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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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021057
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 1651KB](0)
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,难以实现钻井持续提速和降低钻井成本的目的。针对这些问题,在开展缩短中完周期、优化封固段和井眼尺寸等方面理论分析,并进行井身结构优化过渡性试验的基础上,提出了井身结构优化思路,进行了可行性分析,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,进行了井眼轨迹控制、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研究。现场应用证明,研究成果效果良好,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。现场应用结果表明,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。
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](0) [HTML全文](0) [PDF 1943KB](0)
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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021130
[摘要](5) [HTML全文](2) [PDF 1539KB](0)
摘要:
为了解决砂岩热储地热水回灌技术难题,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、钻井液体系和完井技术研究,形成了地热回灌井钻井完井技术,并进行了现场试验。试验结果表明,三义和探灌1井热储层位于沾化凹陷馆陶组,试水温度68 ℃,试水水量在90~105 m3/h,回灌量在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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021128
[摘要](49) [HTML全文](22) [PDF 2010KB](8)
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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021044
[摘要](147) [HTML全文](45) [PDF 1681KB](72)
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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021009
[摘要](85) [HTML全文](66) [PDF 2299KB](48)
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体系。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,研发了纳米复合水泥浆体系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后的抗压强度为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。
南海低渗透储层支撑剂导流能力试验研究
吴百烈, 杨凯, 程宇雄, 刘善勇, 张艳
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021064
[摘要](241) [HTML全文](90) [PDF 7964KB](48)
摘要:
针对南海低渗透储层油气采出程度低,压裂难以形成高导流能力人工裂缝的问题,通过室内试验分析了储层黏土矿物含量、不同粒径支撑剂组合方式和破胶液黏度对人工裂缝导流能力的影响。在试验条件下,储层黏土矿物含量从15%增至50%,20/40目支撑剂导流能力的降低率从13.84%增至31.34%;20/40目、30/50目和40/70目陶粒以3﹕1﹕1的比例铺置时最优,该组合最终导流能力为116.7 D·cm;破胶液黏度为1 mPa·s时,支撑剂导流能力最高。试验结果表明:随着黏土矿物含量增大,支撑剂导流能力逐渐降低;支撑剂的破碎主要由于支撑剂颗粒相互挤压而非与储层的相互作用;不同粒径支撑剂组合铺置时,大粒径支撑剂占比越大,导流能力越高;随着闭合压力升高,小粒径支撑剂破碎所造成的渗透率下降是造成导流能力降低的主要原因;破胶液黏度越低,支撑剂导流能力越高。研究结果可为南海低渗透油气藏压裂选层和优化压裂方案提供依据。
四川盆地泸州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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021062
[摘要](66) [HTML全文](28) [PDF 1703KB](22)
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。为保证安全作业,节约钻井成本,针对上述问题,开展了水平井井身结构优化、水平段井眼轨迹优化和控制等技术研究,推荐了激进钻井方式的最优参数,优选了特殊岩性地层减震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,推荐了钻井液性能参数。最终形成了泸州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5 601.00 m、水平段长1 884.00 m,钻井周期平均缩短14.5%,未发生井下故障。研究结果表明,该技术满足泸州地区安全高效钻井和推广应用要求。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021059
[摘要](62) [HTML全文](49) [PDF 2999KB](37)
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;以上切点到钻头之间的部分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。算例计算结果表明:转速约为138 r/min时, RSBHA的动态位移在距钻头距离8.20,18.10,24.60和31.60 m附近等4个位置区间较大;钻压对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应用效果和作业安全。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021058
[摘要](73) [HTML全文](30) [PDF 3302KB](19)
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,随着井深增加,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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021038
[摘要](158) [HTML全文](68) [PDF 1488KB](59)
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。为此,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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021120
[摘要](28) [HTML全文](17) [PDF 2042KB](1)
摘要:
为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ICD和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,起到延缓油井含水上升作用。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,同时可为海上类似油藏开发问题提供借鉴。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021122
[摘要](62) [HTML全文](44) [PDF 2038KB](2)
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,建立了不同储层类型的绝对渗透率测井解释模型。正演分析结果表明,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。
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](63) [HTML全文](24) [PDF 2332KB](7)
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也具有借鉴作用。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021129
[摘要](59) [HTML全文](27) [PDF 1971KB](2)
摘要:
为了确保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,可得到在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。实例计算结果表明,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半轴长度为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;当两井相对距离分别为5.21 m和2.07 m时,推荐使用RGRⅠ工具。研究表明,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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021007
[摘要](134) [HTML全文](33) [PDF 1600KB](71)
摘要:
为了进一步提升鄂尔多斯盆地盐池区块非常规油气资源的勘探效果,分析了深层页岩气钻井技术难点,采用“双级PDC钻头+单弯螺杆”侧钻工艺,提高大井眼侧钻效率;优化“多粒径桥塞+纤维水泥”堵漏工艺,提高堵漏效果,降低堵漏成本;研发高性能纳米封堵高性能水基钻井液体系,实现页岩气水平段安全钻进;设计个性化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。忠平1井应用深层页岩气钻井关键技术完成钻井,进行水平井体积压裂改造后,测算无阻流量达11.65×104 m3/d,日产气量稳定在(1.5~2.0)×104 m3。深层页岩气钻井关键技术提升了长庆油田页岩气勘探开发效果,对长庆油田释放非常规储层潜能和实现资源有序接替具有重要作用。
显示方式:
2021-05期封面
2021, 49(5): 0-0.  
