项目申报书项目标书深井复杂地层安全高效钻井基础分析研究.docx

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项目申报书项目标书深井复杂地层安全高效钻井基础分析研究

工程名称：

深井复杂地层安全高效钻井基础研究

首席科学家：

李根生中国石油大学<北京）

起止年限：

2018年1月-2018年8月

依托部门：

中国石油天然气集团公司教育部

一、研究内容

<一）关键科学问题

目前，深层油气资源勘探开发已成为国家油气发展的一个重大领域，开展深井复杂地层钻井基础研究，建立安全高效钻井理论和风险调控体系，实现科学化钻井，是我国油气钻井面临的迫切任务。

针对国家能源安全和发展的重大需求和我国深层油气资源钻井工程亟待解决重大基础难题，本工程凝炼出以下三个拟解决的关键科学问题：

1．深井复杂地层岩体力学特征识别与表征方法

深层岩体环境<包括岩石和流体）的复杂性、不确定性和难预知性是深井钻井难度大的根本原因之一。

对深井复杂地层岩石力学参数和地层压力等重要特征的准确识别和预测是安全高效钻井的前提和基础。

因此，深井复杂地层岩体力学特征识别与表征方法是安全高效钻井亟待解决的关键科学问题。

通过回答该科学问题，建立岩石物理力学特性参数的识别理论和表征模型，发展深井复杂地层孔隙流体压力综合评估预测方法，科学描述深层钻井岩体环境，是建立钻井地质力学模型、科学钻井设计和风险控制决策所必不可少的基础。

2．深井复杂地层钻井载荷与井眼围岩作用机理

由于深部地质条件复杂、钻井压力系统多变，导致深井钻头和流体载荷与围岩之间的作用机理不清，严重制约了高效破岩方法、井眼稳定评估及安全钻进的深入研究。

因此，深井复杂地层钻井载荷与井眼围岩作用机理是安全高效钻井必须要重点解决的关键科学问题。

通过本科学问题的研究，揭示井下应力环境下钻头破碎岩石机理、井筒多相流体压力系统及其与井壁围岩的作用机理、井斜与井壁失稳机理，探索高效破岩方法、井斜与井壁失稳预测控制方法，为建立安全高效钻井方法及其风险控制理论奠定基础。

3．深井复杂地层钻井设计平台与风险控制机制

深井复杂地层钻井设计和风险控制是实现安全高效钻井的关键和保证。

由于深层地质条件复杂、不确定性强，深井井身结构设计中风险与效率的协调机理、钻井方式及参数对破岩效率敏感性、钻井风险因子识别模型及控制方法尚未建立，因此，深井复杂地层钻井设计平台与风险控制机制是关键科学问题。

通过该问题的研究，将建立深井复杂地层井深结构的构建准则、钻井方式优选及参数优化方法、钻井方式转换的预案与对策、钻井风险因子识别模型和风险控制机制，最终形成深井安全高效钻井设计和风险控制理论体系，为我国陆上和海外深层钻井设计和风险控制提供科学决策依据。

<二）主要研究内容

围绕上述关键科学问题，展开三个层面的研究：

（1>机理层面：

研究深井复杂地层压力系统的形成机理，研究和揭示钻井过程中井下应力环境下钻头破碎岩石机理、井筒多相流动规律及其与井眼围岩的作用机理、井斜机理、井壁失稳机理；（2>理论与方法体系层面：

建立深部地层岩石物理力学特性参数识别理论和孔隙流体压力综合评估预测方法，探索深层高效破岩方法、井斜与井壁失稳预测控制方法，建立深井安全高效钻井设计和风险控制理论和方法体系。

