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页岩油藏压裂水平井压-闷-采参数优化研究
陈志明, 赵鹏飞, 曹耐, 廖新维, 王佳楠, 刘辉
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2022005
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 4293KB](0)
摘要:
页岩油藏的多段压裂水平井压-闷-采过程中,缺乏系统完善的页岩油藏多段压裂水平井参数优化的方法,因此,根据动态反演理论建立了压裂参数优化方法。首先,根据页岩油藏压裂后形成的复杂缝网,采用数值理论和离散裂缝方法,建立了考虑页岩油储层特征和复杂天然裂缝的多段压裂水平井数值模型(EDFM-NM),得到了含离散分布的天然裂缝的油藏压力解及多段压裂水平井的瞬态压力数值解;其次,应用动态分析方法以及生产历史约束,建立了包括段间距、闷井时间和井距优化的方法。应用研究的优化方法对长庆页岩油XC井进行实例分析,结果表明,实例井合理段间距为100~125 m,合理闷井时间为25~35 d,合理井距为590~610 m。研究结果为长庆油田页岩油藏压-闷-采过程压裂参数优化提供了理论基础。
气驱-水驱联合特征曲线在气顶边水油藏中的应用
岳宝林, 祝晓林, 刘斌, 陈存良, 王双龙
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2022014
[摘要](15) [HTML全文](3) [PDF 1717KB](2)
摘要:
气顶边水油藏进入中晚期后,面临着气窜与水侵的双重难题,需要评价效果,并基于评价结果调整开发策略,但无法直接应用气驱特征曲线或水驱特征曲线评价该类油藏的开发效果。因此,基于稳定渗流理论,推导气驱特征曲线的关系式,并将其与水驱特征曲线的关系式联立,建立了计算不同阶段气驱产油量占总产油量比例的方法,利用该方法可计算出气顶边水油藏气驱与水驱的采出程度,据计算结果可调整开发策略。计算出锦州X油田3井区所开发气顶边水油组上部当前气驱采出程度为24.3%,下部当前水驱采出程度为48.4%,发现该油组上部气驱采出程度低,计划实施屏障注水提高该油组的采收率。研究表明,可采用气驱-氺驱联合特征曲线评价气顶边水油藏的开发效果。
鄂尔多斯盆地神府区块小井眼优快钻井关键技术
贾佳, 夏忠跃, 冯雷, 李建, 王烊
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021110
[摘要](6) [HTML全文](2) [PDF 2143KB](2)
摘要:
鄂尔多斯盆地神府区块为致密气产区,为进一步提高该区块的机械钻速、降低钻井成本,开展了小井眼优快钻井技术研究。将井眼轨道由“直—增—稳—增—稳”优化为与地层走向精确匹配的“直—增—降—稳”结构,提高了钻井效率;基于钻速对钻头进行了优化设计,改变了钻头布齿密度,调整了钻头切削齿尺寸和后倾角,增强了钻头的稳定性和耐磨性;优化了钻具组合,优选了钻杆尺寸,改进了螺杆钻具,研制了用于提速的三维振动钻井冲击器;进行了钻井液性能提升,使用了仿生润滑剂,改进了钻井液配方;另外,优化了钻井参数。通过上述措施形成的小井眼优快钻井关键技术在神府区块8口井进行了应用,实现了二开一趟钻钻井,机械钻速提高50%以上,钻井周期缩短45%,取得了显著效果。神府区块小井眼优快钻井关键技术,为该区块后续致密气井钻井提供了技术支撑,对国内其他地区的致密气井钻井也具有借鉴作用。
隔水管充气双梯度钻井调压水深和充气速率研究
祝效华, 冉亮, 敬俊, 孙汉文, 王成涛
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021053
[摘要](381) [HTML全文](140) [PDF 2132KB](62)
摘要:
为准确了解隔水管充气双梯度钻井调压水深和充气速率特性,根据气液两相流漂移流理论,考虑了气体在流动过程中体积受隔水管环空压力变化的影响,建立了隔水管环空压力计算微元模型,推导出了隔水管充气双梯度钻井充气速率计算模型,并利用现场试验数据验证了模型计算结果的准确性。以南海某深水井为例,利用所建模型分析了施工参数对隔水管充气双梯度钻井调压水深、泥线处环空压力和充气速率的影响。结果表明:进行隔水管充气双梯度钻井时,在0~300.00 m水深段充气对井底压力的调整效果最明显,反应最迅速;在300.00~1 100.00 m水深段,充气只是起到辅助调整井底压力的作用;在水深超过1 100.00 m处充气实现双梯度钻井所需的充气速率非常大;井口回压较小时,通过充气调节海底泥线处隔水管环空压力的效率高。研究表明,进行隔水管充气双梯度钻井时,应根据水深选择充气点,合理配置充气管路。
厚油层注采井间纵向波及规律定量计算与评价
张静, 郑彬, 李红英, 刘玉娟, 闫志明
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021124
[摘要](6) [HTML全文](2) [PDF 3731KB](0)
摘要:
LD10-1厚油层油田自投入开发,历经多轮次调整,纵向波及异常复杂。针对这一问题,以渗流理论为基础,充分考虑油水两相流动、有效渗透率和密度随饱和度变化,建立水滴质点在平面和纵向的运动方程,形成了一套完整的描述厚油层注采井间纵向波及的数学模型。模型计算结果表明,注采量越大,原油粘度越大,注采井距越小,渗透率越小,含水率越低,渗透率变化程度越高,注入水纵向波及程度越高。油层厚度仅对水滴质点运移路径产生影响,不会影响波及程度。同时,厚油层注采量界[1]限为180 m3/d,原油粘度界限为200 mPa•s。定油层厚度时注采强度界限为3 m3/(d·m),定注采强度时油层厚度界限为30 m。研究结果表明,采用注水开发的厚油层,注入水受重力作用下渗,纵向波及程度随降低之,影响采收率,因此,定量评价厚油层注采井间纵向波及规律可为认识剩余油分布和提高纵向波及程度提供理论指导。
低压耗增强型水力振荡器的研制与现场试验
李建亭, 胡金建, 罗恒荣
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021137
[摘要](16) [HTML全文](3) [PDF 1671KB](2)
摘要:
应用水力振荡器可以解决复杂结构井钻井过程中存在的摩阻大、托压严重等问题,但常规水力振荡器存在压耗高的问题,使地面机泵超负荷运转而出现故障。为此,通过在振荡短节中增加1个固定活塞、增大偏心阀过流孔直径、在花键芯轴的花键端部和底部过渡位置增加过流槽等措施,对常规水力振荡器的结构进行了优化,增大了活塞反馈面积和过流面积,减小了水力振荡器的能量损耗,研制了低压耗增强型水力振荡器。室内测试结果表明,该水力振荡器的压降明显减小,达到了设计要求。该水力振荡器在胜利油田义184-斜37井进行了现场试验,各项指标满足设计和使用要求,解决了拖压问题,提高了机械钻速,且压降较常规水力振荡器有明显降低。研究结果表明,低压耗增强型水力振荡器的压降低,可有效解决托压严重、摩阻大的难题,满足复杂结构井安全高效钻井的需求。
基于应力反演的页岩可压性评价方法
刘尧文, 卞晓冰, 李双明, 蒋廷学, 张驰
