本项目属于石油与天然气工程技术领域。 我国深部地层油气资源十分丰富，东部地区53亿吨的石油资源、中部地区52%的天然气资源以及西部地区73%的石油资源均埋藏在深部地层，开采深部油气已成为我国实现能源增储上产的战略目标。深地油气资源开采过程中，由于岩石硬度高、可钻性级值大和研磨性强等不利因素，造成深井钻进机械钻速缓慢、钻具失效严重等系列问题，最终导致深井作业钻井成本大幅度提高。 当前，我国钻井破岩技术水平仍落后于欧美国家，其主要原因是深部地层破岩机理认识不清和钻井提速方法与工艺的欠缺。因此，本项目组自2010年起，基于国家科技重大专项、国家973计划、国家自然科学基金等项目的支持，与大庆钻探工程公司等单位深入合作，针对深井钻进存在的主要问题展开研究，取得了以下主要研究成果。 （1）发明了岩石可钻性的分形分级方法，制定了"岩屑粒度分形维数十二级"的岩石可钻性分级标准，提出了旋转钻井破岩比功理论，建立了深层油气钻井参数优化及单位进尺成本分形评价方法，提高了钻井参数优化设计的准确度。发明了牙轮钻头和金刚石钻头的分形设计方法，优化设计了牙轮钻头轮齿结构和金刚石钻头金刚石颗粒分布形态，发明了旋冲复合钻头，发明了硬质合金齿和聚晶金刚石复合片混合布齿钻头，提高钻头破岩效率50%以上，延长钻头寿命80%以上。 （2）发明了高频低幅冲击破岩理论及其钻井方法，设计了高频振动冲击破岩模拟实验装置，自主研发了高频低幅冲击破岩工具、自激共振破岩工具等类型的提速工具，设计了实现井底岩石共振的底部钻具组合，节约钻井成本5%以上，提高机械钻速1倍以上。 （3）发明了精细化破岩的钻井理论及工具设计方法，自主研发了近钻头周向谐振冲击器、水力振荡周向冲击器等一系列深层油气钻井提速扭转冲击提速工具，制定了系列工具的现场操作工艺，同比提高机械钻速1倍以上，大幅度延长了钻头的使用寿命。 该成果获得授权发明专利19项，实用新型6项，出版学术专著1部，发表论文44篇，其中SCI/EI检索17篇，研制技术装备1台套，制定技术现场操作工艺2件，培养博士、硕士研究生50名，建成了国家工程技术实验室分研究室1个，组建省级高校科技创新团队1个。此外，部分成果已被写入钻井手册作为行业规范推广应用。周英操、周保中等教授组成的鉴定委员会对分形破岩机理的评价意见为"成果整体达到了国内领先水平，部分成果达到国际先进水平"；李根生院士评价高频低幅冲击破岩理论成果"达到了国际先进水平"；苏义脑院士、千人计划学者Boyun Guo认为扭力冲击提速工具"打破了该技术的国际垄断"、"处于国际领先水平"。 该成果在大庆油田等油气田得到整体应用。提速工具累计应用85套，安全无事故，节约钻头1178只，机械钻速平均提高1倍以上，累计取得经济效益6.92亿元。本项目对我国深层油气资源勘探开发具有重大意义，本技术在国内外同类油田均具有广阔的应用前景。

东北石油大学

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。