（3>应用层面：

以西部典型地区为示范工程和实验基地，现场验证并完善深井复杂地层安全高效钻井设计和风险控制理论体系。

具体研究内容如下：

研究内容1、深井复杂地层岩体力学特征与参数表征

针对我国深层钻井所钻遇的复杂地层，建立实验测试方法、地球物理预测模型和钻井动态实时评估模型，测量和评估深层钻井岩石力学和地应力特征。

以实验模拟和数值模拟为手段，建立地层异常压力地球物理响应特征识别和综合预测方法，揭示深层异常压力形成机理和分布规律，探索井下信息随钻识别与融合方法，为钻井地质环境描述、钻井设计和风险控制提供基础。

针对该研究内容设立2个课题：

“深井复杂地层岩体力学特征与参数表征”和“深井复杂地层井下信息随钻识别与融合”。

研究内容2、深井复杂地层破岩机理与高效破岩方法

采集深层岩心，模拟地层条件进行岩石可钻性实验，评价岩石抗钻特性，建立不同钻井工况下地层可钻性及其各向异性的定量评估理论和方法；针对深井复杂地层钻井荷载及破岩方式，综合运用理论分析、数值模拟和室内实验的方法，研究不同围压作用下的流固耦合应力场特征与岩石破裂微观机制，揭示不同钻井方式下机械破岩、水力与机械联合破岩等岩石破碎机理和规律，建立新型高效破岩理论与方法；研究不同钻井工况下底部钻具组合的力学行为及其与岩石相互作用，建立深层钻井卸载相关的三维钻速方程，探索高陡地层井斜机理与控制方法。

针对该研究内容设立1个课题：

“深井复杂地层破岩机理与高效破岩方法”。

研究内容3、深井复杂地层钻井压力系统与井眼稳定

通过数值模拟和实验模拟，研究深层高温高压环境下井下多相多组分钻井流体流动型态及其演化规律，以质量、能量和动量传递为特征，建立钻井流体流动数学模型，揭示井筒内压力和温度分布规律；针对缝洞性地层和高塑性软岩地层，研究化学与力学耦合条件下的钻井流体与井眼围岩的作用机理、缝洞性地层漏失机理和高塑性地层井眼大变形规律及预测模型，建立深井复杂地层钻井井眼漏失和井壁失稳评估及精细压力控制的理论与方法。

针对该研究内容设立2个课题：

“深井复杂地层钻井压力系统模型与规律”和“深井复杂地层漏失与井壁失稳机理及预测”。

研究内容4、深井复杂地层钻井设计平台与风险控制机制

针对深井复杂地层安全高效钻井，研究地质条件不确定度、井身结构设计方案、钻井安全因素之间的相互敏感性，建立深井复杂地层井身结构的构建准则和设计方法；研究不同钻井方式、破岩方法的地层适应性和破岩效率敏感性，建立钻井方式优选及参数优化方法，形成深井复杂地层高效钻井设计理论；研究深井复杂地层钻井风险因素的相关性及风险因子识别模型，建立钻井风险预警、规避与调控机制。

在西部典型地区现场实验，验证深井安全高效钻井理论方法的应用实效，最终建立深井安全高效钻井设计和风险控制理论体系，为我国陆上和海外深层钻井设计和风险控制提供科学决策依据。

针对该研究内容设立1个课题：

“深井复杂地层钻井设计平台与风险控制机制”。

二、预期目标

<一）总体目标

本工程研究总体目标为：

针对“复杂深层油气资源勘探开发”这一国家重大战略问题，重点研究解决深井复杂地层安全高效钻井的三个关键科学问题并取得突破，揭示深井复杂地层钻井载荷与围岩作用机理，解决深井复杂地层安全高效钻井的重大基础问题，建立深井复杂地层安全高效钻井的理论体系，为我国陆上和海外深井复杂地层安全高效钻井提供科学决策依据。

