摘要:在全球能源转型与我国“双碳”目标深入推进的背景下，非常规地质能源已成为核心接替资源，钻探取心是获取其储层精准物性参数的重要手段。针对非常规储层的复杂物性特征、不同能源的专属取心挑战，以及现有研究往往按能源类型分类、缺乏技术共性梳理的现状，本文以技术方法为核心，系统梳理保压取心、保形取心、大直径取心、密闭取心、孔底冷冻取心五大技术，阐述各技术的核心原理、国内外技术应用现状。分析表明，我国已形成具有自主知识产权的取心技术装备体系，在深海深地等领域实现工程突破，但现有技术仍存在单一技术适配性有限、极端环境应对能力不足、效率与成本难以兼顾等难题。本文进一步剖析技术发展的核心挑战，提出技术融合、智能升级、环境适配、绿色高效、原位测试的发展方向，为该领域的技术创新与工程实践提供系统性参考。

摘要:井壁取心是对钻进取心的重要补充，而传统旋转式井壁取心技术在高温、高压及高地应力环境下易发生岩心丢失、破碎或取心失败等问题，难以满足深井及非常规储层的高质高效取心需求。针对以上问题，本文系统回顾了国内外典型旋转式井壁取心工具的技术进展，对其结构参数与取心原理进行对比分析；深入探讨了地层条件、取心器性能、井斜情况、滤饼质量、钻井液性能及操作失误等因素对井壁取心质量的影响机制；基于现场应用数据，对各类井壁取心工具在岩心采取率、完整性和岩心分析适用性与可靠性等方面进行综合评估。研究表明：旋转式井壁取心技术在复杂地层中具备显著优势，可为深层与超深层储层评价提供可靠的物性与地质参数支撑，而大尺寸旋转式井壁取心技术显著提升了样品代表性；国产化井壁取心工具在常规储层已趋成熟，但在核心部件寿命、信号采集与控制精度等方面仍存在差距；未来技术升级应聚焦于耐高温材料、密封与抗污染设计及多参数自适应控制体系等关键方向，以提升作业精度与环境适应性，为复杂地层岩心获取提供更高效的工程解决方案。

摘要:煤层气储层独特的“三低特性”和双重孔隙结构，使其在钻井过程中极易遭受应力敏感、水敏及固相侵入等不可逆伤害，并面临严峻的井壁失稳风险。本文系统分析了煤岩特殊的物理化学性质及其对钻井液的特定要求，深入阐述了钻井液对储层的损害机理及对井壁稳定性的影响。重点综述了煤层气钻井液技术的研究进展：针对储层保护，形成了低密度钻井液、强抑制-封堵体系、低固相/无固相钻井液及可降解钻井液等核心技术；针对井壁稳定，发展了基于多元协同抑制和高效封堵的防塌钻井液体系。文章总结了当前技术面临的挑战，并指出未来应加强地质适配性、智能响应型钻井液、高效环保材料等研究，为优化煤层气钻井液技术、提升开发效益提供参考。

摘要:在全球能源结构调整与页岩气等非常规资源勘探开发的背景下，压水试验作为评估岩体渗透性的关键原位测试技术，其技术进步对保障能源资源安全具有重要意义。本文系统梳理了压水试验从经验定性到数字化、智能化的发展历程，分析了其技术理论与试验设备的协同演进。针对传统技术存在的起下钻频繁、效率低、数据解读依赖推断等局限，提出了不提钻压水试验系统、多功能集成探管和多栓塞压水试验装置3项创新技术构想，并阐述了其工作原理、工艺流程及技术优势。这些构想分别融合绳索取心、孔内成像探测与多栓塞同步隔离测试等核心技术，旨在实现压水试验向“高效、精准、可视化”的跨越。本研究可为压水试验从单一参数测试向“地质-水文-工程”一体化诊断平台的演进提供路径参考，为我国能源资源勘探与重大工程建设提供技术支撑。