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021098
[摘要](17) [HTML全文](6) [PDF 1999KB](3)
摘要:
页岩地应力及可压性评价是压裂施工设计的基础,由于页岩构造和组分的特殊性,目前尚难以建立统一的可压性评价方法。为此,以川东南某页岩区块为研究对象,基于该页岩气区块十余口压裂井196段施工数据,在建立井口压力与井底压力实时转换模型的基础上,反演了该区块储层的破裂压力和水平主应力,反演结果与岩心测试结果相对误差低于10%;综合考虑储层岩石特性和施工工艺参数,选取脆性指数、最小水平主应力梯度、储层破裂压力梯度、两向水平主应力差异系数、综合砂液比、滑溜水占比、40/70目支撑剂占比等7个参数作为评价参数,通过变异系数法获得各评价参数的权重,建立了基于应力反演的页岩可压性评价方法。利用该方法计算了目标区块进行放喷测试4口井的综合可压性指,发现综合可压性指数与测试产量具有较好的正相关性。其中1口井一些层段在利用该方法评价计算地质特征相似已压裂层段综合可压性指数的基础上,通过调整施工参数,使综合评价参数提高。研究表明,基于应力反演的页岩可压性评价方法可充分利用施工数据,指导页岩气井压裂施工,对于实现页岩气井一段一压裂策略、精细压裂,提高单井产能及区块整体开发效果具有重要意义。
超低密度水泥固井质量评价方法
吴天乾, 宋文宇, 谭凌方, 张军义, 杨春文, 郭胜来
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021111
[摘要](14) [HTML全文](9) [PDF 1975KB](1)
摘要:
为了准确评价超低密度水泥固井质量,采用室内实验方法,研究了养护时间、温度和密度等参数对超低密度水泥的强度和声学特性的影响规律,拟合得到不同密度水泥抗压强度与纵、横波声速之间的关系方程;结合套管井井下声场分析结果,构建了基于抗压强度的超低密度水泥测井评价相对声幅改进算法,并建立了基于抗压强度的相对声幅校核图版。验证结果表明,对于漂珠类水泥浆体系,相对声幅与抗压强度存在着较好的对应关系,随着抗压强度的增加,相对声幅降低;在相同抗压强度条件下,相对声幅随着密度的增加而降低。研究表明,应用超低密度水泥浆固井质量评价相对声幅校核图版,可以显著地提高固井质量评价的准确性和针对性。
石墨烯增强铝基可溶球座研制与性能评价
魏辽
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021134
[摘要](10) [HTML全文](8) [PDF 1965KB](0)
摘要:
为解决水平井多级投球滑套球座在钻除过程中存在的钻除效率低、钻除不彻底影响作业工具重入等问题,研制了石墨烯增强铝基复合材料用于制备滑套可溶球座。利用石墨烯及碳化硅陶瓷颗粒增强铝合金,结合粉末冶金方法,制备得到石墨烯增强铝基复合材料,其具有高强度、高硬度和在盐水环境下实现自行快速溶解等特点,屈服强度达469 MPa,表面硬度达170 HBW。采用石墨烯增强铝基复合材料加工的可溶球座经砂比30%的含砂压裂液在排量4 m3/min条件下冲蚀26 h后,仍然具备密封承压能力,整体重量仅减少2.1%;在90 ℃、4%的KCl溶液中浸泡32.5 h后能够完全溶解。研究表明,研制的石墨烯增强铝基可溶球座满足多级滑套压裂大排量、高砂比和长时间作业要求,压裂后能在井下液体环境下自行溶解实现井筒全通径,为储层二次改造提供了清洁、安全的井筒条件。
渤海油田液压控制智能分注优化关键技术
赵广渊, 王天慧, 杨树坤, 李翔, 吕国胜, 杜晓霞
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021125
[摘要](55) [HTML全文](51) [PDF 1759KB](8)
摘要:
针对渤海油田常规液压控制智能分层注水技术调配精度低、分注层数少、不满足小井眼应用需求和无法实时监测井下注水数据等问题,开展了数字解码器研制、井下流量控制阀调节级数优化、配套大排量涡街流量计和分层调配方案设计等技术研究,形成了渤海油田液压控制智能分注优化关键技术。优化后,最大分层数达到6层,不同规格的流量控制阀调节级数分别增大至11级和7级,满足了ϕ82.6 mm小井眼注水井的应用要求,可实现地面实时监测井下数据。该技术在渤海油田应用20井次,系统运行稳定可靠,井下水嘴控制调节灵活,井下数据上传高效,测试精度高于95%,平均单井调配周期缩短至1 d,应用效果良好。应用结果表明,该技术可有效提高各层注水效率,对同类油藏的注水开发具有一定的技术参考价值。
盐岩蠕变对水泥环气密封完整性影响规律研究
谢关宝, 滕春鸣, 柳华杰
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021113
[摘要](161) [HTML全文](60) [PDF 2344KB](22)
摘要:
盐岩具有可溶性及可塑性,钻井及固井过程中易发生塑性变形或蠕动流动,导致井眼呈不规则形状,使套管发生变形或被挤毁,影响盐岩层段井筒气密性,从而影响油(气)井的正常生产及安全。为了给盐岩层段的井筒气密性评价提供理论依据,基于岩石物理试验及三维有限元法,分析了盐岩地层对固井一界面、二界面气密性的影响。结果表明:固井一界面对气体的密封能力强于水泥石本身的气密性,盐岩蠕变可增强固井二界面的气密能力;盐岩层气体密封能力主要取决于固井二界面的密封能力和水泥石自身密封能力;盐岩层气体密封能力与界面接触压力呈复杂正相关性,得到了固井二界面气体密封压力定量评价模型。固井二界面气体密封压力定量评价模型可对目标区盐岩地层气密性评价提供实践指导,对其他地区类似地层固井施工也具有借鉴作用。
纳米材料改善压裂液性能及驱油机理研究
刘建坤, 蒋廷学, 黄静, 吴春方, 贾文峰, 陈晨
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021118
[摘要](107) [HTML全文](50) [PDF 2295KB](24)
摘要:
为给研发功能性压裂液提供理论依据和基础,在纳米尺度(50 nm)对SiO2进行C8和季铵盐(QAS)修饰,合成了疏水纳米材料SiO2-C8和疏水带电纳米材料SiO2-QAS,评价了SRFP型聚合物清洁压裂液分别加入SiO2,SiO2-C8及SiO2-QAS等3种纳米材料后的配伍性、稳定性及综合性能;利用量化模拟手段,建立了纳米材料在砂岩表面的吸附结构模型及吸附动力学模型,分析了纳米材料在砂岩表面的吸附及油水分离特征。试验及模拟结果表明:SiO2,SiO2-C8及SiO2-QAS等3种纳米材料在压裂液中具有较好的分散稳定性,可有效降低表界面张力,表现出良好的耐温、耐剪切性能;SiO2-C8和SiO2-QAS加入压裂液后有利于砂岩表面油分子被置换出,促进油水分离;SiO2-C8和SiO2–QAS加入压裂液后可有效改善压裂液性能,提高驱油效果,降低压裂液波及范围内的含油饱和度。研究结果可为功能性压裂液发展和研制提供理论依据,为优化致密油、页岩油压裂方案和优选压裂液提供参考。
苏里格致密气藏超长水平段水平井钻井完井关键技术
史配铭, 倪华峰, 石崇东, 王学枫, 王万庆, 屈艳平