在理论突破的基础上，直接带动精细控压钻井、无风险控压钻井等一批相关钻井技术的产出，并促进相关学科基础理论的发展，显著提高我国钻井技术的自主创新能力和核心竞争力。

建立国内一流综合性深井钻井基础研究平台，为深井钻井研究的持续开展奠定基础。

<二）五年预期目标

针对本工程的研究内容，经过五年的系统研究，拟达到以下预期目标：

1.揭示地层岩体力学特性及缝洞流体压力特征，提出深井复杂地层压力综合预测方法

形成深井复杂地层岩石力学参数表征方法。

建立高温高压条件下的深层岩体变形理论和预测模型，揭示深部地层异常高压形成机理与分布规律，形成地层孔隙流体压力系统的综合预测模型和评价方法。

建立深井复杂地层井下信息与地面信息的融合和解释方法，揭示钻井过程中各种信息参数与钻井工况的响应关系，建立实时更新的井下动态钻井地质力学描述方法。

2.揭示深井应力相关的钻头与地层作用机理，形成深井钻井高效破岩方法

建立深部地层岩石可钻性及各向异性评估理论。

研究不同围压作用下的流固耦合应力场特征与岩石破裂微观机制，分析不同破岩方式下的岩石破碎机理和规律。

研究钻头与岩石相互作用，建立深层钻井卸载相关的三维钻速方程，形成利用机械能量与水力能量提高破岩效率的新方法。

3.探明高温高压下钻井流固耦合作用机理，建立井眼失稳预防与控制一体化方法

建立建立井筒压力的预测模型、安全范围判别准则及井筒压力系统的精细控制方法。

研究裂缝、孔洞的压力敏感性和裂缝传播机制及井眼漏失机理，揭示缝洞性地层漏失和井眼失稳机理，建立相应的井眼漏失、井壁稳定预测模型及评估预测方法，建立高塑性地层井眼大变形预测模型和井壁失稳评估方法。

4.阐明深井复杂地层钻井风险因素敏感性，构建井眼结构设计准则和风险控制机制

建立深井复杂地层钻井井身结构的构建准则和设计方法；建立复杂深层高效钻井方式与钻井参数优选的理论和深层钻井风险预警、规避与调控机制。

在西部典型地区开展现场实验，形成深井复杂地层安全高效钻井设计和风险控制理论及方法。

在深井复杂地层钻井研究领域，取得一批具有国际影响的研究成果。

培养博士后与博士生70-80名。

在国内外核心学术期刊发表论文200篇以上，其中SCI、EI收录论文150篇以上，出版著作5部，申请发明专利15-20项。

三、研究方案

<一）学术思路

本工程研究的总体学术思路是：

1.综合利用钻前与随钻过程中获取的相关信息资料，科学描述深层钻井地质环境，正确获取和表征岩石物理力学特性参数，建立深部地层孔隙流体压力综合评估预测方法，准确预测深部地层流体压力，为安全高效钻井的地质力学模型建模与设计奠定基础；

2.利用数值模拟和实验研究相结合的方法，研究各种钻井载荷与井眼围岩体的作用机理，包括钻头、流体与岩石的相互作用力学机制，探索深层岩石破碎机理、高效破岩方法及井斜控制方法。

研究井筒多相流体流动规律以及井筒流体与井眼围岩的作用机理，为井眼漏失和井壁稳定评估、精细控制压力钻井奠定基础；

3.研究深井复杂地层井身结构的构建准则和钻井参数设计方法，结合井下随钻信息识别，研究井下风险预防与调控机制，在西部典型地区现场实验，验证深井安全高效钻井理论方法的应用实效，最终建立深井安全高效钻井设计和风险控制理论体系，为我国陆上和海外深层钻井设计和风险控制提供科学决策依据。

<二）技术途径

针对深井复杂地层安全高效钻井中存在的三个关键科学问题，开展地层力学参数与孔隙压力评估、高效破岩机理与方法、井眼系统失稳与控制、钻井设计理论与风险调控机制等基础研究并得突破，探索并形成一套具有自主知识产权的深井安全高效钻井方法和理论体系，为突破深层油气资源安全高效钻井关键技术瓶颈提供理论基础和科学依据。