摘要:随着我国对非常规地质能源勘探开发力度的持续加大，深层及复杂岩性地层的钻井作业日益频繁。在这一背景下，实现高效、经济、安全的钻井作业已成为行业关键课题，而钻探技术与装备的智能化、精准化提升则是其核心推动力。其中，切削齿作为钻头直接参与岩石破碎的核心单元，其与岩石之间的相互作用机制是影响钻头结构设计、钻进参数决策及整体钻进效率的关键因素。因此，本文聚焦PDC钻头切削齿的破岩过程，采用ABAQUS有限元软件，建立了二维PDC齿破岩过程数值模型，系统探究了岩石物理性质对破岩机理及切削齿动力学响应的影响。通过分别引入Drucker-Prager破坏准则与Cohesive单元模型，模拟了切削齿破岩过程中的岩石裂纹萌生、扩展及断裂行为。研究分析了在不同岩石物性、岩性条件下的切削力与振动加速度响应特征。结果表明，岩石抗压强度对切削力及振动响应影响最为显著，内摩擦角次之，弹性模量影响相对较小；针对岩石物性参数系统即不同岩性的平均切削力排序为花岗岩>砾岩>石灰岩>砂岩，且振动加速度与平均切削力呈正相关。该研究为基于钻头动态响应的岩石物理参数识别提供了理论依据，对非常规地质能源深部钻井的参数优化、地层岩性识别及智能钻井技术发展具有重要意义。

摘要:为应对钻井过程中卡钻事故频发、诊断依赖经验、智能模型可解释性不足等问题，本文提出了一种基于知识图谱的钻井阻卡监测与分析方法。针对卡钻知识的多源、异构及专业性强等特点，形成了“本体设计-多源数据预处理-知识抽取-图谱可视化”的知识图谱构建流程。通过自顶向下的本体设计定义卡钻类型、影响因素、表征特征与处置措施等核心节点。在此基础上，利用BERT-BiLSTM-CRF模型实现非结构化文本知识抽取，F1分数达88.2%，从327例历史案例中提取约2000个结构化实体，并结合结构化时序卡钻样本数据，构建阻卡分析多模态知识图谱。进一步提出了一种融合数据相似度计算与知识图谱检索的阻卡识别方法，有效提升了诊断过程的可解释性。同时，设计了面向现场应用且具备良好人机交互性能的智能问答系统，该系统采用“输入解析-意图分类-知识检索-答案生成”架构，能够快速输出阻卡类型、成因分析与调控建议。本研究实现了钻井文本知识与实时监测数据的有效融合，显著提升了阻卡诊断的智能化水平与决策的可解释性，为深层、超深层及非常规油气的安全高效钻井提供了新的技术手段和工程参考。

摘要:针对非常规地质能源钻采中孔隙性地层漏失治理难及传统堵漏材料适配性差、性能难控等问题，以纳米SiO?为分散相、聚乙二醇为连续相制备剪切增稠流体（STF），通过API静态堵漏仪与弹子床模拟孔隙地层进行试验，系统探究了临界剪切速率、剪切增稠强度与剪切增稠比3个参数对STF封堵性能的影响机制。结果表明：临界剪切速率主导压力响应特性与增稠触发时机，在弹子床孔径0.15~1.66 mm时，低临界剪切速率的样品易在低压下触发增稠效应，漏失速率低至2 mL/min以下；剪切增稠强度决定封堵层的致密程度与极限承压能力，高增稠强度的样品漏失速率最低降至0.38 mL/min，并在高压下仍具有优异的封堵效果；剪切增稠比影响封堵形态的稳定性与压力敏感性，高剪切增稠比能形成有效的“封喉”或“封腰”结构，在压力大于3.0 MPa时漏失速率仍能降至1.71 mL/min，有较好的承压能力。本研究揭示了STF核心增稠参数对孔隙封堵性能的作用机制，为其在孔隙性漏失地层的工程化应用提供了理论支撑与技术依据。

