岩石力学与井壁稳定实验室针对国内外钻完井工程中的地质力学难题开展攻关研究,主要研究方向包括岩石力学参数测试与评价技术,随钻岩石力学评价技术,地层压力分析预测技术,地应力建模技术,井壁稳定力学机理与预测技术,井漏风险预测技术,水力压裂力学增产技术,套管损坏防控技术等。
实验室现有19人,其中教授级高工(教授)2人、高级工程师(副教授)10人。拥有设备19台套,具备30多项实验/试验能力。
实验室主要设备有岩石三轴压力实验系统,微机控制电液伺服压力试验机,岩屑自动矿物分析电镜,微米压痕仪,能够进行岩石力学特性测试,岩石声波特性测试,地应力测试,随钻岩屑结构扫描与矿物组分测试,随钻岩屑微米压痕力学测试等19台套。
长期以来,实验室以发展井壁稳定理论、开发井壁稳定评估及钻井决策系统、研究控制井壁失稳的新方法和新技术为定位和目标,以与井壁稳定相关的基础理论及应用技术为主要攻关方向,形成了包括井壁失稳控制、防砂控制、压裂裂缝起裂和延伸流固耦合数值模拟、井筒完整性失效机理与防治以及地下储气库长期稳定性评价等系列特色理论与技术。自主研发了井壁稳定预测软件、油气井出砂可能性分析评价软件、套管水泥环地层系统力学完整性评价软件以及油套管腐蚀-力学一体化防腐选材设计软件等。研究成果在国内外30多个油气田进行了应用,取得了显著的经济和社会效益。
- 原位制样真三轴压裂技术
- 从目前国家扶持的非常规油气藏钻探、复杂结构井的钻探等项目中可知,疏松砂岩开发是未来的重点发展方向。制备疏松砂岩油藏岩样是了解疏松砂岩储层孔隙结构特征及岩石物性的基础,是疏松砂岩油藏高效开发的必不可少的技术。原位制样是解决疏松砂岩油藏岩心或岩样制备的有效方法。制备岩样可用于分析储层渗透率和岩石物性分析,还可以用于疏松砂岩油藏水力压裂模拟实验中。
- 动态循环堵漏技术
- 实现多种状态下的漏失裂缝堵漏模拟,使动态漏失裂缝模拟的裂缝开口尺寸在50-500微米之间变化,并对不同形态的漏失裂缝进行模拟,实时判断封堵位置,模拟钻井过程中激动压力和抽吸压力对封堵层的影响,考虑裂缝特征参数和堵漏材料特征参数对漏失裂缝封堵效果的影响并同时开展多种裂缝封堵。
- 颗粒材料在裂缝中的运移与架桥规律研究及其在石油工程中的应用
- 基于裂缝封堵实验和CFD-DEM耦合模型,进行颗粒材料在裂缝中的运移和架桥封堵模拟,分析其力学微观机理,通过改变颗粒材料和裂缝参数、钻井液参数等,分析颗粒材料在裂缝中架桥封堵的影响因素及其影响规律并根据以上研究结论,结合现场实际,提出提高颗粒材料在裂缝中架桥效率的实际工程对策,并应用于堵漏和压裂工程中。
- 循环载荷与化学腐蚀联合作用下储气库井筒完整性失效机理研究
- 综合循环载荷疲劳损伤、异种材料界面腐蚀失效以及颗粒胶结材料亚临界裂纹扩展等理论,通过室内实验、数值模拟和理论分析等手段,预期揭示井筒体系界面和水泥环在循环载荷和化学腐蚀联合作用下微裂纹的形成与扩展机制,理清导致完整性失效主控因素,为地下储气库井筒长期完整性设计提供理论支撑。
- 循环载荷与化学腐蚀联合作用下储气库井筒完整性失效机理研究
- 随钻岩石力学评价技术研究
- 地层压力分析预测技术研究
- 井漏风险预测技术研究研究
- 水力压裂力学增产技术研究
- 套管损坏防控技术研究
蒋宏伟