总体技术路线如图1所示。

<三）与国内外同类研究相比的创新点与特色

1.本工程研究的主要创新点

对于我国这样复杂的深层油气钻井地质力学环境，国内外缺少相适应的科学钻井理论和方法。

这种状况既是对本工程研究的挑战，同时也为本工程研究提供了创新空间。

通过研究，预期取得以下几个主要创新点：

<1）揭示地层缝洞流体压力特征及其与围岩体物理力学特性的相关规律，建立深井复杂地层压力综合评价方法。

以正常沉积压实规律为基础，国内外已形成了碎屑岩地层压力预测的定量方法，但这种方法不适用于深部的复杂地层<如碳酸盐岩缝洞性等非连续沉积压实地层），目前这类地层压力预测仍是世界性难题。

本工程将通过理论分析和物理模拟，研究深井复杂地层压力系统的形成机理和影响因素，揭示地层压力系统的地球物理属性及规律，结合井下随钻信息融合，形成能反映深井复杂地层内在属性的地层压力综合评价方法。

<2）揭示深层钻井卸载相关的钻头与地层相互作用机理和规律，形成深层钻井高效破岩方法和高陡地层井斜控制理论。

国内外对不考虑钻井卸载的钻头破岩机理进行了较大量的研究，并建立了相应的钻速方程，但没有考虑钻井卸载相关的主控因素－井底应力场，因而不能正确描述这种主控因素变化<例如由钻井液过平衡钻井转变为气体欠平衡钻井）对破岩效率和井斜变化的显著影响，目前这方面的研究还是空白。

本工程研究将针对我国深部典型高陡难钻地层，通过模拟实验、理论建模及数值分析，探索深井卸载相关的钻头与地层相互作用机理和规律，建立相应的三维钻速方程，形成深层钻井高效破岩方法和高陡地层井斜控制理论。

<3）揭示井筒多相多组分流体压力变化规律及其和井眼围岩作用机理，建立精细控制井筒压力及地层漏失、失稳预防与控制的一体化方法。

针对常规钻井液的流体压力分布及其在孔隙性碎屑岩储层井眼漏失理论，国内外学者进行了大量实验模拟和数值模拟，但关于高温高压下井筒内多相多组分流体压力变化规律及非连续沉积压实地层的钻井液漏失与控制机理研究非常薄弱。

本工程将揭示高温高压下井筒多相流体流动特征、非连续沉积压实地层漏失特征和漏失演化规律、多尺度井眼围岩的变形与破坏过程特征，建立精细控制井筒压力及地层漏失、失稳预防与控制的一体化方法。

<4）揭示深井复杂地层钻井风险因素相关性，建立深井井身结构构建准则和钻井风险预警与调控机制。

国内外对于常规钻井的井身结构和参数设计已进行了大量研究，但深井复杂地层井身结构的参数敏感性及钻井风险识别、控制机制研究很少。

本工程研究深井复杂地层地质条件不确定度、井身结构设计方案、钻井安全因素之间的相互敏感性，揭示深井复杂地层钻井风险因素相关性，建立深井复杂地层井身结构的构建准则和钻井风险预警与调控机制。

2.本工程研究的主要特色

<1）创新性：

本工程关键科学问题和研究内容是依据目前我国深部油气勘探开发需要并结合国内外相关研究现状与研究基础提出来的，这些问题是目前国内外研究尚未解决的重要机理和理论问题，既可发展深井复杂地层安全高效钻井理论体系，又可为深井复杂地层钻井风险控制提供决策依据，具有很强的创新性。

<2）前瞻性：

本工程紧扣国家深层油气资源勘探开发所迫切需要解决的复杂地层安全高效钻井关键基础问题，跟踪世界深层油气钻井科学研究前沿及发展趋势，建立我国深井复杂地层安全高效钻井方法和理论体系，提升我国深层油气钻井理论和技术研究的自主创新能力与核心竞争力，具有明显的前瞻性。