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021056
[摘要](79) [HTML全文](43) [PDF 1883KB](14)
摘要:
针对苏里格气田致密气藏超长水平段水平井钻井完井过程中循环泵压高、摩阻扭矩大、机械钻速低、井眼清洁困难、完井套管柱下入困难等问题,分析了超长水平段水平井钻井完井技术难点,进行了高效钻具和钻井设备优化配置、井眼轨道设计和井眼轨迹控制、水平段钻井提速和清洁,以及旋转导向钻井、强抑制润滑性水基钻井液和“旋转引鞋+套管”漂浮下入等技术研究,形成了苏里格致密气藏超长水平段水平井钻井完井关键技术。现场试验2口井,平均井深7 027 m,平均水平段长3 719.5 m,钻井周期50.93 d,取得了很好的效果。其中,靖50-26H1井完钻井深7 388 m,水平段长4 118 m,创造了长庆油田井深最大和国内陆上油气井水平段最长2项纪录。研究与试验结果表明,该技术可为苏里格致密气藏高效勘探开发提供技术支撑,也可为国内致密气超长水平段水平井安全高效钻井完井提供借鉴。
裂缝性致密油藏注水吞吐转不稳定水驱开发模拟
邸士莹, 程时清, 白文鹏, 尚儒源, 潘有军, 史文洋
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021135
[摘要](70) [HTML全文](35) [PDF 2410KB](4)
摘要:
为解决裂缝性致密油藏经多轮次吞吐后,产量降低过快的问题,以天然裂缝较为发育的某致密油藏M区块为例,综合考虑基质、天然裂缝和压裂裂缝的物性和压力差异,开展了数值模拟研究,分析了裂缝尖端应力场和裂缝扩展特征。在此基础上,对比分析了注水吞吐、不稳定水驱的开发效果。结果表明,地层压力随注水时间延长逐渐升高,当地层压力高于裂缝开启压力时,天然裂缝发生扩展并沟通压裂裂缝,形成复杂动态缝网。不稳定水驱开发能够充分发挥渗吸和驱替作用,改变注水量能够有效防止水窜,形成相对均匀的驱替前缘。模拟结果表明,生产相同时间下,采用周期注水时累计产油量较采用注水吞吐方式提高约18%,开发效果显著改善。将开发方式转变为不稳定水驱,能够有效提高裂缝性致密油藏水平井产量,为裂缝性致密油藏水平井开发方式优化提供理论依据。
厄瓜多尔Tambococha油田水平井钻井液技术
曹辉, 李宝军, 赵向阳
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021104
[摘要](45) [HTML全文](34) [PDF 1617KB](0)
摘要:
厄瓜多尔Tambococha油田位于高孔高渗区块,下部地层松散且微裂缝发育,在水平井钻进中易发生井壁垮塌及储层损害问题。为此,以聚合醇XCS-III和乳化石蜡G325为主剂,通过优选其他环保型处理剂,研制了强封堵储层保护水基钻井液。该钻井液利用乳化液滴、浊点效应、微米颗粒及刚性粒子等的协同封堵作用来降低油水界面张力,阻止钻井液进入地层,从而达到防塌封堵和储层保护的目的。室内试验表明,该钻井液抑制性较强,岩屑在其中的线性膨胀率与在清水中相比降低了64.8%;封堵性能好,其粒径分布与理想充填曲线能够较好拟合;储层损害小,对Napo组U层岩心平均伤害率10.25%;环保性能好,钻井液重金属含量等达到了污水排放标准要求。该钻井液在Tambococha油田15口水平井成功应用,钻井过程中井眼稳定、起下钻顺畅,钻后平均单井日产原油超过300 t,产油量较邻井提高近90%,且钻井废液及钻屑环保指标均达到EPA1311排放标准要求。研究结果表明,该强封堵储层保护水基钻井液,能够满足厄瓜多尔Tambococha油田水平井钻井提速及储层保护技术需求。
加拿大M致密砂岩气藏高效开发技术研究与应用
王平, 沈海超
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021123
[摘要](47) [HTML全文](38) [PDF 1853KB](4)
摘要:
针对低气价下加拿大M致密砂岩气藏如何实现经济高效开发的问题,开展了开发层系划分、钻井完井施工参数优化、优快钻井完井施工及压后返排和井工厂开发等方面的技术攻关,形成了地质工程一体化的巨厚砂岩储层开发层系划分技术、机器学习大数据分析钻井完井施工参数匹配技术、水平井低成本优快钻井技术、闷井返排技术及井工厂立体开发技术等关键技术。现场应用后,M气藏钻井完井施工效率大幅提升,钻井完井成本显著降低,单井产能显著提升,实现了效率增、成本降的良好局面。M致密砂岩气藏的成功开发,为我国非常规气藏高效开发提供了技术借鉴。
仿生PDC齿旋转状态的温度场和破岩特性模拟研究
吴泽兵, 席凯凯, 赵海超, 黄海, 张文超, 杨晨娟
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021114
[摘要](65) [HTML全文](26) [PDF 3048KB](10)
摘要:
针对常规PDC钻头破岩效率低、钻头泥包和使用寿命短等问题,以穿山甲鳞片、蝼蛄爪趾、鲨鱼牙齿和扇贝壳作为仿生原型,从多个维度进行结构仿生,设计了一种新型耦合仿生PDC齿。采用有限元法、弹塑性力学等方法,建立了仿生PDC齿的破岩仿真模型,利用有限元软件ABAQUS的温度–位移耦合显式侵彻接触算法和显式动力学模块,研究了仿生PDC齿破岩过程中温度场的变化规律和破岩方式,并与常规PDC齿进行了模拟对比。模拟结果表明:仿生PDC齿与常规PDC齿在破岩时的温度传递过程存在较大差异;仿生PDC齿能够防止钻头泥包的产生,且能够减少摩擦热的集聚,避免高温热失效,延长其使用寿命;仿生PDC齿破岩速度更快,对岩石的破碎更加彻底。研究表明,仿生PDC钻头的现场适用性较好,具有较好的现场推广应用价值。
环空加压固井对双层套管水泥环界面径向应力的影响
丁士东, 刘奎, 刘小刚, 周仕明, 陶谦, 李鹏程
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021052
[摘要](71) [HTML全文](29) [PDF 1835KB](13)
摘要:
环空加压固井技术有效提高了水泥环密封能力、降低了环空带压问题的发生,为了准确掌握其作用的力学机理,基于弹性力学和界面位移连续条件,考虑环空加压固井工艺施工过程,建立了环空加压固井套管–水泥环界面应力计算模型,研究了环空加压固井对提高双层套管-水泥环系统密封能力的力学机理,并采用试验方法验证理论模型的准确性。利用建立的力学分析模型,研究了各因素对界面密封能力的影响规律。研究结果显示:增加固井过程中环空加压压力可显著增大界面上产生的径向压应力,提高水泥环的密封能力;界面径向应力随环空压力增大呈线性增加;环空加压固井对提高内层套管–水泥环界面密封能力的效果更好;水泥环弹性模量越大,界面处的径向应力越大,密封能力越强。研究结果表明,环空加压固井能显著提高界面密封能力,利用建立的力学模型能定量计算界面径向应力的。研究成果对油气井环空加压固井工艺设计与施工具有重要意义。
临兴-神府井区废弃钻井液处理技术
王景
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021112
[摘要](46) [HTML全文](15) [PDF 1612KB](4)
