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优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章,这些文章目前处在编校过程,尚未确定卷期及页码,但可以根据DOI进行引用。
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锥形切削齿旋冲及扭冲的破岩过程与效率分析
胡思成, 管志川, 路保平, 梁德阳, 呼怀刚, 闫炎, 陶兴华
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021035
[摘要](27) [HTML全文](7) [PDF 1445KB](14)
摘要:
针对锥形切削齿在旋转冲击和扭转冲击载荷作用下的破岩过程和破碎效率问题,采用数值模拟和试验数据验证的方法,研究了2种破岩方式在不同冲击幅值和冲击频率下的岩石内部应力变化、岩石损伤特征、岩石破碎体积和破碎深度、破岩比功。数值模拟分析结果表明,锥形齿在旋转冲击和扭转冲击破岩的过程均表现为切削齿侵入岩石、岩石损伤贯通裂纹萌生、岩石损伤贯通裂纹扩展、裂缝贯通岩屑崩落4个阶段,拉应力是引起岩石内部到表面贯通裂缝产生的主要原因,压剪应力是岩石内部出现损伤和形成微裂纹的主要原因。随着冲击幅值和冲击频率增大,2种破岩方式的岩石破碎体积都会增大,当冲击幅值和冲击频率增加到一定值时,岩石破碎体积的增加均趋于平缓,旋转冲击破岩方式的最大破碎体积高于扭转冲击破岩方式。常规切削、旋转冲击和扭转冲击3种破岩方式中常规切削的破岩比功最大,扭转冲击不同冲击幅值和冲击频率条件下的破岩比功普遍比旋转冲击低。
基于最大注水效率的平面均衡驱替研究
陈存良, 马奎前, 王相, 岳红林, 吴晓慧
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021028
[摘要](19) [HTML全文](7) [PDF 741KB](13)
摘要:
针对现有的平面均衡驱替评价方法未定量考虑油藏非均质性的问题,基于注采井间动态驱替方程并考虑油藏的非均质性建立了注水效率与累计产油量之间的关系方程,以实现注水效率最大化为目标,通过求导的方式得到了平面均衡驱替的特征条件,并以此为基础形成了平面注采结构调整方法。研究认为,均质油藏均衡驱替的特征条件为各注采方向的注入量与孔隙体积的比相同;非油藏均衡驱替的特征条件为平面各注采方向注入量与孔隙体积的比满足线性差异关系。海上BZ油田利用平面均衡驱替法调整注采结构后,日产油量增加155 m3,有效改善了开发效果。研究表明,基于最大注水效率的平面均衡驱替方法可用于指导油藏平面注采结构的调整。
巨厚砾石层气体钻井井筒不规则性对井斜的影响研究
娄尔标, 周波, 刘洪涛, 陈锋, 王文昌, 薛艳鹏
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021003
[摘要](24) [HTML全文](6) [PDF 1041KB](12)
摘要:
直井易斜和下套管困难是巨厚砾石层气体钻井存在的2个亟需解决的问题。现场测试数据表明,即使使用普遍认为具有较好控斜效果的空气锤钻井技术,井斜控制依然困难,且井筒的规则性很差,这很难用现有的控斜理论解释。现有底部钻具组合(BHA)受力模型均未考虑井筒的不规则性,都假设井筒光滑规则。为此,基于现场实测数据,利用有限元方法建立了BHA与不规则井筒相互作用的力学模型,分析了井筒不规则性对BHA受力特征的影响。分析表明,不规则井筒易形成附加支点,缩短有效钟摆长度,使降斜力大幅减小,甚至可能使钻头侧向力成为增斜力,造成井斜控制失败。在巨厚砾石层进行气体钻井时,预弯钟摆BHA所钻井筒相对较为规则,控斜效果好,下套管作业顺利。现场实测数据间接证明了井筒不规则性对井斜存在重要影响,BHA力学分析应考虑井筒的不规则性。
基于水平井电阻率测井的井间夹层反演方法及应用
胡松, 王敏, 田飞, 赵磊
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021031
[摘要](40) [HTML全文](6) [PDF 1480KB](16)
摘要:
为了掌握夹层的空间分布特征,揭示剩余油分布规律,开展了井间夹层识别和预测。首先,根据岩心资料确定了夹层类型,并结合测井资料建立夹层识别标准;然后,依据电测井原理构建反演算法,反演得到水平井井轴外夹层的展布情况。研究结果表明,利用密度相对值和伽马相对值交会或中子相对值和伽马相对值能够识别研究区2类夹层;反演的钙质夹层厚度绝对误差为0.018 m,泥质夹层厚度绝对误差为0.017 m;其中钙质夹层较为发育,分布广,厚度变化大;泥质夹层分布数量相对较少,以顺物源北东向分布。研究表明,利用水平井电阻率反演井轴外夹层的分布,结合直井联合控制确定的夹层井间展布,可以提高夹层井间预测的精度,为研究剩余油分布和挖潜提供依据。