<3）针对性：

本工程针对我国深井复杂地层油气钻井特点，以安全和高效为主攻方向，从解决复杂地质条件下油气钻井基础问题入手，研究和探索与深层油气钻井相适应的理论与方法，为形成具有自主知识产权的深层安全高效钻井关键技术系统提供理论基础和科学依据，目标明确，针对性强。

<4）实用性：

本工程在开展深井复杂地层安全高效钻井关键基础科学问题研究并取得突破的基础上，最终形成深井复杂地层安全高效钻井设计和风险控制的理论体系，并在矿场进行应用实效验证，为顺利实施深层安全高效钻井提供理论方法支撑和科学决策依据，满足我国深层油气资源勘探开发的重大需求。

<四）取得重大突破的可行性分析

1.研究内容与目标、学术思路可行：

该工程从我国深层油气勘探与开发的重大需求出发，以深井复杂地层安全高效钻井的关键基础科学问题研究为主攻方向，开展深部钻井岩体力学特性评估、岩石破碎机理与方法、压力系统与井眼稳定、安全高效钻井设计与风险控制等基础研究并取得突破，从而建立深井复杂地层安全高效钻井方法和理论体系，为突破深层油气资源安全高效钻井关键技术瓶颈提供理论基础和科学依据。

研究内容具体、研究目标明确，并提出了学术思路清晰，重点突出、内容适度、可操作性较强的研究方案。

2.扎实的研究基础：

本工程团队前期主持承担了国家自然科学基金、国家“863计划”、国家科技支撑计划等工程的研究工作，积累了丰富的研究经验，取得了一批重要的研究成果。

在此基础上，本工程集中优势力量深入系统地开展深井复杂地层安全高效钻井基础理论研究，可望在关键基础科学问题研究上取得突破，建立深井复杂地层安全高效钻井方法和理论体系，有效提高我国油气钻井理论和技术研究的自主创新能力。

3.优势的研究团队：

本工程依托中国石油大学<北京）、中国石油集团钻井工程技术研究院、中国石化勘探开发研究院、中国科学院武汉岩土力学研究所、中国石油大学<华东）、西南石油大学、西部钻探工程分公司等相关研究领域的优势单位，拥有4个国家重点<工程）实验室和教育部、中石油、中石化所属的4个部省级重点实验室，形成了“产、学、研”一体化、强强联合的组织模式。

研究团队中有中国工程院院士1人，“国家杰出青年科学基金”获得者3人，教育部长江学者特聘教授2人，“百千万人才工程”国家级人选6人，中科院“百人计划”1人，教育部“新世纪优秀人才支持计划”1人，形成了一支多学科交叉、老中青结合、以优秀中青年科学家为主、具有良好合作基础的研究团队，为本工程的顺利实施提供了人才保障。

4.科学的组织方式：

工程将采取首席科学家负责制，由优秀的中青年学术带头人担任课题负责人，实行首席科学家与课题负责人两级责任管理；设立学术咨询专家组进行指导和监督，建立定期检查制度。

工程拟分6个课题，课题负责人对首席科学家负责，并受专家组监督。

研究队伍的总体规模为30人（不包括研究生>，保证全时人均资助经费不低于20万元/年。

工程将设立由课题负责人和国内外本领域知名专家组成的专家委员会，严格按照国家重点基础研究规划工程的管理条例，实施动态管理，定期举行有本领域国内外知名学者参加的国际学术研讨会和课题负责人工作会议，确保工程各阶段按计划进度实施。

四、年度计划

年度

研究内容

预期目标

第

一

年

1.资料调研、区域资料收集，背景分析；

2.开展深井复杂地层岩石在模拟地层温度、压力与渗透压力条件下的岩石力学实验和声学特性实验；基于连续介质中声波传播的波动方程建立非连续沉积压实地层的碳酸盐岩声波响应特征的理论模型；探索基于地球物理特征的岩石力学特征预测理论。

