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1、中国石油大学（北京）本科毕业设计（论文）题目申报表（由指导教师填写）院系：石油天然气工程学院 专业：石油工程 2010 年 11 月 19日题目名称 岩石强度与钻井液关系的实验指导教师 金衍 职 称 教授题目类型1、工程设计类（ ） 2、理论研究类（）3、实验研究类（） 4、软件设计类（ ）5、综合类（ ） 6、其它 （ ）题目来源1、科研生产（）2、自拟 （ ）题目介绍（含内容、要求、工作量、需要学生数等）在钻井工程中，井壁稳定成为一口井顺利钻进的关键目标，而井壁失稳是钻井过程中普遍存在的一个重大问题，轻则造成钻井时间的延误和钻井费用的增加，重则造成钻井失败、井眼报废。导致井壁失稳的原因很多
2、，包括地质因素、岩性特征、钻井方法等，经常遇到的井壁失稳大致可分为三类：破碎体失稳 (如松软煤层、高度构造破碎体、无胶结砂层等) 、塑性体失稳(如盐岩层、膏层)、泥页岩失稳。目前研究井壁稳定中利用到力学与化学耦合研究，其中化学研究主要以泥浆性能对岩石力学参数的影响为主。钻井液性能是影响井壁稳定的一个重要因素，目前研究认为，在钻井过程中所钻开井壁岩石遇到不适合钻井液，会导致岩石力学参数变化，包括弹性模量、泊松比、粘聚强度、内摩擦角等。这些对井壁稳定十分重要，因此，通过实验研究岩石强度与各种钻井液之间的关系尤为重要。工作量为 14 周左右，需要学生 1 人。专业（教研室）审核意见 专业（教研室）负
3、责人签：年 月 日中国石油大学（北京）本科毕业设计（论文）题目申报表（由指导教师填写）院系：石油工程学院 专业：石油工程 2010 年 12 月 9 日题目名称 火成岩压裂物理模拟实验指导教师 金衍 职 称 教授题目类型1、工程设计类（） 2、理论研究类（ ）3、实验研究类（） 4、软件设计类（ ）5、综合类（ ） 6、其它 （ ）题目来源1、科研生产（）2、自拟 （ ）题目介绍（含内容、要求、工作量、需要学生数等）目前，火山岩油气藏作为一种油气藏类型已受到越来越多的重视，并陆续在国内外含油气盆地中被发现。火山岩地层岩性复杂，孔隙类型复杂，火山岩岩石往往物性差，孔隙度和渗透率都很低，因此世界范
4、围内对火山岩油气藏及其压裂措施认识还不够成熟。由于火山岩储层的特点，因此火山岩压裂难点主要体现在以下几个方面：储层岩性变化大，储集空间种类多，压裂改造中面临着多裂缝问题；火山岩储层裂缝起裂和延伸机理复杂，对裂缝的形态、方位、尺寸和微裂纹发育程度和位置的监测较为困难；压裂过程中如何保护好裂缝、溶孔和溶洞。利用取回的火山岩露头岩心，经过切割加工制作成 300300300mm 的立方体样本，在实验室内开展大型物理模拟实验，对火山岩水力压裂裂缝起裂和延伸规律进行模拟试验研究，实验的目的是发现火山岩储层裂缝起裂和延伸规律，了解火山岩水力裂缝的扩展形态。工作量为 14 周左右，需要学生 1 人。专业（教研
5、室）审核意见 专业（教研室）负责人签：年 月 日中国石油大学（北京）本科毕业设计（论文）题目申报表（由指导教师填写）院系：石油天然气工程学院 专业：石油工程 2010 年 11 月 19 日题目名称 哈萨克斯坦盐层钻井技术对策分析指导教师 金衍 职 称 教授题目类型1、工程设计类（） 2、理论研究类（）3、实验研究类（ ） 4、软件设计类（ ）5、综合类（ ） 6、其它 （ ）题目来源1、科研生产（）2、自拟 （ ）题目介绍（含内容、要求、工作量、需要学生数等）哈萨克斯坦盐层具有以下地质特点：易发生盐溶和塑性蠕变从而引起缩径卡钻、井漏等复杂情况与事故，非均质性差及含盐泥岩层易垮塌等。在钻井施工