[摘要](33) [HTML全文](10) [PDF 3465KB](19)
摘要:
2021-05期目录
2021, 49(5): 1-2.  
[摘要](19) [HTML全文](11) [PDF 368KB](9)
摘要:
专家视点
碳中和约束下油气行业发展形势及应对策略
王敏生, 姚云飞
2021, 49(5): 1-6.   doi: 10.11911/syztjs.2021070
[摘要](226) [HTML全文](277) [PDF 1835KB](118)
摘要:
为积极应对气候变化,多国明确提出了碳达峰和碳中和时间表,经济低碳化成为必然,能源结构将持续转向低碳化,化石能源需求占比将大幅下降,油气行业发展面临着严峻的挑战。为此,分析了碳中和约束下经济与能源低碳转型特征、碳中和对油气行业的影响,介绍了油公司和油服公司应对碳中和目标的主要举措,包括制定绿色低碳发展战略、加速发展低碳能源业务、加大低碳技术研发与应用、加大新能源业务投资、加快石油工程业务低碳化和布局低碳能源服务业务等,提出了我国油气行业发展建议,包括推进油气行业提质升级、有序推进能源低碳化转型、加速低碳技术创新和加快油气产业转型发展等,对我国油气企业在保证油气供应安全的基础上加快新能源与油气业务协同发展、促进企业绿色低碳转型发展具有一定的指导意义。
钻井完井
人工智能钻井技术研究方法及其实践
杨传书, 李昌盛, 孙旭东, 黄历铭, 张好林
2021, 49(5): 7-13.   doi: 10.11911/syztjs.2020136
[摘要](187) [HTML全文](163) [PDF 1789KB](148)
摘要:
人工智能技术飞速发展,在部分行业已取得明显的应用效果,但在钻井领域的应用尚处于探索阶段。为推动人工智能技术在钻井领域的应用,在简述钻井行业人工智能应用研究情况的基础上,提出了将人工智能技术应用到钻井领域的“三轮驱动”方法论,分析了钻井领域适合开展人工智能研究的业务场景及人工智能技术工具,提出了基于方法论评价优选项目的方法,给出了评价优选实例,并以井下故障复杂实时诊断为例简述了钻井人工智能应用研究的过程。同时,指出了钻井领域开展人工智能应用研究存在的不足,提出了钻井人工智能技术的发展建议。
长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术
王忠良, 周扬, 文晓峰, 龙斌, 丁凡, 陈邵维
2021, 49(5): 14-18.   doi: 10.11911/syztjs.2021060
[摘要](117) [HTML全文](47) [PDF 1820KB](84)
摘要:
针对长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井施工中井眼轨迹控制困难、储层钻遇率低、机械钻速低、井壁易垮塌和易发生井漏等问题,分析了钻井技术难点,研究了旋转导向智能井眼轨迹控制技术、近钻头方位伽马成像技术和工程参数监测技术,进行了钻头选型优化,并研究应用纳米成膜封堵水基钻井液技术,形成了长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术,能够精准控制井眼轨迹、提高储层钻遇率、保障井下安全和提高机械钻速。长庆油田桃XX井应用旋转导向技术及相关配套技术,安全高效地完成了水平段长4466 m、井深8008 m的钻井施工,储层钻遇率高达96.6%,创造了长庆油田井深最深、亚太区陆地水平段最长的纪录。研究结果表明,长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术的现场应用效果良好,具有较好的推广应用价值。
南海超大水垂比大位移M井钻井关键技术
张强, 秦世利, 饶志华, 田波, 左坤
2021, 49(5): 19-25.   doi: 10.11911/syztjs.2021045
[摘要](172) [HTML全文](68) [PDF 2256KB](78)
摘要:
为开发南海东部某油田边际油藏,设计了一口水垂比高达4.90的大位移井M井,钻井过程中面临储层埋深浅、稳斜裸眼井段长、安全密度窗口窄、井眼清洁困难和套管下入摩阻大等技术难点。通过研究与应用井眼轨迹控制、井身结构优化、井筒当量循环密度ECD控制工艺和安全高效下套管工艺等技术,顺利完成了该井的钻井作业。应用结果表明,五开井身结构显著提高了井壁稳定性;使用连续循环阀系统及岩屑床破坏器,井底ECD变化率降低至小于1.9%;应用漂浮下套管及全掏空旋转下尾管工艺,顺利下入ϕ244.5 mm套管×4 200.00 m及ϕ177.8 mm尾管×5 772.00 m。超大水垂比大位移井钻井关键技术在M井应用后,创下了中海石油海上油田最大水垂比大位移井钻井作业纪录,为后续类似大位移井的开发积累了经验。
预探井杨柳1井钻井提速关键技术
赵润琦
2021, 49(5): 26-30.   doi: 10.11911/syztjs.2021095
[摘要](97) [HTML全文](70) [PDF 1631KB](65)
摘要:
杨柳1井为普光气田周边区块的一口预探井,设计井深5 850.00 m,因陆相地层软硬交错、倾角大、须家河组研磨性强和裂缝性地层发育等问题,导致钻井过程中存在提速困难、井身质量控制难度大、钻井液漏失量大等技术难题。为此,根据该井地层岩性特征,优选应用了泡沫/空气钻井技术以提高上部陆相地层机械钻速、“螺杆钻具+复合钻头”钻井提速技术以提高须家河组高研磨性地层机械钻速、预弯曲动力学防斜打快技术以提高井身质量、裂缝性地层防漏堵漏技术以提高堵漏成功率,确保该井顺利钻至井深5 890.00 m完钻,平均机械钻速2.77 m/h,与邻井相比有较大幅度的提高,且未出现严重的井下故障,减少了钻头使用量,缩短了堵漏时间,取得了良好的经济效益。杨柳1井实现了钻探目的,完善了该区块的地质资料,为今后该区块的钻井积累了提速经验。
长宁区块强封堵油基钻井液技术研究及应用
王志远, 黄维安, 范宇, 李萧杰, 王旭东, 黄胜铭
2021, 49(5): 31-38.   doi: 10.11911/syztjs.2021039
[摘要](139) [HTML全文](62) [PDF 2501KB](70)
摘要:
分析清楚长宁区块龙马溪组和五峰组井眼失稳的原因,提出强化井眼稳定的钻井液技术对策,对该区块水平井水平段的钻进至关重要。基于X射线衍射、扫描电子显微镜、页岩膨胀、滚动分散试验,揭示了复杂地层的井眼失稳机理,提出了“强化封堵微观孔隙、抑制滤液侵入和阻缓压力传递”协同的井眼稳定技术对策。采用砂床滤失仪、高温高压滤失模拟装置、微孔滤膜等试验装置,优选了以封堵剂为主的长宁区块油基钻井液处理剂,构建了适用于长宁区块的强封堵油基钻井液体系,其抗温135 ℃,抗盐10%,抗钙1%,抗劣土8%,400 μm宽裂缝的承压能力达5 MPa,0.22和0.45 μm孔径微孔滤膜的滤失量均为0,封堵效果突出,综合性能优于常规油基钻井液。该钻井液在长宁区块现场试应用10余口井,龙马溪组和五峰组水平段均未出现井眼失稳的问题;与同区块采用常规钻井液的已钻井相比,复杂地层的井径扩大率平均降低10.82%,建井周期平均缩短4.5 d。研究结果表明,强封堵油基钻井液技术解决了长宁区块水平井龙马溪组和五峰组水平段的井眼失稳问题,具有较好的推广应用价值。
塔里木油田跃满西区块高温恒流变钻井液研究与现场试验
舒义勇, 孙俊, 曾东, 徐思旭, 周华安, 席云飞
2021, 49(5): 39-45.   doi: 10.11911/syztjs.2021037
[摘要](155) [HTML全文](108) [PDF 1518KB](69)
摘要:
塔里木油田跃满西区块深部地层钻井液安全密度窗口窄,易出现井漏、井塌、卡钻和盐水侵等井下复杂情况,目前所用钻井液存在高温增稠、抗CO32–/HCO3和劣质土污染能力差等问题。为解决这些问题,研究了以抗高温聚合物降滤失剂APS220和新型高温稳定剂HTS220为主剂的高温恒流变钻井液,在试验分析主要试剂性能的基础上确定了基本配方。通过室内试验,评价了该钻井液的高温恒流变性、抗CO32–/HCO3污染性能和抗钠膨润土污染性能,试验发现,其100与180 ℃时的塑性黏度比值为1.3,动切力比值为1.5,初切力比值为1.7,终切力比值为1.2,随温度升高各流变参数的变化幅度明显低于常用钻井液,可抗2.0%的CO32–/HCO3复合污染、10.0%的钠膨润土污染。高温恒流变钻井液在跃满西区块2口井现场试验中,流变性能稳定,钻后井眼畅通,减少了井下复杂情况,取得了显著效果。