3.开展基于液固耦合动力学特征的井下钻头振动模型研究和钻柱声波传输信道研究；研究实时上传信息与地面录井数据的融合方法；研究随钻获取各种参数与井下工况的关系。

4.深井复杂地层抗钻特性研究。

深井复杂地层钻井轨迹的偏斜机理与控制方法研究。

开展深井复杂地层钻井高效破岩新方法研究。

5.开展多相多组分钻井液的流动型态及其演化规律研究；以质量、能量和动量传递为特征，建立钻井液沿井筒流动的数学模型；研究复杂边界条件下钻井多相流体在循环过程中的携岩规律。

6.研究超临界条件下气液比对CO2、H2S等可溶气体的相态转化影响规律；研究井筒压力的影响因素，建立井筒压力解释模型。

7.调研典型区域钻井漏失及堵漏资料，分析储层漏失特征，以及判断漏失位置、漏速、漏量、漏失压力等参数的方法，开展缝洞性地层漏失机理研究。

综合利用钻前、随钻、钻后信息资料，分析钻井井壁失稳状况，初步开展井壁失稳机理研究。

8.建立井身结构控制因素分析及井筒安全约束方程；开展不同钻井方式的地层适应性研究；钻具动态特性模拟实验装置完善及改造。

井筒系统安全性和完整性的关键因素分析，水泥环密封特性测试装置建立。

深井复杂地层套管载荷及可靠性分析方法研究。

钻井风险因素归类及量化分析。

1.细化完善充实研究方案；

2.得出深井复杂地层岩石<如碳酸盐岩等）在模拟地层温度、压力与渗透压力作用下的强度参数和变形参数及其变化规律和声学响应特征；初步建立基于地球物理特征的岩石力学特征预测理论，形成深井复杂地层岩石力学参数表征方法。

3.评价井下钻头振动模型和钻柱声波传输信道的可行性；确定振动特性随钻测量工具设计方案；初步形成实时上传信息与地面录井数据的融合方案；揭示随钻获取各种参数与井下工况的关系。

4.建立不同卸载情况下井底相互作用模拟实验系统；确定岩石破碎产物分布的分形维数随深度的变化关系；建立粒子射流破岩的基本物理模型。

5.初步获得多相多组分钻井液的流动型态及其演化规律，建立钻井液沿井筒流动的数学模型，获得钻井多相流体循环过程中携岩规律，初步建立多因素响应下的井筒压力解释模型。

6.初步掌握地层漏失特征，以及判断漏失位置、漏速、漏量、漏失压力等参数的方法；结合现场资料，初步得出钻井井壁失稳机理。

7.初步建立地质条件不确定度的定量描述方法及地质条件存在不确定条件下的套管层次及下深确定方法。

建立完成水泥环密封特性测试装置，初步建立套管－水泥环－地层岩石多层结构的相互作用机理、变形和应力分布分析模型和钻井风险因素量化分析模型。

第

二

年

1.归纳总结不同地层的岩体力学环境；选择模型实验中的模拟材料，建立多尺度地质体的物理模型；研究不同岩体力学环境的物理模拟方法和实验响应的观测技术；进行不同岩体力学环境条件下的物理模型实验，地球物理响应与地层压力系统的变化规律。

2.开展井下钻头振动特性数值模拟研究；纵波在钻柱中传输的频散特性研究，声波沿钻柱传输方程的建立与数值求解；研究实时上传信息与地面录井数据的融合方法；研究深井复杂地层钻井过程中相关地质参数与工程参数的表征与解释方法；研究综合利用地震与邻井钻井、测井、录井等获取的各种信息建立钻井地质力学模型的方法。