6、过程中常常引起卡钻、埋钻、套管挤坏、固井管外水泥挤空等工程事故，施工作业风险极大，甚至因盐层影响无法钻达设计井深或中途报废。盐层是良好的油气盖层，顺利钻穿盐层是盐下油气勘探开发的技术难点之一。若在钻井过程中遇到了盐层失稳问题，轻则造成钻井时间的延误和钻井费用的增加，重则造成钻井失败、井眼报废。因此，深入、细致地研究盐层钻井技术是目前油气勘探开发领域中的一个极为重要的课题。本课题要求学生进行充分的文献调研，结合国内外已有盐层钻井工艺，了解各种工艺技术的利与弊及适用条件，对哈萨克斯坦盐层钻井技术进行研究。工作量为 14 周左右，需要学生 1 人（已确定由留学生做） 。专业（教研室）审核意见 专业（
7、教研室）负责人签：年 月 日中国石油大学（北京）本科毕业设计（论文）题目申报表（由指导教师填写）院系：石油工程学院 专业：石油工程 2010 年 11 月 19 日题目名称 岩石型断裂韧性测试方法初探指导教师 陈勉 职 称 教授题目类型1、工程设计类（ ） 2、理论研究类（）3、实验研究类（） 4、软件设计类（ ）5、综合类 （ ） 6、其它 （ ）题目来源1、科研生产（）2、自拟 （ ）题目介绍（含内容、要求、工作量、需要学生数等）岩石具有复杂的组成及构造特征。石油钻井工程常针对不同物理力学状态的岩石作业，岩石的特征影响生产的安全和工程的顺利进行。就钻完井工程而言，井眼坍塌、压裂作业时裂缝产
8、生及扩展等问题均与岩石本身力学性质有关。例如压裂时裂缝在地层岩石中产生、扩展及延伸效果直接影响压后产量的多少。低渗、超低渗及致密砂岩气等非常规能源的研究与开采，更使得压裂作业常态化，此类问题与岩石破裂及裂纹扩展等息息相关。岩石裂纹扩展规律一直是工程研究中的重要课题之一。国内外研究较多的是、型及复合型裂纹断裂韧性，型裂纹研究仍处于初级阶段，文献报道较少。国外方面，F.G.Buchholz 等对混合加载条件下裂纹扩展的试验结果及断裂特性进行了分析；D.Hull 等对脆性固体复合型裂纹的扩展影响进行了探讨。近十几年来，岩石、型断裂韧度及测试规范的研究较多，岩石及其他脆性材料的 的测试尚属空白。国内方
9、面，周晓军等对岩石型裂CK纹尖端应力场及塑性区进行理论分析；吴力宇、刘金喜等对各向异性材料型裂纹问题的基本解从理论上进行了探讨；倪新华等对金属混合型裂纹相变增韧效应进行了分析；黎立云、宁海龙等针对型裂纹断裂韧性进行了初步的实验探讨和数值模拟研究。本课题要求分析岩石型裂纹情况，研究其在石油工程岩石力学中的相关理论。通过实验研究的方法设计撕开型岩石断裂韧性测试装置，并对岩样进行试验研究，测定型断裂韧度值。试验方法及装置需能够完成岩石断裂韧性测试工作，测得比较稳定的断裂韧度值。工作量为 14 周左右，需要学生 1 人。专业（教研室）审核意见 专业（教研室）负责人签：年 月 日中国石油大学（北京）本科
10、毕业设计（论文）题目申报表（由指导教师填写）院系：石油工程学院 专业：石油工程 2010 年 11 月 19 日题目名称 AE 与 Kaiser 效应实验指导教师 陈勉 职 称 教授题目类型1、工程设计类（ ） 2、理论研究类（）3、实验研究类（） 4、软件设计类（ ）5、综合类（ ） 6、其它 （ ）题目来源1、科研生产（）2、自拟 （ ）题目介绍（含内容、要求、工作量、需要学生数等）岩石的声发射活动能够“记忆”岩石所受过的最大应力，这种效应为凯塞尔效应。凯塞尔效应表明，声发射活动的频度或振幅与应力有一定的关系。在单调增加应力作用下，当应力达到过去已施加过的最大应力时，声发射明显增加。Kai