非平面三棱形PDC齿破岩机理研究与现场试验
刘建华, 令文学, 王恒
2021, 49(5): 46-50.   doi: 10.11911/syztjs.2021040
[摘要](118) [HTML全文](47) [PDF 2328KB](34)
摘要:
非平面三棱齿的破岩机理不清晰,导致三棱齿PDC钻头达不到预期的破岩效果。为此,采用有限元法对非平面三棱齿进行数值模拟分析,分析破岩过程中的各项切削力的变化规律,研究其破岩机理。数值模拟和刮切试验结果表明,三棱齿与平面PDC齿在破岩过程中的岩石受力状态存在明显的差异,相同条件下三棱齿切削破碎砂岩时的切向力及切向力的波动幅度均小于常规平面齿。三棱齿PDC钻头现场试验表明,其在研磨性高、冲击性强地层中的破岩效率较高,抗冲击性能较好。研究表明,三棱齿主要通过拉剪作用破坏岩石,切向力和扭矩更小,抗冲击性和耐磨性更高,能够提高破岩效率、延长钻头使用寿命。
新疆玛湖地区致密油水平井套管螺纹扣型优选
舒博钊, 赵文龙, 王航, 黄永智, 张智, 祝效华
2021, 49(5): 51-56.   doi: 10.11911/syztjs.2021041
[摘要](173) [HTML全文](65) [PDF 2217KB](97)
摘要:
为了解决新疆玛湖地区致密油水平井下套管作业过程中的套管螺纹接头断裂失效问题,采用有限元数值模拟方法和全尺寸套管实物试验方法,对比分析了下套管作业上提–下放过程中API-LC长圆扣型和TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的连接强度和疲劳寿命。数值模拟和试验结果表明,在相同上提拉力或下放压力作用下,TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的应力水平明显低于API-LC长圆扣型套管螺纹接头;在相同拉伸–压缩循环交变载荷作用下,TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的疲劳寿命约为API-LC长圆扣型套管螺纹接头的6.9倍。研究表明,新疆玛湖地区致密油水平井下套管作业时采用TP-G2特殊扣型套管螺纹接头代替API-LC长圆扣型套管螺纹接头,能够更好地满足现场下套管作业技术需求,提高作业效率。
井下钻柱振动信号的测量及振动激励源研究
陈会娟
2021, 49(5): 57-63.   doi: 10.11911/syztjs.2021011
[摘要](276) [HTML全文](121) [PDF 3263KB](107)
摘要:
为深入认识钻井过程中井下钻柱振动的特征、明确振动激励源,利用ESM存储式测量系统对某超深井旋转钻进过程中的振动信号进行了测量,并分析了钻柱粘滑和涡动的主要特征;以此为基础,分别采用快速傅里叶变换和短时傅里叶变换方法对钻柱振动信息进行频域和时频分析,确定了引起钻柱振动的主要频率,进而明确了其振动激励源。研究发现:钻柱发生粘滑运动时,三轴加速度呈同步周期性变化,其周期为10 s,主要频率成分为0.1 Hz;钻柱发生涡动时,三轴加速度均呈杂乱无章的不规则波动,主要振动频率为钻头转速的2倍频、转盘转速的1~5倍频。实例分析结果表明,引起钻柱涡动的激励源主要有钻头与地层的相互作用、稳定器或Power-V系统与井壁的摩擦等,为制定减振措施提供了理论依据。
ϕ273.1 mm无限极循环尾管悬挂器在元坝气田的应用研究
郭朝辉, 李振, 罗恒荣
2021, 49(5): 64-69.   doi: 10.11911/syztjs.2021004
[摘要](113) [HTML全文](84) [PDF 1793KB](82)
摘要:
元坝气田ϕ273.1 mm尾管固井时因裸眼段长、环空间隙小和尾管段长,导致尾管难以下到设计位置、中途开泵受限和替浆计量困难等技术难点。在分析地质状况、井眼条件和工具功能等因素的基础上,采用了具有压力平衡机构、卡瓦内嵌结构的无限极循环尾管悬挂器及配套胶塞系统,并制定了针对性的尾管下入措施。元坝气田7口井应用了无限极循环尾管悬挂器,实现了中途循环解阻,解决尾管难以下到设计位置的问题,尾管到位率100%,胶塞复合信号明显,实现了精准替浆作业,碰压率85%。研究结果表明,元坝气田ϕ273.1 mm尾管固井采用无限极循环尾管悬挂器效果显著,该尾管悬挂器为元坝气田大尺寸、长裸眼段的尾管固井提供了有效的技术手段,具有一定的推广应用价值。
