良好。

申请人：中国海洋石油总公司,中海油气开发利用公司,中海油(青岛)重质油加工工程技术研究中心有限公司
地址：100010 北京市东城区朝阳门北大街25号
国籍：CN
代理机构：北京纪凯知识产权代理有限公司
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文章编号：1000 − 7393(2022)04 − 0444 − 06 DOI: 10.13639/j.odpt.2022.04.007海洋平台连续起下钻钻机及关键设备研究郭华1 杨向前1 徐国贤1 朱本温2 魏双会2 张庆斌21. 中海油研究总院有限责任公司；2. 兰州兰石石油装备工程股份有限公司引用格式：郭华，杨向前，徐国贤，朱本温，魏双会，张庆斌. 海洋平台连续起下钻钻机及关键设备研究［J ］. 石油钻采工艺，2022，44（4）：444-449,481.摘要：针对当前常规海洋自升式钻井平台钻井作业采用间歇起下钻方式存在的起下钻作业时间长、井下复杂情况多等缺点，提出了一种全新概念海洋自升式钻井平台的连续起下钻钻机，完成了连续起下钻作业流程确定、立根长度确定、连续起下钻系统、排管机、集成控制系统等关键技术和设备设计。

该钻机配套常规顶驱，通过采用新增连续起下钻系统设备，改进排管机和集成控制系统的方式实现连续起下钻作业，实现在高位进行钻柱提放、管具上卸扣、钻井液收集等功能，最大起下钻速度可达2 160 m/h ，与现有钻机相比，能够大幅提高钻井作业效率，降低井下压力波动，技术跨度相对较小，具有较好的可应用实施性。

关键词：海洋自升式钻井平台；连续起下钻；钻机；排管机；集成控制系统中图分类号：TE922 文献标识码： AA novel continuous tripping offshore rig and its key equipmentGUO Hua 1, YANG Xiangqian 1, XU Guoxian 1, ZHU Benwen 2, WEI Shuanghui 2, ZHANG Qingbin 21. CNOOC Research Institute Co., Ltd., Beijing 100028, China ;2. Lanzhou Lanshi Petroleum Equipment and Engineering Co., Ltd., Lanzhou 730087, Gansu , ChinaCitation: GUO Hua, YANG Xiangqian, XU Guoxian, ZHU Benwen, WEI Shuanghui, ZHANG Qingbin. A novel continuous tripping offshore rig and its key equipment ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2022, 44(4): 444-449, 481.Abstract: Given the disadvantages of the intermittent tripping approach adopted in the current conventional offshore jack-up drilling rig, such as prolonged tripping duration and frequent downhole complex issues, a novel concept of continuous tripping rig was developed for the offshore jack-up drilling platform. The operation workflow of continuous tripping was clarified, the pipe stand length was determined, and the designs of key technologies and equipment, such as the continuous tripping system, pipe racker and integrated control system, were completed. The presented rig is compatible with a conventional top drive and enables continuous tripping, with the help of the extra continuous tripping system, modified pipe racker and integrated control system. It allows for drilling string lifting and lowering, tubular makeup/breakup and drilling fluid collection at higher positions, and the maximum running rate amounts to 2 160 m/h. Compared with available rigs, it can greatly enhance the drilling operation efficiency and reduce the downhole pressure fluctuation. Moreover, it presents a relatively small technical span and thus is of high practicability.Key words: offshore jack-up drilling platform; continuous tripping; rig; pipe racker; integrated control system近年来，随着世界石油工业的科技进步，石油钻井装备由机械化向自动化、智能化方向快速发展，钻井作业效率得到大幅提升，并降低了现场工人劳动强度［1-3］。

第36卷第1期2024年1月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSV ol.36No.1Jan.2024收稿日期：2022-08-15；修回日期：2022-10-29；网络发表日期：2023-04-24基金项目：中国石油化工股份有限公司科研项目“塔里木盆地陆相天然气富集规律与目标优选”（编号：P20063-3）资助。

第一作者：周浩（1992—），男，硕士，助理研究员，主要从事油气田开发地质和石油工程方面的研究工作。

地址：（830011）新疆乌鲁木齐市新市区。

Email ：*****************。

文章编号：1673-8926（2024）01-0157-12DOI ：10.12108/yxyqc.20240115引用：周浩，梁利侠.水平井探测半径计算方法［J ］.岩性气藏，2024，36（1）：157-168.Cite ：ZHOU Hao ，LIANG Lixia.Calculation method of investigation radius of horizontal wells ［J ］.Lithologic Reservoirs ，2024，36（1）：157-168.水平井探测半径计算方法周浩，梁利侠（中国石化西北油田分公司勘探开发研究院，乌鲁木齐830011）摘要：根据质量守恒原理，将水平井转化为虚拟直井，然后通过状态方程将各个参数和压力联系起来，从而对水平井探测半径的计算方法进行研究。

