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摘要
欠平衡气体相比传统钻井液钻井技术，可提高机械钻速、减少和避免井漏和压差卡钻事故的发生。欠平衡钻井的井筒多相流及控压钻井工艺研究较为完善，但是围绕油气井欠平衡钻井中的CO2气体射流-PDC齿联合破碎高温岩石问题尚不明确。通过单轴压缩与巴西劈裂试验测试高温损伤后岩石力学特性，然后在高压CO2射流-PDC齿切削破岩试验破岩系统上进行联合破碎高温损伤后岩石试验，研究其破岩规律与切削力变化。力学特性测试试验结果表明，随加热温度的增大，砂岩加热后抗拉强度先减小后陡增，抗压强度先减小再增大。切削力与岩石力学参数相关性分析显示，岩石弹性模量与切削力关联度较强。联合破碎岩石的试验结果表明，高压CO2射流能对岩石进行预打击，且射流强化齿前岩屑运移和齿后岩屑的排出，显著降低切削齿阻力，降低破碎岩石所需的切削力。进一步研究岩石加热温度、射流压力和喷嘴直径等工况参数的影响，当流体压力、喷嘴直径、射流温度分别为20 MPa、2 mm、45℃时，射流对砂岩的打击、携岩效果良好，切削力小，有利于破岩。本研究对指导高温井气体钻井技术和配套钻头研发具有重要指导意义。
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