蒋宏伟,1978年12月生,河南人,中国石油大学(北京) 油气井工程专业毕业,博士,现任中国石油集团工程技术研究院有限公司钻井工艺研究所,高级工程师、副所长。研究方向:钻井工艺技术。发表论文24篇(SCI、EI检索5篇,国际会议宣读1篇);出版专著1部。获得科技奖励9项(省部级5项)。1、作为负责人,组织开发了一套钻井工程设计软件,包括一体化数据库、钻井软件平台和设计集成系统,能实现直井、定向井、水平井的钻井工程设计以及工程数据与地质数据的三维集成可视化。软件在辽河油田、苏丹区块等国内外地区安装了120多套,测试2200余井次。获得45项软件著作权
、2个软件注册商标。获得中国石油十大工程技术利器、中国石油自主创新重要产品、中国石油集团公司科技进步二等奖,中国石油和化工自动化协会科技进步三等奖。在中国石油集团公司“十二五”科技及信息化创新大会进行了现场演示。
依托钻井工程设计软件,组织人员在塔里木油田开展钻井工程平行设计,编制钻井工程方案3个、中小型报告10个、钻井工程设计247井次、钻井补充设计54井次、井眼轨道设计206井次,完成了塔里木油田2019年所有开发井和部分评价井的钻井工程设计,形成了大北17区块、大北9区块等多个勘探新区首口评价井设计模板,实现地质工程一体化优化设计。
2、组织相关人员针对海洋特殊储集环境重建水力学计算模型,开展压力、速度场仿真分析和关键部件冲蚀、疲劳数值模拟,重构控制中心与现场装备通讯控制模式,优化海洋控压钻井装备设计方案,研发适应海洋平台环境的分布式自动控制系统,实现“全天候”在线监测与实时控制,提高控压钻井装备作业精度与跨平台适应能力,形成自升式平台海洋控压钻井技术。组织相关人员和装备在中海油渤中、曹妃甸等区块应用8口井,全过程实时流量、密度及钻进参数监测,准确判断井下情况,及时准确的压力控制,有效保证钻井及井控安全、保护及发现油气藏,提高钻井时效。在BZ19-6-9井保持井底当量钻井液密度为1.08-1.09g/cm3,目的层钻进464m“零漏失、零复杂”,为渤中19-6千亿方大气田发现提供了工程技术利器。
组织人员多次与中海油相关单位进行技术交流,研究分析海油市场的技术需求和市场形势,派出专业技术人员到海洋平台实地考察,制定了相应的技术装备优化方案。2020年与中海油公司签订简易及精细控压钻井1+1年度服务合同,标志着控压钻井技术在海洋应用有了重大突破。
3、组织人员完成了钻井工程设计软件中井眼轨道设计、套管强度校核、起下钻摩阻扭矩计算、钻具强度校核、水力学分析等五个模块与集团公司A12系统和RTOC 系统的数据对接和功能集成,支撑了集团公司A12系统和RTOC 系统的钻井工程计算分析功能。
4、作为主笔人,编制了《深井超深井钻井关键技术与装备》项目“十三五实施计划”,保证了项目顺利列入首批启动计划。编制了十三五国家科技重大专项《深井超深井钻井关键技术与装备》项目可行研究报告、中期检查技术报告和综合绩效自评价报告,顺利通过国家能源局的开题论证和中期评估以及集团公司综合绩效自评价。编制了十三五国家重大专项钻完井工程技术五个项目(包括深井、低渗透、非常规、储层改造、页岩气等)的重大专项标志性成果推进路线图,提交国家科技部。
王倩
女,1983年9月生,中国石油集团工程技术研究院有限公司高级工程师。
常龙