研究结果表明：①新推导出的探测半径计算公式在形式上表现为关于时间的非线性隐函数。

②油井探测半径随时间的增长而增大，储层特性参数对探测半径与时间的典型曲线具有显著影响。

③多区复合油藏水平井探测半径的曲线明显表现出复合油藏的多区特性。

④N 区复合油藏的典型曲线上出现N -1个拐点，拐点代表压力波对相邻2个区带界面的响应，内区半径的增大会使相应的拐点向右上角移动。

关键词：探测半径；水平井；均质油藏；复合油藏；试井；渗流力学；非线性隐函数中图分类号：TE355.6；P618.13文献标志码：ACalculation method of investigation radius of horizontal wellsZHOU Hao ，LIANG Lixia（Research Institute of Exploration and Development ，Northwest Oilfield Company ，Sinopec ，Urumqi 830011，China ）Abstract ：The principle of mass conservation was used to convert a horizontal well into a virtual vertical well ，each parameter and pressure were connected through the state equation ，and then the calculation method of inves ‐tigation radius of horizontal wells was studied.The results show that ：（1）The newly derived formula for the in ‐vestigation radius is a nonlinear implicit function with respect to time.（2）The investigation radii of oil wells in ‐crease with time ，and the reservoir characteristic parameters have obvious influence on the typical curve of inves ‐tigation radii and time.（3）The typical curve of investigation radii of horizontal wells in multizone composite reser-voir obviously shows the multizone characteristics of composite reservoir.（4）There are N-1inflection points on the typical curve of composite reservoir in N zone ，which represents the response of pressure wave to the inter ‐face of two adjacent zones.The increase of inner zone radius will make the corresponding inflection points move to the upper right corner.Key words ：investigation radius ；horizontal well ；homogeneous reservoir ；composite reservoir ；well test ；seep ‐age mechanics ；nonlinear implicit function0引言诸多学者针对探测半径进行了大量研究，但大多集中在均质储层，对于其他复杂储层如复合油藏、多重介质油藏则研究较少。

第 51 卷 第 2 期石 油 钻 探 技 术Vol. 51 No.2 2023 年 3 月PETROLEUM　DRILLING　TECHNIQUES Mar., 2023◄油气开发►doi:10.11911/syztjs.2023009引用格式：霍宏博，刘东东，陶林，等. 基于CO2提高采收率的海上CCUS完整性挑战与对策[J]. 石油钻探技术，2023, 51（2）：74-80.HUO Hongbo, LIU Dongdong, TAO Lin, et al. Integrity challenges and countermeasures of the offshore CCUS based on CO2-EOR [J]. Petroleum Drilling Techniques，2023, 51(2)：74-80.基于CO2提高采收率的海上CCUS完整性挑战与对策霍宏博1,2， 刘东东2， 陶 林2， 王德英2， 宋 闯2， 何世明1（1. 油气藏地质及开发工程国家重点实验室（西南石油大学）, 四川成都 610500；2. 中海石油（中国）有限公司天津分公司, 天津 300459）摘　要: 利用CO2提高海上油气田的采收率，既能提高油气资源利用率，又有利于区域CO2的捕捉封存，但海上油气井长期安全性是CCUS的关键因素，理论和技术亟待完善。

在分析、总结国内外海上油气田CCUS井筒完整性关键技术的基础上，分析了制约浅海油田CCUS井筒完整性的技术挑战，研究了碳封存井固井、碳封存套管外腐蚀研究及预防、碳封存水岩反应井筒堵塞及井筒环境监测诊断等方面的技术，并从国家“双碳”目标、EOR/EGR技术需求及国内外新进技术经验等方面展望了我国浅海油气田CCUS的开发前景。

虽然我国已初步具备开展海上CCUS的能力，仍需要在高韧性防CO2腐蚀水泥浆体系、低成本防腐选材、井筒高效除垢解堵工艺、CO2泄漏监测技术和地下圈闭三维应力场研究等方面加强技术攻关，以提高我国的CCUS应用水平。

渤海海域湖相碳酸盐岩地震-地质综合预测方法及应用宋章强;赖维成;牛成民;薛金宝;沈洪涛;于圣杰【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2009(030)004【摘要】以岩相古地理学及沉积学为指导,根据渤海海域大量钻井资料,指出湖相碳酸盐岩发育受古地貌、古气候、物源供给、构造演化和基底特征等因素影响,具有孤立、局限分布的特点.模型正演结果表明,湖相碳酸盐岩地震反射具强反射或丘状反射特征.实践证明,在地质模式指导下,地震一地质综合预测湖相碳酸盐岩储层分布是可行的.该方法在渤海海域B22地区和B13地区进行应用,取得了良好效果.【总页数】6页(P444-449)【作者】宋章强;赖维成;牛成民;薛金宝;沈洪涛;于圣杰【作者单位】中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院,天津,300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院,天津,300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院,天津,300452;中海油能源发展有限公司采油工程研究院,天津,300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院,天津,300452;中国地质大学海洋学院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TE122.2【相关文献】1.渤海海域中生界火山岩测井-地质岩性综合识别方法 [J], 叶涛;韦阿娟;高坤顺;吴庆勋;赵弟江2.渤海湾盆地海域古近系-新近系地质结构和构造样式地震解释 [J], 刘春成;戴福贵;杨津;杨克绳3.地质-地震储层预测技术及其在渤海海域的应用 [J], 赖维成;宋章强;周心怀;李建平;滕玉波;沈章洪4.渤海南部海域沙三中段进积体储层定量预测方法与应用 [J], 张建民;黄凯;廖新武;岳红林;张岚5.地震沉积学在河流-浅水三角洲沉积相研究中的应用:以渤海海域蓬莱A构造区馆陶组为例 [J], 付鑫;杜晓峰;官大勇;李瑾;李晓辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。