摘要:海底沉积物作为海洋信息载体，准确获取其原状数据对资源开发至关重要。取样是获取沉积物的关键手段，取样的精准度对资源勘探与分析有着极大影响，获取低扰动土体样品是取样工作的核心要点。本文针对海底饱和软黏土钻进取样过程中土体扰动问题，基于Abaqus软件，采用耦合欧拉-拉格朗日（CEL）算法，建立取样器-软黏土相互作用三维数值模型，探究取样管切削角和贯入速度对土体扰动的影响规律，先采用刃口角度为5°、10°、15°、20°、25°的取样器模型，分析刃口角度对土体扰动的影响，确定最优刃口角度，随后设置不同取样管贯入沉积物的速度，进一步研究不同贯入速度下土体的扰动程度。结果表明：随刃口角度增加，取样管外部土体扰动范围逐步增大，管内样品整体扰动范围也随角度增加而增大，刃口角度为5°时相比于25°，样品采取率提升了约4%；贯入速度越高，土体扰动程度越低，45 mm/s相比20 mm/s，管内壁土体应变影响范围缩小34%，管内壁最大应变值降低11.2%；小刃口角度与高贯入速度的组合可有效抑制土体塑性流动与结构破坏。研究成果为海底饱和软黏土沉积物低扰动取样器设计与施工参数选取提供了理论支撑。

摘要:随着全球能源需求的增加，海洋天然气水合物作为潜在的清洁能源受到广泛关注。然而，水合物开采过程中甲烷泄漏和海洋生态破坏问题仍亟待解决。本研究提出了一种基于冷冻屏障的新型水合物开采方法，旨在提升开采效率的同时降低环境风险。冷冻屏障通过在水合物储层上覆层形成固态冰屏障，有效抑制气体扩散、增强储层稳定性并防止海水入侵，同时避免传统开采方法对生态环境的破坏。通过数值模拟对比SH7站点和AT1站点的情况，结果显示，在低渗透率的SH7站点，冷冻屏障使甲烷回收率提升16%，产气量增加17.89%；而AT1站点因屏障位置差异未显现同等效果。研究结果表明，合理配置冷冻屏障为水合物的安全、环保开采提供了有效的技术支持，具有良好的应用前景。

摘要:针对油页岩原位转化开采过程中的环境污染与能源效率问题，本研究提出一种将井下开采产生的甲烷废气回收，并用于催化燃烧加热器的能源循环利用方法。研究选定催化燃烧与多孔介质燃烧相结合的方式，以甲烷为燃料，构建二维轴对称模型，系统模拟了孔径、注气速率及甲烷摩尔分数对燃烧效果的影响。研究结果表明：减小孔径可显著提高甲烷转化率与尾气温度；注气速率的变化对燃烧效果影响微弱；贫燃状态下甲烷浓度的微量变化对转化率提升有限。本研究为油页岩井下废气中甲烷的资源化利用与燃烧加热器的优化设计提供了理论依据，对推动油页岩绿色开采具有重要的工程参考价值。

摘要:针对油页岩开采过程中产生的含甲烷废气，提出了一项创新性的技术方案，即利用含低浓度甲烷裂解气进行催化燃烧以促进油页岩的开采，并借助Fluent和CMG软件进行了详尽的模拟分析。Fluent模拟研究发现，较小的孔径和增加的催化段长度能有效提升甲烷的转化率和燃烧温度，甲烷转化率可达到92.4%的高值，尾气温度亦可达到1050 K。CMG模拟结果显示，在不同的甲烷转化率条件下，油页岩开采过程中的温度场分布及油气产量存在显著差异，甲烷转化率92%时总产油量最高，为20.5 m3；同时，随着转化率的降低，日产气量呈现上升趋势，且峰值出现时间提前。研究证实了该方案在实现废气循环利用、提升能源利用效率的同时，还能有效减轻环境负担，为油页岩的绿色、高效开采提供了崭新的技术路径和方法。

摘要:当前国内页岩油立体开发仍处于探索阶段，为构建钻井、压裂、投产一体化高效建产模式，需开展井组轨道设计与作业时序的协同优化。本文以济阳坳陷民丰洼陷某实际井台为研究载体，针对“纵向横推Tank”与“横向纵推Tank”2种运行模式，采用最近距离法结合Landmark软件，系统分析造斜点位置、造斜点相对深浅、入靶前造斜率对碰撞风险的影响，并提出针对性防碰措施。研究表明，“纵向横推”模式通过轨道平面错开设计，整体碰撞风险较低，适应性更强；而“横向纵推”模式因轨道交叉较多，防碰设计更为复杂，需依靠造斜点双重错开优化以降低风险。研究成果为页岩油立体开发井组设计提供了可行的技术支撑，为后续不同建产模式下的井组优化提供了经验借鉴。