3.深井复杂地层可钻性及其各向异性的定量评估方法研究；粒子射流的结构特性与调制方法及破岩实验研究；超临界二氧化碳射流破岩的数值模拟和物理模拟实验研究；深井复杂地层钻头与地层相互作用研究；深井复杂地层钻井高效破岩新方法研究；

4.研究井筒内的压力和温度分布规律；建立钻井多相流体携岩数学模型，研究岩屑浓度分布规律及岩屑浓度对环空压力的影响规律；研究超临界条件下温度和压力对相态转化的作用规律；研究井底压力与地层压力的协调机制。

5.开展裂缝、孔洞的压力敏感性研究，探索井眼漏失机理。

分析矿物与堵漏材料的粘接性质，矿物组成、化学反应速度、粘接强度等，初步确定各种漏失的防漏及堵漏用材料。

针对多种类型井漏,优选钻井液体系、提高地层承压能力，合理降低钻井液密度、流动阻力等。

研究适合不同漏失特征的堵漏方法，形成地层承压能力评估模型与井壁失稳的控制准则。

6.井身结构相关的钻井风险分析；开展复杂地层钻井效益分析研究。

钻井方式、钻井工具和钻井参数的破岩效率敏感性分析；钻具动态特性实验研究。

钻井参数敏感性现场实验。

水泥环密封特性实验研究。

基于套管-水泥环-地层整体结构的套管柱载荷分析研究。

基于虚拟仿真技术的套管柱力学可靠性综合评价方法研究。

钻井过程中的风险评价及安全级别判别方法研究。

中期总结。

1.建造出与深井复杂地层地球物理和力学特征相似的多尺度地质体物理模型；建立和完善深井复杂地层岩体力学环境的物理模拟方法和实验响应的观测技术；得出深井复杂地层孔隙流体压力形成机理与地球物理响应特征。

2.给出钻杆结构参数差异对频散特性的影响规律，以及不同结构参数钻杆中的声波传输规律；初步形成实时上传信息与地面录井数据的融合方法及综合利用地震与邻井钻井、测井、录井等获取的各种信息建立钻井地质力学模型的方法；

3.初步建立深井复杂地层可钻性及其各向异性的定量评估模型；初步揭示粒子射流及超临界二氧化碳射流的破岩机理。

初步建立深井复杂地层钻头与地层相互作用模型；提出一种适应深井复杂地层钻井的防斜打快新方法。

4.获得复杂条件下井筒内压力和温度分布规律；建立钻井多相流体携岩的数学模型；获得超临界条件系温度和压力对相态转化的作用机制建立井底压力安全范围的判别准则及模式，初步建立精细控制压力方案。

5.得出井眼漏失及井壁失稳机理，取得规律性认识。

提出不同漏失特征的堵漏方法。

提出地层承压能力评估模型与井壁失稳的控制准则。

6.初步建立井身结构方案实施的钻井安全评价及成本效益分析方法。

得出钻具动态特性及其与钻进参数的响应规律。

得出套管载荷分布规律，初步建立深井复杂地层套管柱的载荷计算模型。

建立钻井过程中的安全级别判别方法。

7.提交中期验收报告

第

三

年

1.采用岩石三轴实验系统模拟深井复杂地层软岩的温度、应力条件，进行高温高压条件下的岩石力学实验；通过实验和细观理论研究高温高压条件下岩石力学行为的细观组织结构和缺陷的演化模式；研究缝洞性围岩体的应力重分布规律及非连续井壁流固耦合机理；基于非线性大变形几何理论，结合深部软岩地层在高温高压条件下的非线性大变形特征，建立高温高压条件下深部软岩变形的分析模型和预测理论。

2.井下钻头振动信息现场采集与数据处理，井下钻头振动特性数值模拟深入研究；声波在钻柱中传输的地面实验研究；研究深井复杂地层钻井过程中相关地质参数与工程参数的表征与解释方法；研究应用钻井实时测量信息，实时修正钻井