摘要:
为了解决临兴-神府井区废弃钻井液处理效率低、处理成本高等问题,开展了废弃钻井液无害化处理与重复利用技术研究。在分析废弃钻井液特性以及处理难点的基础上,研发了无毒、廉价的复合高效固化剂和复合铝盐破胶剂,产生的破胶压滤液经处理后用于复配钻井液;结合减量处理设备,研究形成了废弃钻井液无害化处理与重复利用工艺技术。现场试验表明,废弃钻井液经减量处理设备分离后,钻屑含液率低于30%,钻屑重量减少20%~40%;固相含量大的废弃钻井液加入15%固化剂进行固化处理,24 h后即可直接运输,3 d后固化物浸出液满足环保要求;含水率较高的废弃钻井液中加入4.29%破胶剂,即可实现高效破胶,破胶压滤液经处理后可用来复配钻井液,其性能满足钻井要求。废弃钻井液无害化处理与重复利用技术解决了临兴-神府井区废弃钻井液处理难题,具有较好的推广应用价值。
缝面摩滑:深部裂缝性地层钻井液漏失加剧的新机制
康毅力, 田国丰, 游利军, 闫霄鹏, 许成元
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021033
[摘要](60) [HTML全文](38) [PDF 2475KB](13)
摘要:
裂缝性地层钻井完井过程中,钻井液漏失是最严重的储层损害方式,更是长期影响安全高效钻井的复杂工程问题之一。针对深层裂缝性地层在初次堵漏失败后多发生漏失量更大的重复性漏失的问题,设计并进行了裂缝面间摩擦滑动(简称缝面摩滑)前后的裂缝封堵模拟试验,以钻井液环境下岩板与岩块的摩擦滑动试验、基于微压痕的岩石力学参数测试、表面三维扫描等手段为辅,分析了钻井液侵入对天然裂缝缝面摩滑的诱发作用,探讨了缝面摩滑对裂缝性储层钻井液漏失的影响。钻井液侵入天然裂缝,油基钻井液与水基钻井液均能使岩石缝面摩擦因数减小,油基钻井液使岩石缝面摩擦因数减小的作用更强,这会诱发缝面摩滑形成错位裂缝,为钻井液漏失加剧提供通道和空间;缝面摩滑可使裂缝渗透率增大,导致钻井液封堵能力降低,钻井液漏失加剧;摩擦滑动后缝面更光滑,可能会进一步扩大错位程度,使裂缝长度和宽度大幅增大,造成钻井液漏失加剧。研究结果表明,缝面摩滑是导致深部裂缝性地层钻井液漏失加剧的原因之一,提高天然裂缝面之间的摩擦因数、有效控制缝面摩滑可控制深部裂缝性地层钻井液漏失。
S井超深超高温碳酸盐岩断溶体油藏大型酸压关键技术
李新勇, 李骁, 赵兵, 王琨, 苟波
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021068
[摘要](57) [HTML全文](25) [PDF 2434KB](8)
摘要:
S井目的层埋深8 270.0 m,地层温度高达182 ℃,属于典型的超深超高温断溶体储层,工程地质条件和井筒条件复杂,酸压改造面临巨大挑战。针对上述酸压改造难点,开展酸压工艺优化研究,提出“回填井段集中改造+酸损伤降破+管柱浅下、加重压裂液组合提排量+前置液造缝+交替注入造高导流裂缝+自生酸疏通远端断溶体”复合酸压技术,通过实验优选一套超高温工作液体系,基于数值模拟推荐工作液规模,优化大型酸压方案。超高温工作液体系包括180 ℃聚合物压裂液、160 ℃加重瓜胶压裂液、160 ℃交联酸和自生酸、推荐压裂液规模为1 800~2 200 m3,酸液规模为800~1 000 m3。现场试验表明,相同注液排量下,注加重压裂液的井口压力比注聚合物压裂液井口压力降低7%,降低施工压力效果明显。S井大型酸压后,天然气测试产量为10.45×104 m3/d,取得了顺北4号断裂带开发的突破,也为类似油藏大型酸压方案优化设计提供了宝贵经验。
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2021-06期封面
2021, 49(6): 0-0.  
[摘要](38) [HTML全文](10) [PDF 4381KB](19)
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2021-06期目录
2021, 49(6): 1-2.  
[摘要](31) [HTML全文](15) [PDF 391KB](13)
摘要:
专家视点
基于早期返排历史数据的水平井分段压裂效果评价方法
虞绍永
2021, 49(6): 1-7.   doi: 10.11911/syztjs.2021136
[摘要](109) [HTML全文](77) [PDF 5641KB](39)
摘要:
压裂液早期返排历史数据可用于评价水平井分段压裂效果,而有效裂缝孔隙体积是反映压裂效果的重要参数,但目前基于压裂液返排历史数据的有效裂缝孔隙体积计算方法存在准确性不高的问题。为此,基于北美最新的基于返排历史数据计算初始有效裂缝孔隙体积的研究成果,应用产量不稳定试井中的流动物质平衡方法,结合传统的产量递减方法,提出了一种利用返排历史数据定量求取有效裂缝孔隙体积的方法,并以国内某口分段压裂的致密油水平井为例,详细介绍了该方法的计算分析过程,计算发现,仅有21%的注入压裂液对裂缝导流能力有贡献。研究结果表明,该方法能有效提高有效裂缝孔隙体积计算结果的准确性,可以对水平井分段压裂效果进行正确评价。
钻井完井
带旋转导向工具的底部钻具组合横向振动特性研究
狄勤丰, 芮子翔, 周星, 冯大军, 王文昌, 陈锋
2021, 49(6): 8-16.   doi: 10.11911/syztjs.2021059
[摘要](172) [HTML全文](90) [PDF 3094KB](55)
摘要:
为了提高旋转导向工具的井眼轨迹控制效果及作业安全性,研究了带静态推靠式旋转导向工具底部钻具组合(RSBHA)的横向振动特征。静态推靠式旋转导向工具通过控制3个导向翼肋的驱动压力实现井眼轨迹控制,可以将其等效为偏心距和偏心方位角已知的偏心稳定器;建立RSBHA的三维小挠度静力学模型,基于加权余量法确定RSBHA在钻压作用和井壁约束下的空间构形,获得上切点的位置;以上切点到钻头的距离作为横向振动的有效长度建立有限元模型,利用振型叠加法求解RSBHA的横向振动响应,分析工作参数和结构参数对其横向振动的影响。算例结果发现:转速约为138 r/min时, RSBHA的动态位移在距钻头8.20,18.10,24.60和31.60 m处较大;钻压对RSBHA最大弯曲应力的影响较小;偏心距和偏心方位角对RSBHA横向振动特性的影响较大,对于某些特定的偏心距和偏心方位角,RSBHA最大弯曲应力会明显增加。研究结果表明,结构参数和工作参数对RSBHA的横向振动影响较大,应对其进行优化设计,以确保旋转导向工具的应用效果和钻井作业安全。
四川盆地泸州区块深层页岩气水平井钻井关键技术
王建龙, 于志强, 苑卓, 冯冠雄, 柳鹤, 郭云鹏
2021, 49(6): 17-22.   doi: 10.11911/syztjs.2021062
[摘要](193) [HTML全文](82) [PDF 1702KB](66)
摘要:
四川盆地泸州区块深层页岩气水平井钻井周期长、机械钻速低、钻具振动大,特殊岩性地层可钻性差、水平段井眼易失稳、地层温度高,且摩阻扭矩大、卡钻风险高。为保证作业安全,降低钻井成本,开展了水平井井身结构优化、水平段井眼轨道优化及轨迹控制等技术研究,推荐了激进钻井方式的最优参数,优选了特殊岩性地层减振提速和高效破岩技术;结合地面降温设备先导试验,优选了钻井液体系,并优化了钻井液性能参数,最终形成了泸州区块深层页岩气水平井安全高效钻井关键技术。该技术在泸州区块 4 口井中进行了试验,试验井平均井深5 601 m,水平段长1 884 m,钻井周期平均缩短14.5%,未发生井下故障。研究结果表明,该技术满足泸州区块安全高效钻井和推广应用要求。
盐池区块深层页岩气水平井钻井关键技术研究
石崇东, 王万庆, 史配铭, 杨勇
2021, 49(6): 23-28.   doi: 10.11911/syztjs.2021007
[摘要](218) [HTML全文](51) [PDF 1532KB](95)
摘要:
为进一步提高鄂尔多斯盆地盐池区块非常规油气资源的勘探开发效果,在分析深层页岩气水平井钻井技术难点的基础上,采用了“双级PDC钻头+单弯螺杆”侧钻工艺,以提高大井眼侧钻效率;优化了“多粒径桥塞+纤维水泥”堵漏工艺,以提高堵漏效果、降低堵漏成本;研发了高性能纳米封堵水基钻井液体系,以实现页岩气水平段安全钻进;设计了个性化PDC钻头,并配合PowerDrive Orbit在水平段应用,最终形成了深层页岩气钻井关键技术。该技术在盐池区块忠平1井的现场试验结果表明,侧钻效率明显提高,井下故障显著减少,取得了很好的现场效果。研究结果表明,深层页岩气钻井关键技术可以解决盐池区块深层页岩气水平井钻井技术难点,对提高该区块非常规油气资源的勘探开发效果具有重要作用。
苏里格气田水平井井身结构优化及钻井配套技术
史配铭, 李晓明, 倪华峰, 石崇东, 姜庆波, 程华林
2021, 49(6): 29-36.   doi: 10.11911/syztjs.2021057
[摘要](111) [HTML全文](58) [PDF 1666KB](26)
摘要:
苏里格气田致密气藏埋藏深,钻遇地层塌漏问题突出,机械钻速低,前期水平井采用三开井身结构,难以达到钻井持续提速和降低钻井成本的目的。为此,在开展缩短中完周期、优化封固段和井眼尺寸等方面的理论分析,并进行井身结构优化过渡性方案现场试验的基础上,提出了井身结构优化思路,分析了可行性;然后,进行了封固段优选、井眼尺寸优化,设计了水平井小井眼二开井身结构。基于此井身结构,研究了井眼轨迹控制、个性化钻头和配套提速工具优选、强抑制高效润滑钻井液分段措施优化等关键钻井配套技术。该技术在19口井进行了现场应用,解决了长裸眼段“塌漏同存,上漏下塌”的问题,提高了各井段的机械钻速,大幅度缩短了钻井周期。研究结果表明,小井眼二开井身结构设计合理,钻井配套技术提速效果显著,可在苏里格气田水平井钻井中推广应用。
吉兰泰油田吉华1区块超浅层水平井钻井关键技术
谭天宇, 邱爱民, 汤继华, 李浩, 席佳男, 霍丽芬
2021, 49(6): 37-41.   doi: 10.11911/syztjs.2021038
[摘要](262) [HTML全文](110) [PDF 1487KB](77)
摘要:
吉兰泰油田吉华1区块在钻超浅层水平井时,由于上部白垩系地层松软,下部片麻岩地层硬度高、可钻性差、非均质性强,存在造斜率难以保证、钻井周期长、硬地层水平段延伸困难和后期固井套管下入困难等问题。针对该情况,开展了超浅层水平井钻井技术研究。结合该区块的地质特性,应用片麻岩岩石力学参数进行模拟计算,优化了井身结构,进行了PDC个性化钻头设计,优化了钻具组合及提速工具,并集成环保性好、储层保护效果好的低固相钻井液和漂浮下套管等配套技术,形成了吉兰泰油田吉华1区块超浅层水平井钻井关键技术。现场应用4口井,均未发生任何井下复杂情况,成井效果良好,为该区块后续的水平井开发提供了技术支撑。
涠西南凹陷勘探开发一体化开发评价井钻探模式研究
陈奎, 朱绍鹏, 邹明生, 盖永浩, 董志华, 朱玉双
2021, 49(6): 42-49.   doi: 10.11911/syztjs.2021108
[摘要](60) [HTML全文](35) [PDF 3168KB](10)
摘要:
为了推动北部湾盆地涠西南凹陷海上勘探开发一体化,解决传统的“探井—评价井—开发井—调整井”接力钻探模式评价时间久、建产周期长、开发经济门槛高、许多探明与控制地质储量难以动用等问题,提出了开发评价井钻探模式。开发评价井钻探模式包括开发模式和勘探模式。开发模式依托生产平台实现快速建产,分为生产平台钻探模式、生产井项目钻探或兼探模式;勘探模式针对生产平台范围外目标进行评价,落实储量规模、规避开发风险,分为快速评价模式、滚动探井兼探模式。上述4种开发评价井钻探模式在涠西南凹陷取得了显著的应用成效,已钻探45口开发评价井中有37口井取得成功,成功率达到82%。研究认为,开发评价井钻探模式能够落实新增探明地质储量并动用难动用储量,有效促进油田可持续开发,对于勘探开发成熟区研究具有指导和借鉴意义。
东营地区地热回灌井钻井完井技术研究与试验
李成嵩, 王银生
2021, 49(6): 50-54.   doi: 10.11911/syztjs.2021130
[摘要](95) [HTML全文](35) [PDF 1560KB](32)
摘要:
为了解决砂岩热储地热水回灌难题,确保地热资源的持续开发利用,开展了胜利油田东营地区地热回灌井钻井完井技术研究。在分析热储层地质特点及回灌井钻井完井技术难点的基础上,将油田油气井的钻井和射孔完井工艺应用到地热回灌井中,进行了钻具组合、钻井液和完井技术研究,形成了地热回灌井钻井完井技术,并在探灌1井进行了现场试验。结果表明,探灌1井热储层位于沾化凹陷馆陶组,试水温度68 ℃,试水水量90~105 m3/h,回灌量90~105 m3/h,实现了完全回灌。东营地区地热回灌井钻井完井技术解决了砂岩地热水回灌技术难题,保障了该地区地热能产业的健康发展,具有较好的推广应用价值。
库车山前固井环空钻井液低剪切流变特性研究
兰焜翔, 张兴国, 艾正青, 袁中涛, 徐力群, 刘忠飞
2021, 49(6): 55-61.   doi: 10.11911/syztjs.2021058
[摘要](167) [HTML全文](79) [PDF 2230KB](31)
摘要:
针对塔里木盆地库车山前构造带超深天然气井四开、五开固井下套管时频繁漏失的问题,分析了下套管过程中环空钻井液的实际剪切速率,根据赫–巴流变模式,用全剪切速率(1.70~1 021.40 s–1)和低剪切速率(1.70~340.50 s–1)下的测试数据,分别拟合了油基钻井液的全剪切和低剪切流变参数,分析了全剪切和低剪切速率下激动压力的差异。研究发现:库车山前固井下套管时的实际钻井液剪切速率远小于常规全剪切速率的最高值1021.40 s–1;全剪切和低剪切速率下,流变参数随温度、压力变化的差异较大;全剪切速率下的套管激动压力小于低剪切速率,井深越大,全剪切和低剪切速率下的套管激动压力相差越大。研究结果表明,对于安全密度窗口窄的天然气井,应根据实际的钻井液低剪切速率范围,选择测试数据拟合对应的流变参数,并在此基础上根据允许的下套管激动压力,合理设计套管下入速度,从而降低下套管时的漏失量。
自固结堵漏剂性能评价及现场应用
王在明, 许婧, 张艺馨, 沈园园, 徐小峰, 李祥银
2021, 49(6): 62-66.   doi: 10.11911/syztjs.2021044