摘要:针对我国页岩气等深部钻探面临的严重漏失与孔壁失稳难题，本文提出了一种胶凝时控的护壁堵漏思路，并在硅酸盐水泥的基础上复配有机酸、氟化钠、三乙醇胺及硫酸铝，成功研制一种胶凝时控水泥基护壁堵漏材料，实现对浆液凝结时间的精准调控，同时采用析因试验优化配方并建立可泵期（PPD）及可泵期与初凝时间间隔（IST）预测模型，结合热重分析与扫描电镜揭示其水化机理。结果表明：该材料表现出良好的胶凝时控特性，并具备较快的凝结响应能力，PPD可在10~60 min内精准调控，IST最小为12 min；7 d抗压强度达18.8~27.5 MPa，可满足工程强度需求。热重与微观分析表明：四种外加剂早期均抑制水泥熟料水化反应，后期均转化为促进作用，且存在明确的抑制-促进转换节点；四者通过动态协同作用形成“早期抑制-后期促进”双效调控机制，赋予浆液胶凝时控特性；其中有机酸仅短期抑制水化，7 d后C-S-H大量生成，结构致密化保障长期强度。本研究解决了传统水泥浆堵漏中浆液流失与凝结时效难以兼顾的难题，为深部页岩气钻探护壁堵漏提供了新的技术支撑。

摘要:为解决鄂西页岩气开采超高压工况下现有节流阀易失效、调节精度不足等问题，本研究开展超高压笼套式节流阀结构优化研究。通过流体力学理论计算确定了节流孔的关键几何参数，借助ANSYS软件，采用RSM湍流模型对不同阀芯曲面形状与节流孔排列方式开展流场模拟分析。结果表明，半圆形曲面阀芯受到的压力最小、抗冲蚀性更好且便于加工；节流孔直线均匀排列为综合最优方案，其压力分布均匀，可有效抑制涡流产生，提升结构稳定性与调节精度，且加工便捷。优化后的节流阀结构在100 MPa超高压环境下表现出良好的节流效果与调节精度，对提高页岩气井口关键阀件的可靠性具有显著工程应用价值与推广前景。

摘要:GH-05井是青海共和盆地干热岩试采工程部署的一口增效井，设计井深4000 m，为双靶点定向井。在邻井施工经验基础上，增加了表层套管与技术套管下入深度，降低了长裸眼段掉块卡钻风险，提高了生产套管固井质量。钻具组合增加减震推力器与随钻震击器，有效降低了剧烈震动对井下工具的不良影响，马达寿命提高35%，未出现牙轮脱落、轴承失效、断钻具等事故，及时处理了刮卡，实现了安全钻进。基于岩石破碎比能理论，兼顾碎岩效率和牙轮寿命，满足岩屑上返的需要，?311.2 mm口径选择钻压203~291 kN、转速120~180 r/min、泵量43.3~51.4 L/s，?215.9 mm口径选择钻压131~186 kN、转速180~270 r/min、泵量33~38.5 L/s，强化钻井参数使花岗岩地层机械钻速提高了34%~47%，钻井周期缩短了20%以上，创造了?311.2 mm钻头207.51 m和?215.9 mm钻头183.42 m的花岗岩钻进纪录，基本实现“机械钻速4 m/h、钻头寿命200 m”的经济指标。研发并应用耐温220 ℃复合有机盐钻井液体系，降低了热储层近井污染，有效降低定向托压，泥浆维护成本降低40%以上。