深井超深井短轻尾管短路故障测试方法与现场应用
刘国祥, 赵德利, 李振, 孔博
2021, 49(5): 70-74.   doi: 10.11911/syztjs.2021042
[摘要](87) [HTML全文](49) [PDF 1551KB](58)
摘要:
为了精准测试深井超深井短轻尾管是否发生短路,在尾管短路常规测试方法的基础上,结合实际施工作业条件,提出了变密度浆体循环压力变化曲线测试方法,分析了变密度循环测试原理、控制过程,研究了可操作的测试流程与技术关键点。变密度浆体循环压力对井下循环通道变化具有较高的敏感性,反映在压力曲线上会有不同的压力变化,通过对比现场实测压力曲线与理论压力曲线,可准确判断井下管柱短路情况。现场应用表明,该测试方法具有抗干扰因素强、测试结果精准度高和现场操作简便的优点,能够准确判断尾管管柱是否发生短路。变密度浆体循环压力变化曲线测试方法解决了深井超深井短轻尾管短路测试难的问题,具有较好的现场推广应用价值。
油气开发
缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气致稠机理研究
刘中云, 李兆敏, 赵海洋
2021, 49(5): 75-80.   doi: 10.11911/syztjs.2021015
[摘要](118) [HTML全文](82) [PDF 2069KB](54)
摘要:
为了明确缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气原油变稠的机理并制定相应的开发对策,提高注氮气的采收率,开展了缝洞型油藏注氮气致稠机理研究。该研究通过注氮气模拟试验,分析了氮气抽提作用、氮气含氧量和伴注水对原油黏度的影响。结果表明,氮气含氧是引起原油黏度增大的主导因素,含氧量为1%时,仅需2 d多即可将氧气耗尽,黏度达到18 000 mPa·s,为初始黏度的6倍;含氧量为5%时,在7 d多时间内黏度持续升高达到1 122 000 mPa·s,为初始黏度的366倍。乳化含水和抽提对原油黏度的影响相当,黏度升高1~3倍。研究表明,提高注入氮气的纯度是防止塔河油田缝洞型油藏注氮气致稠的最有效方法,研究结果为解决缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气原油致稠问题提供了理论依据。
青海油田尕斯N1–N21超高盐油藏复合驱提高采收率技术
贾志伟, 程长坤, 朱秀雨, 濮兰天, 韩宇, 扈福堂
2021, 49(5): 81-87.   doi: 10.11911/syztjs.2021121
[摘要](47) [HTML全文](34) [PDF 1971KB](10)
摘要:
青海油田尕斯N1–N21油藏的地层水矿化度和钙镁离子含量超高,进行凝胶与表面活性剂复合驱,常规凝胶易脱水破胶,长期稳定性差,同时常规表面活性剂易与地层水中的钙镁离子发生反应产生沉淀。针对前一问题,合成了适用于尕斯N1–N21油藏的抗高盐有机凝胶,配方为0.3%~0.4%聚合物+0.2%~0.3%交联剂+0.1%~0.2%稳定剂,该体系在68 ℃条件下初凝时间大于70 h,成胶后凝胶黏度大于1.0×104 mPa∙s;优选了抗高盐表面活性剂QH-1,评价了界面张力和驱油效果,发现质量分数0.4%的QH-1溶液可提高采收率18.72%。室内试验结果表明,交替注入抗高盐有机凝胶和QH-1能有效遏制水的无效循环,提高中低渗区域的驱油效率,优化的“凝胶+QH-1”复合驱可提高采收率27.6%以上。该复合驱在尕斯N1–N21油藏9口注水井进行了应用,应用后对应油井的平均含水率由80%降至70%,增产油量2.41×104 t。研究结果表明,“凝胶+QH-1”复合驱提高采收率技术对青海油田尕斯N1–N21超高盐油藏增油降水具有很好的效果,具有推广价值。
CO2响应性增强泡沫体系室内试验研究
吕伟, 刘笑春, 白海龙, 彭明兰