11、ser 效应的物理机制可认为岩石受力后发生微破裂。微破裂发生的频度随应力增加而增加。破裂过程是不可逆的，但是由于已有破裂面上摩擦滑动也能产生声发射信号，这种摩擦滑动是可逆的。因而加载时应力低于已加过的最大应力也有声发射出现，它们就是那些可逆的摩擦滑动引起的声发射事件。当应力超过原来加过的最大应力时，又会有新的破裂产生，以致声发射活动频度突然提高。本课题要求学生掌握声发射法测量岩石地应力的原理，在此基础上进行理论与实验相结合，通过不同的实验条件设计，研究不同类型的岩石地应力，探讨 Kaiser 效应在岩石地应力测量中的适用性和局限，以及如何提高岩石地应力的认识水平。工作量为 14 周左右，需要学
12、生 1 人。专业（教研室）审核意见 专业（教研室）负责人签：年 月 日中国石油大学（北京）本科毕业设计（论文）题目申报表（由指导教师填写）院系：石油天然气工程学院 专业：石油工程 2010 年 11 月 19 日题目名称 哈萨克斯坦海相地层防漏堵漏技术对策分析指导教师 金衍 职 称 教授题目类型1、工程设计类（ ） 2、理论研究类（）3、实验研究类（ ） 4、软件设计类（ ）5、综合类（ ） 6、其它 （ ）题目来源1、科研生产（）2、自拟 （ ）题目介绍（含内容、要求、工作量、需要学生数等）井漏给钻井造成很大危害，井漏发生后能快速堵漏，最终降低井漏的危害，是十分重要的。只有不断提高防漏堵漏技
13、术，降低钻井成本，才能适应油田开发的需要。对于哈萨克斯坦海相地层，研究防漏堵漏更有其实际意义。因此，很有必要专门开展针对哈萨克斯坦海相地层防漏堵漏技术的研究，以达到顺利完钻，避免钻井事故，降低钻井风险等目的。本课题要求学生进行充分的文献调研，对国内、外的井漏控制技术研究及发展现状进行了解，并结合哈萨克斯坦海相地层的地下情况和技术现状，对如何防漏以及产生漏失后如何堵漏进行技术对策分析。工作量为 14 周左右，需要学生 1 人（已确定由留学生做） 。专业（教研室）审核意见 专业（教研室）负责人签：年 月 日中国石油大学（北京）本科毕业设计（论文）题目申报表（由指导教师填写）院系：石油天然气工程学院
14、 专业：石油工程 2010 年 11 月 19 日题目名称 井壁稳定模拟实验指导教师 陈勉 职 称 教授题目类型1、工程设计类（ ） 2、理论研究类（）3、实验研究类（） 4、软件设计类（ ）5、综合类（ ） 6、其它 （ ）题目来源1、科研生产（）2、自拟 （ ）题目介绍（含内容、要求、工作量、需要学生数等）井壁失稳问题是石油钻井过程中普遍存在并一直困扰石油工业界的一个大问题。据保守估计，井壁失稳每年约会给世界石油工业造成数亿美元的损失。在钻井过程中，泥页岩地层井壁失稳是影响钻井速度及钻井成本的主要原因，各种井下复杂情况与事故约 70%都与泥页岩相关。因此，对泥页岩的井壁稳定进行模拟实验则显得十分必要。通过对水化膨胀现象的直接观测，可以定性乃至定量的对泥页岩水化进行研究，进而评价泥页岩的力学与化学耦合及破坏作用。近些年兴起的泥页岩各种水化膨胀实验方法对泥页岩水化应力的研究起着至关重要的作用。其主要代表实验方法有：DSC 装置，真三轴模拟井眼页岩稳定实验装置，X 射线层析成象页岩稳定实验装置，高温高压页岩膨胀速率测试装置，岩石力学三轴实验系统，泥岩厚壁筒变形测量试验装置等，通过系统回顾近几十年仍不断发展的室内泥岩变形测试实验方法，对现有的实验方法进行改良，为以后的实验研究打下基础，丰富和健全泥岩变形机理，从而有效解决泥页岩井壁稳定性问题。工