摘要:为进一步落实下震旦统陡山沱组页岩产能和资源评价参数，探索页岩气产层层位下限，利用鄂阳页1井（距鄂阳页2HF井口18 m）钻探资料，综合运用地质、地球化学、地球物理和岩石力学等多学科成果，对鄂阳页2HF井陡山沱组页岩气甜点进行厘定，并对其复杂构造背景下的随钻地质导向方法进行了实践。该井陡山沱组二段优质页岩厚130.5 m，取心过程中，全烃异常值最高达10.32%，大于2%的地层累计厚达105 m；TOC含量最高达2.57%，平均超过1.5%；解析气量最高达2.21 m³/t， 总含气量最高达4.82 m³/t。该段优质页岩自下而上可划分为10个小层，综合考虑含气性、水平段钻探和工程可压性要求，确定陡山沱组二段7小层为最佳甜点层段。运用二维地震资料精细解释、地质导向建模等方法，在水平井地质导向基础上，通过随钻资料及时调整，有效控制井眼轨迹，提高了甜点钻遇率。鄂阳页2HF井为震旦系陡山沱组世界首口页岩气水平井，水平段长度1410 m，分23段进行压裂试气，获测试稳产5.53万m³/d、无阻产量19.82万m³/d的高产页岩气流，有效探索了页岩气产层层位下限，开辟了页岩气勘探开发新层系、新领域。

摘要:三层立体开发模式下，涪陵页岩气田采收率显著提升，焦石坝区块采收率从12.6%提升至23.3%。但在密集井网条件下，定向钻井存在诸多难题：井口间距小（6~8 m），平台井直井段防碰风险高；大型压裂导致储层应力场动态重构，同时施工需兼顾剩余气甜点识别与压裂干扰控制；三维轨道设计与高密度井网叠加致使水平段300 m间距内轨迹防碰控制难度倍增。本研究提出基于分离系数的常规加密井轨道优化设计方法，并建立压裂干扰区靶点动态调整技术，形成适用于复杂应力场的三维绕障钻井工艺体系。工程实践表明，该技术体系有效解决了密集布井条件下的三维轨迹防碰难题，为页岩气高效开发提供了重要技术支撑。

摘要:鄂尔多斯盆地长7段蕴藏着丰富的中低熟页岩油资源，其中旬邑地区资源丰富，具备良好的原位开发潜力，但自生热反应的热动态特征、反应门槛温度及产物演化规律尚未明晰。针对这一问题，本文以旬邑地区延长组长7段中低熟页岩为研究对象，综合采用热重-红外联用分析、热解实验、元素分析、族组分分析及气相色谱-质谱联用分析等手段，系统研究了热解气氛与预热温度对其氧化辅助热解特征的影响。结果表明：氧化气氛显著增强有机质反应活性，触发低温氧化-热解协同反应，使其初始分解温度显著降低，同时在高温阶段能够促进重质组分的氧化分解；氧化气氛对中低熟页岩油的热解反应具有化学促热作用，空气气氛下热解的表观活化能为167 kJ/mol，较氮气气氛降低约30%，呈现“热裂解-氧化耦合”特征；230~390 ℃为氧化辅助热解的适宜预热温度区间，可有效激发自生热反应，促进烃类轻质化，而温度过高则导致部分油气过度氧化，造成油产率下降并改变产物组成；当热解温度≤530 ℃时，热解生成的残碳氧化放热可维持体系能量平衡，证实了自生热原位转化的可行性。本研究明确了关键工艺参数控制区间，为中低熟页岩油高效原位开发提供了理论支撑。

摘要:鄂尔多斯盆地北部致密气藏储层孔喉微细、裂缝发育且敏感性强，钻井过程中的固相侵入与液相圈闭损害严重，制约了效益开发。为解决储层保护与井壁稳定的矛盾，本文通过深入分析储层损害机理，针对性地研发了自降解暂堵剂与防水锁剂。基于此，创新性地构建了一套集“物理颗粒自降解暂堵、界面修饰防液锁、多元协同稳井壁”于一体的低损害储层保护钻井液体系，并配套了水平井钻井提速技术。现场应用表明，该技术体系有效降低了钻井液侵入深度与储层损害程度，显著提高了单井产量，部分井实现自然建产，为鄂尔多斯盆地乃至同类致密气藏的低成本、高效益开发提供了有力的工程技术保障。