2021, 49(5): 88-93.   doi: 10.11911/syztjs.2021119
[摘要](49) [HTML全文](40) [PDF 1845KB](18)
摘要:
为解决低渗透油藏CO2驱气体窜流影响开发效果的问题,以泡沫综合值为评价指标,通过搅拌法优选发泡剂,建立了CO2响应性增强泡沫体系,配方为0.1%发泡剂AOS+4.0%小分子胺+水。该体系在接触CO2前黏度与水接近,与CO2作用后黏度可升高18倍以上。性能评价结果显示:CO2响应性增强泡沫体系的泡沫综合值可达到常规泡沫体系的11倍以上;具有明显的剪切稀释特性,流变方程符合幂律流体流变模式;比常规泡沫体系具有更强的黏弹性,可以封堵优势渗流通道,抑制非均质低渗透油藏CO2驱气体窜流,提高低渗透油藏CO2驱的采收率。研究结果表明,CO2响应性增强泡沫体系可以解决低渗透油藏CO2气体窜流问题,提高CO2驱的开发效果。
页岩油藏裂缝网络多相渗流数值模拟研究
咸玉席, 陈超峰, 封猛, 郝有志
2021, 49(5): 94-100.   doi: 10.11911/syztjs.2021090
[摘要](129) [HTML全文](69) [PDF 2204KB](68)
摘要:
为了准确表征页岩油藏复杂裂缝中多相流体的流动,建立了嵌入裂缝多相流动模型和多裂缝交叉网络多相流动模型,采用数值模拟方法,研究了多相流体在多裂缝交叉网络中的流动规律。研究结果表明,裂缝网络多相渗流数值模拟方法解决了表征流体单一、裂缝尺度范围大、划分网格要求精度高、流体参数在裂缝界面处不连续等问题,能够判断水力压裂裂缝与天然裂缝沟通的规模及距离,数值模拟计算的地层压力可以表征页岩油藏裂缝网络附近区域内压力随生产时间的变化规律。裂缝网络多相渗流数值模拟,实现了数值模拟的高效计算,为评价页岩油藏储层提供了新的技术方法。
井下同轴闭式地热系统循环工质综合评价优选
于超, 张逸群, 宋先知, 王高升, 黄浩宸
2021, 49(5): 101-107.   doi: 10.11911/syztjs.2021066
[摘要](108) [HTML全文](63) [PDF 1838KB](62)
摘要:
井下同轴闭式地热系统中,不同循环工质对系统换热性能影响不明晰,仅考虑单一因素无法对换热性能进行全面评价。为此,首先利用COMSOL软件,建立了井下同轴闭式地热系统三维流动传热数值模型,利用现场数据进行了验证;然后选取出口温度、换热功率、循环压耗及性能系数(COP)等4个评价指标,采用层次分析法确定评价指标的权重;最后基于模糊综合评判法,建立了综合评价模型,对9种循环工质的换热性能进行了综合评价。根据综合评价值,将循环工质分为3级,其中CO2综合评价值最高,表明CO2的综合换热性能最好,是最优循环工质。研究表明,建立的综合评价模型可以全面评价循环工质的换热性能,采用CO2作为循环工质,可以大幅提高井下同轴闭式地热系统的换热效率。
连续油管打捞砂埋节流器技术研究与现场试验
王思凡, 张安康, 胡东锋
2021, 49(5): 108-113.   doi: 10.11911/syztjs.2021067
[摘要](165) [HTML全文](107) [PDF 1828KB](76)
摘要:
为了解决节流器砂埋后打捞失败导致的气井关停问题,在分析卡瓦式节流器结构原理的基础上,提出了气井节流器的砂埋判识方法,分析了节流器砂埋后的打捞复杂原因;结合常规钢丝打捞作业、连续油管磨铣打捞作业和起管柱作业的节流器处理措施,研究了连续油管冲砂打捞砂埋节流器的技术思路和作业流程,推荐了冲砂打捞工具串,并分析了对应连续油管及油管直径的理论最小冲砂排量。现场试验4口水平井,冲砂后均成功打捞出了砂埋ϕ88.9 mm油管节流器,成功率100%,平均总耗时小于1.5 d,取得了良好的试验效果。研究表明,连续油管冲砂打捞砂埋节流器技术的可靠性和成功率高,具有较好的现场推广应用价值。
测井录井
深层油气井井筒完整性检测方法
张波, 罗方伟, 孙秉才, 谢俊峰, 胥志雄, 廖华林
2021, 49(5): 114-120.   doi: 10.11911/syztjs.2021127
[摘要](91) [HTML全文](46) [PDF 1941KB](38)
