为了解同心双管注多元热流体的传热特征，获得最优的井底蒸汽参数，基于实际气体R-K-S状态方程和质量、能量与动量守恒方程，结合经典地层内瞬态传热模型，建立了同心双管注多元热流体井筒传热数学模型。在验证模型的基础上，分析了井筒内混合汽/气典型传热特征，近井口处无接箍油管和内油管环空之间的温差较小，会导致流体热物性参数剧烈变化，但温度梯度快速趋于一致。应用该模型对非凝结气含量和注汽温度进行了优化计算，结果表明，非凝结气含量增大，井底过热度减小；随着无接箍油管注汽温度升高，井底过热度增加。研究结果表明，注汽参数对井筒内热参数分布有明显影响，现场作业时要根据井眼实际情况优选注汽参数。
页岩的破坏有劈裂式、单剪切式、双剪切式等3种模式，而目前常用于预测井壁坍塌压力的Mohr-Coulomb准则仅适用于发生单剪切式破坏的井壁。针对该问题，首先基于最小耗散能原理和损伤力学，建立了包括页岩损伤演化方程、损伤阈值应变计算式、极限损伤变量计算式的页岩损伤力学模型；然后，以具有代表性的塔里木盆地群库恰克地区页岩地层标准岩心为研究对象，进行了常三轴抗压室内试验，并将试验得到的应力-应变曲线与理论曲线进行了对比分析，发现吻合较好；最后，将理论模型与室内试验结果相结合，研究了应变能密度与岩石破坏时应变、损伤阈值应变之间的关系曲线，并确定出维持井壁稳定的最低钻井液密度。分析认为，利用该种维持井壁稳定最低钻井液密度的确定方法，可以确定页岩地层的井壁坍塌压力。
为了优化海上稠油油藏"非凝结气与过热蒸汽"（简称为"混合汽/气"）混注过程中的注汽参数，根据质量、能量和动量守恒方程，建立了井筒内非等温流动数学模型，结合海水中传热模型、地层内瞬态导热模型，建立了完整的海上稠油油藏注混合汽/气井筒传热模型，利用有限差分法和迭代法计算得到井筒内的压力和温度分布。研究结果表明：海水流动能明显增加井筒热损失，降低混合汽/气的温度；随着非凝结气含量增加，混合汽/气的温度和过热度均下降；随着注汽压力增加，过热度不断下降。海上稠油油藏注混合汽/气井筒传热模型为优选注汽参数和分析海水对井筒热损失的影响提供了理论依据。
我国非常规油气资源储量丰富，探索经济有效开发的钻井完井技术体系，是加快其勘探开发进程与规模上产的关键。详细介绍了我国已形成的埋深3 500 m以浅非常规油气钻井完井技术体系，包括三维丛式井水平井井眼轨道设计、地质工程一体化设计与作业、强化钻井参数提速、深层页岩气控温钻井、地质导向钻井、高性能钻井液和高效固井等关键技术，指出目前仍存在工厂化作业模式未实现最优化、长水平段水平井钻井可重复性差、“一趟钻”技术与配套装备不成熟、抗高温高压材料及配套钻井工具欠缺等问题，提出了加快推广大平台丛式水平井工厂化作业模式、持续优化长水平段水平井钻井技术、践行地质工程一体化理念和开展抗高温高压材料研发及配套工具研制等发展建议，以大幅提升单井产量和采收率，实现非常规油气的高效勘探开发。
针对深水开路钻井钻遇浅层气，发生井喷后，流体运动规律不清晰的问题，首先采用Mixture多相模型模拟井喷后流体的流动过程，考虑海水温度、压力分布特性，建立了包含海域与钻井井筒的深水开路钻井井喷模型，并通过网格无关性验证确保模型的准确性。然后结合中国南海的地质特征与流体物性，利用所建模型分析了井喷后羽流的形成演化规律：井喷流体在喷出井口后会经历湍流喷射、卷吸弯曲、对流扩散等阶段，最终形成底部狭窄、顶部宽阔的羽流；在运移过程中，井喷流体与海水接触形成天然气水合物，水合物在一定高度因环境压力和温度变化而分解。最后基于多工况井喷羽流模拟结果，通过无量纲数分析建立了井喷羽流风险定量评估模型，并根据井喷羽流危害分级系数，将井喷羽流风险划分为微小、轻微、一般、危险、非常危险及灾难性6个等级，制定了相应的风险评估图版，并基于安全屏障原理，从预防、减缓与控制3个层面构建了深水开路钻井井喷防控方法。研究表明，利用所建模型可以预测井喷羽流的运动范围，评估井喷羽流的安全风险，为深水开路钻井井喷后制定应对措施提供科学依据，有助于提升深水钻井作业的安全性和可靠性。