[摘要](204) [HTML全文](66) [PDF 1681KB](95)
摘要:
针对常规复合堵漏剂堵漏成功率低的问题,开展了自固结堵漏剂研究。采用流化包衣机在堵漏剂外表面涂覆可在井下固结的环氧胶黏剂,流化包衣在井下温度条件下固结,从而提高堵漏剂的井下封堵强度。调节流化包衣机的进风口温度50~100 ℃、出风口温度25~40 ℃、喷枪速率0.5~2.0 L/h,可实现喷雾、包衣、干燥一体完成。室内高温堵漏试验表明,自固结堵漏剂具有较好的抗钻井液扰动和抗负压抽汲作用,通过选择环氧树脂的型号、固化剂和促进剂DL-1的加量,能够调节自固结堵漏剂的井下固结时间;110 ℃温度下,堵漏剂在2 h以后开始初步固结,强度逐渐增加,15 h时抗压强度达到4.6 MPa。堵漏层扫描电镜图片显示,涂覆层在温度升高过程中发生了软化和固结,固结后材料之间结合紧密。研究结果表明,自固结堵漏剂能够大幅提高严重裂缝性漏失的堵漏成功率,可为实现漏失层的有效封堵提供技术支撑。
钻井液中除硫剂有效含量检测方法及现场试验
舒小波, 朱金智, 陶怀志
2021, 49(6): 67-72.   doi: 10.11911/syztjs.2021109
[摘要](65) [HTML全文](32) [PDF 1712KB](11)
摘要:
在含硫油气井钻井过程中,有效检测钻井液中除硫剂含量的变化,维持钻井液中除硫剂的有效含量,对于保障钻井安全至关重要。为此,基于硫化物反应试剂与锌基除硫剂间的线性作用关系,采用间接法,建立了除硫剂含量与硫化物反应试剂消耗率的关系式,滴定分析了钻井液中硫化物反应试剂的消耗率,基于此提出了钻井液中除硫剂有效含量检测方法。对该检测方法的准确性进行了验证,结果表明:该方法可有效检测钻井液中的除硫剂含量,测定结果相对误差的绝对值<5%。对该检测方法进行了现场试验,试验结果表明,该方法能有效检测钻井液中除硫剂含量的变化,达到及时有效维护钻井液中除硫剂有效含量的目的。研究结果表明,该检测方法满足现场工程应用要求,可有效保障含硫井段安全钻进,同时也能避免除硫剂加量过多造成的浪费。
适用于低温地层的纳米复合水泥浆体系研究
王胜, 谌强, 袁学武, 华绪, 陈礼仪
2021, 49(6): 73-80.   doi: 10.11911/syztjs.2021009
[摘要](168) [HTML全文](111) [PDF 2494KB](59)
摘要:
为解决低温地层钻探过程中的井壁坍塌和井漏问题,研制了适用于低温地层的纳米复合水泥浆。采用宏观试验与微观分析相结合的方法,研究了低温下纳米Al2O3对硅酸盐–硫铝酸盐复合水泥浆性能和水化过程的影响;以普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合产生的水化协同效应为基础,结合纳米Al2O3、防冻剂EG、减水剂JS-1和早强剂TEOA,配制了纳米复合水泥浆NAC;采用扫描电镜、X射线衍射和水化放热试验相结合的方法,研究了NAC的低温水化过程及水化机理。试验得知,温度为–9 ℃时,纳米复合水泥浆具有良好的初始流动性,可泵期为57 min,初、终凝时间分别为84和101 min,24 h抗压强度为6.9 MPa。研究结果表明,NAC具有直角稠化效应,低温下性能优越,能够满足钻进低温地层时的护壁堵漏要求。
可旋转钻柱定向钻进工具设计及测试
郑德帅
2021, 49(6): 81-85.   doi: 10.11911/syztjs.2021013
[摘要](98) [HTML全文](36) [PDF 1839KB](28)
摘要:
针对滑动定向钻进时摩阻高、机械钻速低的技术难题,设计了一种滑动定向钻进时可旋转钻柱的降阻工具RSD,建立了底部钻具组合扭转动力学模型,分析了RSD扭矩及RSD安放位置对于螺杆钻具工具面角的影响规律。利用可模拟螺杆反扭矩振动的试验装置,进行了RSD原理样机室内测试,并利用测试井进行了RSD原理样机现场测试。理论分析及测试结果表明,RSD工作原理可行、结构设计合理,在钻柱旋转时可以稳定和调节螺杆钻具的工具面角。研究认为,利用RSD既可以实现螺杆钻具滑动定向钻进,又可以旋转RSD以上的钻柱,降低摩阻。
油气开发
海上油田全寿命控水完井技术研究及现场试验
呙义, 高晓飞, 易会安, 代玲, 徐立前, 刘佳
2021, 49(6): 93-98.   doi: 10.11911/syztjs.2021120
[摘要](95) [HTML全文](47) [PDF 2048KB](10)
摘要:
为了解决海上油田砂岩底水油藏水平井开发过程中底水快速锥进的问题,在分析流入控制装置(ICD)和自动流入控制装置(AICD)控水完井技术的优势与不足的基础上,研究了海上油田全寿命控水完井技术。该技术结合ICD和AICD控水完井技术的优势,在油井投产初期通过抑制高渗段来均衡水平井水平段供液剖面,投产中后期通过“自动控制流量”来抑制水平段高含水段出液,实现自动控水,起到延缓油井含水率上升的作用。海上油田全寿命控水完井技术在X油田H油藏W1井进行了现场试验,与同油藏生产井对比发现,该技术对水平井开发过程中的含水率上升有抑制作用,值得扩大规模试验。
胜利海上疏松砂岩油藏分层防砂分层采油技术
何海峰
2021, 49(6): 99-104.   doi: 10.11911/syztjs.2021027
[摘要](62) [HTML全文](30) [PDF 1741KB](15)
摘要:
胜利海上疏松砂岩油藏存在油层多、井段长、夹层厚、层间非均质性强和易出砂等问题,采用笼统防砂电动潜油泵合采,层间矛盾突出,不能充分发挥各产层的作用,制约了其有效开发。为此,进行了适用于海上疏松砂岩油藏的分层防砂分层采油技术研究。针对笼统防砂充填不密实、防砂后通径小的问题,研发了大通径分层充填防砂技术,实现了分层防砂,并增大了防砂后的通径,方便了后期实施分层采油;研制了遇油遇水膨胀封隔器和在线电动调节阀,形成了分层采油技术,实现了分层开采和各层流量的在线调节。在海上的埕北20C-A井进行了分层防砂试验,各油层实现了差异充填防砂,使各油层潜能得到了释放;在与胜利海上疏松砂岩油藏储层物性相近、油井的完井工具尺寸相同的陆上GO2-17-A井和GO4-19-B井,进行了分层采油试验,2口井均实现了分层开采和各油层产液量的精确调控,提高了产油量,降低了含水率。现场试验表明,采用分层防砂分层采油技术解决了海上疏松砂岩油藏合采层间矛盾突出的问题,可以充分挖掘各油层的潜能,提高开发效果。
基于渗透率合成技术的砂岩油藏产能预测方法
王清辉, 朱明, 冯进, 管耀, 侯博恒
2021, 49(6): 105-112.   doi: 10.11911/syztjs.2021122
[摘要](183) [HTML全文](103) [PDF 2103KB](15)
摘要:
利用常规测井资料准确计算钻杆地层测试(DST)渗透率,能够大幅提高海上非均质砂岩油藏产能预测精度。为此,综合考虑惠州凹陷宏观沉积成岩作用和微观孔隙结构对储层渗透率的影响,建立了不同类型储层绝对渗透率的测井解释模型。正演分析表明,射孔层段不同渗透率级差的储层对产能的贡献明显不同;对不同级别储层渗透率进行加权求和得到合成测井渗透率,并对权系数大小进行约束,突出优势储层对产能的贡献,建立了DST渗透率的回归拟合方程;采用差分进化算法进行迭代,得到DST渗透率计算方程的最优解。采用该方法对惠州凹陷72个油层产能进行预测,48个油层的产能大于100 m3/d,预测相对误差小于30%的油层占比90%;24个油层的产能为10~100 m3/d,相对误差小于50%的油层占比79%。研究结果表明,基于渗透率合成技术的砂岩油藏产能预测方法,能够为海上油田测试作业决策提供指导,降低勘探作业成本。