摘要:
为解决深层油气井井筒“完整性失效部位不唯一、失效形式多样化”、定位识别难度大的问题,基于现有检测方法,集成优化相关设备和工艺,形成了以“声波+电磁”特征为核心的深层油气井井筒完整性检测方法,能够准确定位并识别油管泄漏、丝扣渗漏、套管泄漏、套后水泥环窜流、液面下泄漏和多重泄漏。采用该方法检测了试验井的井筒完整性,成功确定了生产管柱两泄漏点的位置和泄漏类型。研究和现场试验结果表明,研究形成的检测方法可准确识别深油气井井筒完整性失效类型和确定失效位置,可为深层油气井建井、修井和井筒完整性管理提供技术支撑。
随钻测井仪流道转换器优化设计与数值分析
药晓江, 卢华涛, 尚捷, 王清华, 李洋
2021, 49(5): 121-126.   doi: 10.11911/syztjs.2021069
[摘要](135) [HTML全文](49) [PDF 1970KB](62)
摘要:
随钻测井仪流道转换器流道截面设计不合理,不仅会造成随钻测井仪器内流道局部流场紊乱,致使仪器局部冲刷严重,造成仪器使用寿命缩短;还会导致仪器压力损失偏高,影响仪器的适用性。为此,采用CFD方法,对某型随钻测井仪流道转换器进行优化设计,并对4种设计方案进行了全三维数值模拟和对比,认为影响流道转换器流场性能的主要因素是扩张角和内流道截面积的连续性。最优设计方案的扩张角较小,内流道截面积连续,轴向速度下降更平缓,总压损失最小,流场流速分布更均匀。试验结果表明,流道转换器扩张角、内流道截面积不连续性与流道转换器流场分布均匀性呈负相关,与压力损失呈正相关;总压损失系数理论值与试验值对应的差值不大于0.076%,且变化趋势均与理论分析结果相同。研究结果为流道转换器的优化设计提供了理论依据。
涪陵页岩气田钻井技术难点及对策
牛新明
[摘要](5821) [PDF 1006 KB](4053)
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](4449) [PDF 1084 KB](4062)
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](6394) [PDF 1149 KB](4212)
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](4909) [PDF 1211 KB](4042)
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](4750) [PDF 1065 KB](4528)
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](4053) [PDF 1055 KB](3720)
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。
页岩气"井工厂"钻井技术现状及展望
陈平, 刘阳, 马天寿
[摘要](4362) [PDF 1031 KB](4019)
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。
水力振荡器的研制与现场试验
李博
[摘要](4057) [PDF 1085 KB](4110)
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](4241) [PDF 1031 KB](3670)
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](3926) [PDF 1143 KB](3768)
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](47817) [PDF 462KB](41753)
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](26532) [HTML全文](282) [PDF 1028KB](23739)
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。