针对深水开路钻井钻遇浅层气，发生井喷后，流体运动规律不清晰的问题，首先采用Mixture多相模型模拟井喷后流体的流动过程，考虑海水温度、压力分布特性，建立了包含海域与钻井井筒的深水开路钻井井喷模型，并通过网格无关性验证确保模型的准确性。然后结合中国南海的地质特征与流体物性，利用所建模型分析了井喷后羽流的形成演化规律：井喷流体在喷出井口后会经历湍流喷射、卷吸弯曲、对流扩散等阶段，最终形成底部狭窄、顶部宽阔的羽流；在运移过程中，井喷流体与海水接触形成天然气水合物，水合物在一定高度因环境压力和温度变化而分解。最后基于多工况井喷羽流模拟结果，通过无量纲数分析建立了井喷羽流风险定量评估模型，并根据井喷羽流危害分级系数，将井喷羽流风险划分为微小、轻微、一般、危险、非常危险及灾难性6个等级，制定了相应的风险评估图版，并基于安全屏障原理，从预防、减缓与控制3个层面构建了深水开路钻井井喷防控方法。研究表明，利用所建模型可以预测井喷羽流的运动范围，评估井喷羽流的安全风险，为深水开路钻井井喷后制定应对措施提供科学依据，有助于提升深水钻井作业的安全性和可靠性。
针对青西油田深井定向钻井过程中存在的直井段易井斜、定向造斜段钻速低、井眼轨迹控制难度大等问题,开展了复杂深井井眼轨迹控制与提速技术研究。通过分析区域地质特征、钻井难点等,主要从斜井段井眼轨迹控制与钻井提速等方面进行技术研究并制订了技术方案:在定向稳斜段采用扭力冲击器进行了提速试验,优选中低转速大功率螺杆配合抗冲击、抗研磨性强的螺旋5刀翼PDC钻头和高精度MWD无线随钻测量仪器进行井眼轨迹控制与提速。该技术在现场应用4口井,在满足井眼轨迹控制要求的情况下,斜井段平均机械钻速比采用常规技术提高了74.65%;斜井段最短定向工期达到59.00 d,平均定向工期89.79 d,比采用常规技术缩短了45.88%。研究表明,高效PDC钻头、中低速大扭矩螺杆钻具、MWD测量系统及扭力冲击器的配套技术,在青西油田深井定向钻井井眼轨迹控制与提速方面效果良好,值得在该地区推广应用。
井漏是钻井工程中普遍存在的井下复杂问题，严重影响着钻井施工安全与钻井周期，井漏特征精细识别是高效治理井漏的关键。首先，综合测井、钻井、录井及地质等资料，结合漏层力学性质与物理机理分析，利用加权系数法，建立了基于“井漏综合指数”的井漏层位识别新方法。然后，研究了漏失通道类型及尺寸、漏失压差、漏失速度等井漏特征参数的定量分析方法，并给出计算模型，形成了多信息融合的井漏特征精细识别方法。该方法在X区块进行了实例分析，分析结果表明，X区块实际井资料的处理结果与现场实际漏失地层的层位、漏失类型及漏失速度等井漏特征基本吻合。井漏特征精细识别方法综合考虑了井漏的主要影响因素，利用其可以准确识别漏层的特征，为防漏堵漏技术优化及施工提供科学依据。
井漏是钻井工程中普遍存在的井下复杂问题，严重影响着钻井施工安全与钻井周期，井漏特征精细识别是高效治理井漏的关键。首先，综合测井、钻井、录井及地质等资料，结合漏层力学性质与物理机理分析，利用加权系数法，建立了基于“井漏综合指数”的井漏层位识别新方法。然后，研究了漏失通道类型及尺寸、漏失压差、漏失速度等井漏特征参数的定量分析方法，并给出计算模型，形成了多信息融合的井漏特征精细识别方法。该方法在X区块进行了实例分析，分析结果表明，X区块实际井资料的处理结果与现场实际漏失地层的层位、漏失类型及漏失速度等井漏特征基本吻合。井漏特征精细识别方法综合考虑了井漏的主要影响因素，利用其可以准确识别漏层的特征，为防漏堵漏技术优化及施工提供科学依据。