常龙,1990年2月生,山东邹城人。2019年毕业于中国石油大学(北京),获油气井工程博士学位。2019年10月至今在工程技术研究院入站博士后,主要从事油气井工程岩石力学方面的研究工作。发表论文5篇,申请专利1项,获得局级科技进步奖励3项。
卓鲁斌
卓鲁斌,1983年9月生,浙江奉化人,2009年毕业于中国石油勘探开发研究院,获油气井工程硕士学位。2009年7月至今在中国石油集团工程技术研究院工作,主要从事油气井工程方面的研究工作。发表论文5篇,申请专利6项,获得省部级和局级23项科技进步奖励。
邹灵战
邹灵战,1972年12月生,河南南阳人,2008年毕业于中国石油大学(北京),获油气井工程博士学位。2008年9月至今在工程技术研究院工作,主要从事油气井工程方面的研究工作。十三五期间获得省部级和局级6项科技进步奖励,申报专利10余项,发表论文10余篇。
陈朝伟
陈朝伟,1979年生,辽宁葫芦岛人,教授级高级工程师,企业技术专家,中国岩石力学与工程学会理事。2001年,获湖南大学工程力学学士学位,2007年,获北京大学固体地球物理学专业理学博士学位,2017年美国斯坦福大学访问学者。2007年至今,在中国石油集团工程技术研究院工作,现任钻井工艺研究所钻完井工程地质力学研究室主任。主要从事石油工程地质力学方向的研究工作,针对四川页岩气套管变形问题,创新建立了流体通道-断层激活模型,揭示了套管变形机理,并形成了从钻前预测、压前预防、压裂预警和压裂控制的“三预一控”一体化套变防控技术,实现页岩油气高效开发提供了技术支撑。针对塔里木山前裂缝性致密砂岩储层提产问题,以天然裂缝为研究对象,开展了力学参数测试、天然裂缝地应力建模方法研究和软件开发,建立了天然裂缝力学活性分析技术,为塔里木油田的深层致密砂岩气开发起到技术支撑作用。研究成果分别获得中国石油天然气集团公司科技进步二等奖1项、中国石油天然气集团公司基础研究二等奖1项、中石油工程院科技进步二等奖3项;获得国家发明专利11项;发表学术论文40余篇(其中SCI、EI检索20余篇),出版译著2部(《储层地质力学》、《水力压裂力学(第二版)》)。
邓金根
1963年生,江西省高安市人,曾任中国石油大学(北京)科技处处长,博士生导师,二级教授,中国石油大学CNPC井壁稳定重点研究室主任,全国百篇优秀博士论文获得者,新世纪百千万人才工程国家级人选。在中国石油大学(北京)从事教学科研工作。主要研究方向为油气井钻完井新技术、新工艺。
闫伟
冯永存
蔚宝华
刘伟
谭强
李晓蓉
1. 针对油气田井壁失稳问题,开展了复杂地层压力预测和井壁稳定性技术与理论研究,形成了系列井壁失稳控制技术与理论;
2. 围绕疏松砂岩储层油井出砂问题,开展了防砂参数优化与新型防砂筛管研发工作,形成了具有独立知识产权的防砂控制技术;
3. 针对疏松砂岩储层压裂液滤失和油井出砂问题,开展了疏松砂岩压裂充填裂缝起裂和延伸规律研究,建立了综合考虑压裂液滤失特征和疏松砂岩物理力学性质随应力变化的压裂裂缝起裂和延伸流固耦合数值模拟计算方法;
4. 围绕复杂油气田井筒完整性失效问题,开展了周期注采、大规模体积压裂和井下腐蚀等多工况下的井筒完整性失效机理与防治对策研究,有效降低了井筒失效发生率,保障了油气安全、高效生产;
5. 围绕致密岩石损伤问题,开展了致密岩石水-岩损伤电化学在线测试新技术研究,建立了适用于致密岩石的电化学阻抗模型,实现了致密岩石“在线”孔、渗参数快速测试技术。




