一、项目名称
深井超深井安全快速钻井关键技术及工业化应用
二、提名者及提名意见
四川省技术市场协会，同意推荐。
三、项目简介
我国深层超深层油气资源为763×108t油气当量，占油气资源总量的35%，潜力巨大。但由于地质构造复杂、纵向上多压力系统，深部地层可钻性差、研磨性强，面临井壁易失稳垮塌、安全密度窗口窄、井漏频发、机械钻速低等技术挑战，导致钻井作业风险大、周期长、成本高。
为此，依托国家自然科学基金、四川省基金及企业项目等，历经十余年联合攻关，攻克了深部复杂地层井壁坍塌、井漏安全防控及钻井提速技术难题，形成了一整套具有完全自主知识产权的深部复杂地层安全快速钻井关键技术，并成功在川渝、塔里木等地区推广应用，经济和社会效益显著。主要创新成果如下：
1、构建了非线性井壁稳定评价理论与防控技术。创新了针对深部地层强水敏、各向异性及高温高压等复杂环境的非线性井壁稳定评价理论体系和方法，形成了页岩抑制性定量评价方法，研发了井壁稳定关键处理剂，形成了井眼强化防塌钻井液体系，指导了现场钻井液密度精准调控和井壁稳定防控。
2、构建了深部复杂地层井漏控制理论与防漏堵漏技术。提出了裂缝性地层基于二分区间优化的漏失压力预测方法；建立了地层裂缝诱导扩延与封堵控制理论模型，形成了全井筒随钻封缝即堵、段塞防漏堵漏、固结型架桥承压堵漏技术；提出了成熟区块井漏治理技术模版和作业程序。
3、构建了深井超深井一体化钻井提速技术。创建了基于岩石细观结构的可钻性和研磨性人工智能评价方法；建立了深井超深井全尺寸多自由度分散质量钻柱动力学模型，研发了“抗粘减振”高效钻井提速系列工具；开发了自主知识产权的钻井提速人工智能优化系统，实现了钻井提速智能诊断、分析、优化和预测。
四、主要知识产权目录
序号 | 专利 | 发明人 | 类型 | 专利权人 | 专利号 |
1 | Rock Drilling Experimental Device And Method for Simulating True Triaxial Conditions of Deep Well Drilling | Xiangchao Shi; Xinhao Yang; Shuai Chen; Yanzhou Chen | 美国 | Southwest Petroleum University | US11566986B2 |
2 | Testing Device for Measuring Rock Drillability | SHI, Xiangchao; HUANG, Feiyun; MENG, Yingfeng; WU, Jie; LI, Gao and CHEN, Shuai | 澳大利亚 | Southwest Petroleum University | AU2020100280 |
3 | 一种基于CART算法的油气钻井机械钻速预测与优化方法 | 石祥超; 章尔罡; 曹权; 江山; 刘越豪; 王宇鸣 | 中国 | 西南石油大学 | CN112487582B |
4 | 一种一体化冲击井下动力钻具 | 叶哲伟; 蹇宝锐; 程成; 吴凯豪; 胡玉帆 | 中国 | 西南石油大学 | CN107246238B |
5 | 一种深地层钻井提速工具 | 叶哲伟; 胡玉帆; 吴凯豪; 赵勇 | 中国 | 西南石油大学 | CN105909168B |
6 | 钻井液对页岩抑制性评价方法 | 王俊涛;李家学;经淑惠、王传富;李公让;朱金智、张敬辉;李萌;陈健夏晔;周晓蕾;李卉;李茂森;彭碧强;任玲玲;李轩 | 中国 | 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院、中石油塔里木油田油气工程研究院、中石油川庆钻探工程有限公司钻井液技术服务公司、中石油川庆钻探工程有限公司页岩气勘探开发项目经理部 | SY/T 6708-2019 |
7 | 一种水力振荡器室内测试平台 | 何超; 胡畔; 李伟成; 刘彬; 姚建林 | 中国 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | CN105258938B |
8 | 承压堵漏浆及其制备方法 | 舒小波; 王星媛; 欧阳伟; 明显森; 黎凌; 杨晓峰; 王参书; 陶怀志; 王兰 | 中国 | 中国石油天然气集团有限公司; 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | CN109705829B |
9 | 一种裂缝性地层计算安全钻井密度的方法 | 石祥超; 高雷雨; 刘建锋; 于浩; 代宇婷; 陈修平; 李清鲮; 李双贵; 王宇鸣. | 中国 | 西南石油大学 | CN114564778B |
10 | 卡钻事故处理 | 何文平、张杰、李崇模、晏箭飞、王志坚 | 川庆标准 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | Q/SYCQZ474 2013 |
五、主要论文目录
序号 | 论文名称 | 作者 | 刊物名称 | 发表时间 |
1 | An anisotropic strength model for layered rocks considering planes of weakness | Xiangchao Shi (石祥超); Xu Yang (杨旭); Yingfeng Meng (孟英峰); Gao Li (李皋)作者 | Rock Mechanics and Rock Engineering | 2016年49卷3783-3792页 |
2 | Wellbore Stability Analysis Based on a New Strength Criterion | Xiangchao Shi (石祥超); Wuqiang Cai (蔡武强); Yingfeng Feng (孟英峰); Gao Li (李皋); Jiaxue Li (李家学) | Journal of Natural Gas Science and Engineering | 2015年27卷1005-1015页 |
3 | 裂缝地层随钻刚性颗粒封堵机理与估算模型 | 李家学; 黄进军; 罗平亚; 杨莉; 鲁亿 | 石油学报 | 2011年32卷509-513页 |
4 | Experimental Investigation of Rock Drillability for Three Rock Types Under Varying Wellbore Pressure Conditions | Shuai Mao (毛帅); Xiangchao Shi (石祥超); Yingfeng Meng (孟英峰); Ping Chen (陈平); Xiao Zhuo (卓肖); Wong, LNY | Rock Mechanics and Rock Engineering engineering | 2018年51卷2439-2445页 |
5 | 裂缝地层随钻段塞止漏技术 | 李家学; 黄进军; 罗平亚; 王书琪; 张斌 | 应用基础与工程科学学报 | 2012年20卷21-27页 |
六、主要完成人
石祥超、王明华、李家学、何超、叶哲伟、孙莉、舒小波、付华才
七、完成单位
西南石油大学、中国石油集团川庆钻探工程有限公司、中国石油大学（北京）克拉玛依校区
公示期自2023年6月29日至2023年7月3日，共计5天。在公示期内，如有异议，请以书面形式向科技与信息部反映并署真实姓名。
联 系 人：赵逸伟
联系电话：0990-6633085
邮箱：2021591009@cupk.edu.cn
科技与信息部
2023年6月29日