新疆风城油田稠油热采高温封堵剂研究与现场试验
周晓义, 肖武林, 王美成, 康承满, 张雷, 王正良
2021, 49(6): 113-117.   doi: 10.11911/syztjs.2021132
[摘要](45) [HTML全文](25) [PDF 1811KB](8)
摘要:
新疆风城油田稠油热采过程中容易发生蒸汽地下窜流和地表汽窜,严重影响产能水平,还会造成地面污染。针对这些问题,开展了稠油热采高温封堵剂研究。以苯酚、甲醛为主要原料,有机胺为催化剂,合成了油溶性酚醛树脂OSR,并与环氧树脂、有机硅偶联剂、稀释剂等复配,研制了新型酚醛环氧树脂类高温封堵剂HTD。在实验室模拟稠油油藏条件,将HTD与一定粒径的石英砂混合充填、压实、高温养护,进行了高温成胶固化试验,评价了高温固化性能、耐温性能及高温封堵性能等,并在3口井进行了现场试验。室内试验得出,HTD的抗温能力可达300 ℃以上,在温度高于180 ℃时与石英砂固结体的抗压强度高于12 MPa,在220~300 ℃条件下对高渗透率岩心的封堵率高于99.5%,突破压力梯度大于35 MPa/m;现场试验后,封堵了蒸汽窜流通道,试验区恢复了正常蒸汽吞吐生产,注汽压力3.5~5.5 MPa,试验两年后,产油水平提升至62.12 t/d,平均日增油22.7 t,取得了良好的经济效益。研究结果表明,HTD具有优良的耐温性能和封堵性能,可有效封堵蒸汽地下窜流和地表汽窜通道,增大蒸汽波及体积,提高油井产能,且有效期长,具有很好的应用价值。
测井录井
基于邻井距离测量误差的救援井磁测距工具优选方法
于瑞丰, 刁斌斌, 高德利
2021, 49(6): 118-124.   doi: 10.11911/syztjs.2021129
[摘要](148) [HTML全文](70) [PDF 2022KB](18)
摘要:
为了确保能在可探测的前提下选用测量精度更高、作业风险更小的磁测距工具探测事故井,进行了救援井与事故井相对距离测量误差计算。由于“梯形”误差模型无法与井眼轨迹误差相耦合,通过协方差传播率,建立了磁测距工具测量误差模型。将磁测距工具测量误差与井眼轨迹误差相耦合,可得到磁测距工具工作平面内的总协方差矩阵,进而给出由总协方差矩阵确定的误差椭圆和救援井磁测距工具的优选方法。实例计算结果显示,救援井当前井底与事故井相距7.41 m时,磁测距工具测量误差椭圆长、短半轴长度分别为1.26 m和0.33 m。测距作业后,救援井继续钻进,当两井相对距离为6.68 m时,推荐使用Wellspot工具;当两井相对距离为5.21 m或2.07 m时,推荐使用RGRⅠ工具。研究结果表明,测距作业后,随着救援井继续钻进,两井相对距离的减小趋势大于两井相对距离测量误差的增大趋势;当磁测距工具探测范围完全包覆两井相对距离测量误差椭圆时,可以选用作业距离更小、但测量精度更高的磁测距工具。
EM-MWD信号在钻柱中传输的影响因素研究
张浩, 毕雪亮, 刘维凯, 徐月庆, 宋明星, 邵帅
2021, 49(6): 125-130.   doi: 10.11911/syztjs.2021128
[摘要](126) [HTML全文](60) [PDF 1979KB](26)
摘要:
在现有电磁随钻测量(EM-MWD)系统中,钻柱是重要的EM-MWD信号传输信道。为深入了解影响EM-MWD信号在钻柱中传输效果的因素,基于等效传输线法对EM-MWD信号信道进行了建模,并使用Ansys软件进行了有限元计算,分析了地层分层情况下不同规格钻柱在交变电磁场中传输的能量损耗以及套管对EM-MWD信号传输的影响规律。研究发现:EM-MWD信号在钻柱中的能量损耗会随着功率和频率增大而增加,当信号频率超过100 Hz时损耗增加更加明显;不同规格的钻柱传输信号的效果不同,但当钻柱壁厚与外径的比为0.08~0.20时,EM-MWD信号传输效果较好;在钻柱上加套管会对EM-MWD信号的传输产生屏蔽作用,影响传输效果,不过当井下EM-MWD信号的发射频率在50 Hz以下时,套管的影响较小。研究结果更加明确了钻柱自身属性对EM-MWD信号传输的影响,可为EM-MWD系统的改进和设计提供参考。
涪陵页岩气田钻井技术难点及对策
牛新明
[摘要](5966) [PDF 1006 KB](4055)
摘要:
涪陵页岩气田是我国第一个投入商业化开发的页岩气田,其地表和地下地质情况均十分复杂,与常规油气藏和国外页岩气田相比,其开发过程中钻井施工难度较大。根据大量翔实的资料,从井壁稳定、轨迹控制、固完井质量以及降本增效等方面论述了涪陵地区页岩气田钻井工程中存在的主要技术难点,并对其主要原因进行了分析。在此基础上,针对性地提出了解决上述钻井技术难点的技术思路和方法,并在涪陵地区页岩气钻井技术研究成果的基础上,指出下一步应深化钻井地质特征精细描述、开展三维井眼轨道优化设计及控制、强化钻井提速技术攻关、完善钻井液与完井工艺配套等研究,以持续提高涪陵页岩气田的钻井效益。
涪陵页岩气田钻井关键技术
艾军, 张金成, 臧艳彬, 许明标
[摘要](4526) [PDF 1084 KB](4064)
摘要:
涪陵地区地质条件复杂,导致钻井机械钻速及钻井周期差别大、井下复杂情况时有发生。为了实现优质快速钻井,中国石化发展了适合涪陵页岩气田地质特点的系列钻井关键技术,通过攻关研究与现场实践,先后形成了涪陵页岩气钻井工程优化设计技术、浅层直井段快速钻井技术、二开定向井段快速钻井技术、丛式水平井三维井眼轨迹控制技术、适应于涪陵页岩地层长水平段钻进的油基钻井液技术、页岩气储层长水平段油基钻井液水平井固井技术、复杂山地条件"井工厂"钻井技术等,基本形成了适用于涪陵页岩气田的钻井工程技术体系。与此同时,在钻井中又出现一些新问题,为此提出了涪陵页岩气田钻井技术的发展建议,以期为国内类似页岩气区块的钻井提速降本提供借鉴。
JY1HF页岩气水平井大型分段压裂技术
周德华, 焦方正, 贾长贵, 蒋廷学, 李真祥
[摘要](6489) [PDF 1149 KB](4213)
摘要:
JY1HF井是涪陵地区第一口海相页岩气水平井,为了获得商业性页岩气产量,对JY1HF水平井进行了分段压裂设计和工艺优化。在借鉴北美海相页岩气压裂经验的基础上,通过该井岩心资料、测井、岩石力学等数据,对龙马溪组页岩储层进行了压前评价。采用岩石力学试验、X衍射试验、诱导应力场计算和体积压裂动态模拟等方法,开展了压裂段数、压裂液、支撑剂、射孔方案和压裂工艺优化等综合研究,提出采用组合加砂、混合压裂工艺,泵送易钻桥塞射孔联作工艺进行大型水力压裂改造的方案。JY1HF井共压裂15段,累计注入液量19 972.3 m3,支撑剂968.82 m3,放喷测试获得无阻流量16.7×104 m3/d的高产页岩气流。结果表明,龙马溪组海相页岩采用水平井大型分段压裂技术,可获得较大的有效改造体积。JY1HF井的成功压裂为中国海相页岩气压裂改造积累了经验。
“井工厂”技术在我国非常规油气开发中的应用
张金成, 孙连忠, 王甲昌, 臧艳彬
[摘要](4992) [PDF 1211 KB](4048)
摘要:
“井工厂”技术能大幅度提高作业效率、降低工程成本,在致密油气、页岩油气等低渗透、低品位的非常规油气开发中具有显著的技术优势,因此该技术在北美地区进行了大规模应用,取得了巨大的经济效益。为了使该技术更好地应用于我国非常规油气开发中,在详细阐述“井工厂”技术的概念和特点的基础上,介绍了国外该技术的发展和应用现状,梳理了国内中国石油、中国石化对该技术的探索应用情况,并分析指出,国内配套的装备仪器还不能完全适应“井工厂”作业的需求,还没有实现真正意义上的流水线式施工,还没有形成一套成熟的“井工厂”作业模式。因此,建议树立“全过程低成本”的基本理念,总结我国致密气藏开发的成功经验,有针对性地集成和发展相配套的工程技术,设立“井工厂”技术项目部,规范管理,以形成真正符合我国非常规油气资源类型和开发规律的“井工厂”技术。
页岩气开发的地质与工程一体化技术
曾义金
[摘要](4830) [PDF 1065 KB](4530)
摘要:
页岩气储层非均质性强,实现工程技术与储层条件的最佳匹配,是实现页岩气经济有效开发的关键。分析了我国页岩气开发中存在的主要问题,阐述了页岩气储层特征分析方法及关键技术,从地质与工程一体化的角度,系统论述了针对于页岩气储层特征的工程技术思路和方法,建立了页岩气地质与工程一体化的技术体系。
页岩气"井工厂"钻井技术现状及展望
陈平, 刘阳, 马天寿
[摘要](4454) [PDF 1031 KB](4022)
摘要:
"井工厂"技术可以缩短建井周期,降低钻井成本,大幅度提高资源及设备利用率,在页岩气等低渗透、低品位非常规油气资源开发中具有显著的技术优势,并在北美页岩气开发中获得成功应用。在国外文献调研的基础上,介绍了国内外"井工厂"钻井技术现状,详细分析了页岩气"井工厂"关键技术,总结了"井工厂"钻井技术的特点,并指出国内现有的技术储备、配套设备及工具等还不能完全满足"井工厂"作业的需求,还没有形成一套完整的"井工厂"施工及评价标准。因此,建议树立全过程成本控制理念,吸收我国海洋平台钻井技术和致密气藏"井工厂"开发模式的成功经验,针对性地开展个性化工具及配套技术的研发,尽快形成我国页岩气"井工厂"钻井技术的行业标准和钻后评价体系。
页岩可压性指数评价新方法及应用
蒋廷学, 卞晓冰, 苏瑗, 刘双莲, 卫然
[摘要](4143) [PDF 1055 KB](3721)
摘要:
脆性指数是评价页岩可压性的基础,国外的脆性指数研究只局限于近井筒参数。为了更全面地表征页岩的可压性,以压裂施工参数为基础,从能量的角度提出了一种新的页岩脆性指数综合评价方法,并建立了地质参数与工程参数有机结合的可压性指数综合模型;同时应用归一化方法,建立了利用等效支撑剂量与等效压裂液量的比值表征可压性指数的新模型。实例计算表明,采用该方法计算的脆性指数及可压性指数与压后产气效果关联度较强,能够准确反映裂缝的延伸性,其值大小可作为优选压裂段簇位置的依据,并具有较高的可信度和现场实用性。建议在现场推广应用,以促进国内页岩气的勘探开发效果及水平。
水力振荡器的研制与现场试验
李博
[摘要](4081) [PDF 1085 KB](4113)
摘要:
为了解决水平井钻进过程中摩阻大、托压的问题,提高水平井钻井效率,研制了水力振荡器。依据机械振动理论,井下钻具在一定频率轴向振动时,可以将钻具与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦,且动摩擦力小于静摩擦力;水力振荡器是以钻井液作为动力源,驱动振荡器轴向运动带动井下钻柱沿轴向振动。在卫 186-平142 井进行了水力振荡器现场试验,进尺501.00 m,累计工作时间96 h,托压减小20~40 kN,滑动钻进36.77 m,机械钻速提高54.9%,复合钻进464.23 m,机械钻速提高23%。现场试验结果表明,应用水力振荡器钻进时能够降低水平井摩阻,减小托压,提高机械钻速。
中国石化页岩气油基钻井液技术进展与思考
林永学, 王显光
[摘要](4309) [PDF 1031 KB](3672)
摘要:
围绕着页岩油气资源和复杂地层常规油气资源勘探开发对钻井液技术的需求,介绍了中国石化近年来油基钻井液技术研究进展与应用情况,包括油基钻井液技术难点、关键处理剂的研发、柴油基和矿物油基等多套油基钻井液体系的研制、配套工艺技术及现场应用等多个方面。同时根据国内外油基钻井液技术的对比和技术发展的需求,探讨了中国石化页岩油气资源钻井液技术的发展方向。
基于矿物组分与断裂韧度的页岩地层脆性指数评价模型
廖东良, 肖立志, 张元春
[摘要](3965) [PDF 1143 KB](3771)
摘要:
利用岩石力学参数计算页岩地层脆性指数其结果存在不确定性,而由矿物组成得到的结果不能反映地层的实际脆性。为此,在用矿物组分计算地层脆性的基础上,引入断裂韧度作为每种矿物的加权系数,建立了页岩地层脆性指数评价新模型。用页岩地层的岩石力学模型、脆性矿物模型和建立的新模型分别计算了某井页岩地层的脆性指数,并对其结果进行了对比。结果发现,在岩石力学参数异常段,新模型的评价结果比岩石力学模型高10%左右,且评价结果与压裂效果一致。研究表明,新模型的脆性指数与断裂韧度之间呈负线性关系,地层断裂韧度越大,则脆性指数越小,反之亦然。分析认为,该模型有效避免了单一矿物含量模型带来的缺陷,同时新模型与页岩地层的含气量和有机质含量无关,对页岩地层来说是一种高效的模型。
水平井流入剖面的简捷计算方法
齐成伟, 龙芝辉, 汪志明
[摘要](47848) [PDF 462KB](41754)
摘要:
在分析现有水平井流入剖面计算方法的基础上,尝试从纯数学、物理的角度建立简捷的方法,以得出无限导流假设条件下最精确的流入剖面。将远场的影响用积分近似代替,从而化简了无穷累和,并通过平衡法得到了无限导流假设条件下无限大均质等厚水平地层中水平井的流入剖面。新提出的方法回避了各种流动参数,只要已知生产段长度、生产段偏心率、地层厚度和总产能便能求得流入剖面,具有很强的理论性和实用性。与以往的数值模拟方法相比较,该方法简捷准确,而且,该方法可以作为管-渗耦合下流入剖面各种计算方法精度的退化评价标准。
复杂结构井磁导向钻井技术进展
高德利, 刁斌斌
[摘要](26620) [HTML全文](300) [PDF 1028KB](23747)
摘要:
复杂结构井可以有效提高复杂油气田单井产量和最终采收率,磁导向钻井技术是复杂结构井钻井的核心技术之一。总结了近年来磁导向钻井技术的主要研究进展,包括邻井距离随钻电磁探测系统、螺线管组随钻测距导向系统及三电极系救援井与事故井连通探测系统等主要研究成果,重点论述了磁导向钻井的技术原理及井下磁信标、弱磁探测仪、测距算法及纠偏控制方法等关键技术,并介绍了磁导向钻井技术在SAGD双水平井、连通井、救援井及丛式井钻井防碰中的现场应用情况。其中,邻井距离随钻电磁探测系统已在稠油SAGD双水平井钻井中得以成功应用,不仅在注入井水平段实现了磁导向水平钻进,而且在造斜井段也实现了磁导向钻进。分析认为,需加强多学科协同创新研究,以进一步提高磁导向钻井系统的耐温性能或研发新型耐高温磁导向钻井系统,实现磁导向钻井技术在复杂结构井的推广应用,提高钻井效率,保证钻井作业安全。