救援井电磁探测定位方法及工具研究
郝希宁, 王宇, 党博, 李峰飞, 许亮斌, 刘正礼
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021005
[摘要](31) [HTML全文](7) [PDF 1068KB](17)
摘要:
为使救援井与事故井连通,须提高靶点精度,需要通过探测定位工具确定事故井的井眼位置,而国内目前缺乏相关的成熟技术。针对这一问题,提出了一种基于对称激励的瞬变电磁救援井探测定位方法,根据麦克斯韦方程建立了探测距离和方位的计算模型,研制了救援井探测定位工具样机,进行了救援井电磁探测定位工具井下试验。试验结果显示,电磁探测定位工具的最大探测距离可达24.0 m,距离误差小于10%,方位误差小于5°。研究结果表明,该电磁探测工具可对事故井的井眼进行准确定位,可为救援井与事故井的直接连通提供保障,并为形成具有我国自主知识产权的救援井探测定位和连通技术奠定了基础。
钻井人工智能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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020136
[摘要](16) [HTML全文](8) [PDF 965KB](14)
摘要:
人工智能技术飞速发展,部分行业已取得明显效果,但人工智能技术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,在简述了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具体应用到钻井领域的“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以及人工智能技术工具,提出了基于方法论进行项目优选的评价方法,给出了评价实例,并以井下故障复杂实时诊断为例简述了钻井工程人工智能应用研究的过程。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,以期推动钻井人工智能技术的发展。
页岩气井旋转式井壁取心器爬行机构设计与优化
朱维兵, 张朝界, 庞青松
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021043
[摘要](19) [HTML全文](7) [PDF 771KB](10)
摘要:
为了解决页岩气井旋转式井壁取心器不能靠自重下入到取心位置的问题,分析了取心器的工作要求,确定了取心器在水平井中所受阻力,设计了一种由行星齿轮、锥齿轮传动组合的旋转式井壁取心器爬行机构。建立了爬行轮正压力与各参数的函数关系、支撑臂伸出速度与各参数的函数关系;以支撑臂伸出速度和支撑臂推靠力为多目标优化函数,利用正交试验分析方法,确定了爬行臂长度、支撑臂长度、爬行臂转角和偏心距等影响因素的主次顺序,并优化了爬行臂和支撑臂的结构尺寸。分析表明,爬行臂转角对支撑臂伸出速度和推靠力影响最大;当爬行臂转角、爬行臂长度、偏心距和支撑臂长度分别为45°、150 mm、8 mm和140 mm时,爬行臂伸出速度和推靠力最优;爬行臂和支撑臂长度优化后,可以减小支撑臂所需推靠力,提高支撑臂伸出速度。页岩气井旋转式井壁取心器爬行机构为井壁取心器提供了一种新的驱动方式。
顺北一区小井眼超深井井筒温度场特征研究与应用
苏雄, 杨明合, 陈伟峰, 张俊
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021006
[摘要](51) [HTML全文](6) [PDF 1686KB](25)
摘要:
顺北一区小井眼超深井井筒温度高,部分井超过国内现有测量仪器抗温能力,易引起测量仪器探管烧毁和无信号故障。针对这一问题,建立了井筒瞬态温度场数学模型,分析了不同参数下的井筒温度场剖面特征,提出了“临界温度井深”概念。基于此概念,为有效降低井底循环温度,使临界温度井深下移并到达井底,对钻井液的流变性、热属性、排量、入口温度以及钻柱热属性等7个参数进行了敏感性分析,得到了能够显著影响井筒温度场的物理参数。分析发现:根据井筒温度变化曲线,可以把临界温度井深分为真实、过渡、当量3种类型;井筒温度场对钻柱导热系数、钻井液比热容、钻井液导热系数等3个参数敏感,其敏感程度为钻柱导热系数>钻井液比热容>钻井液导热系数,与之对应的是当量临界温度井深。研究结果表明,通过改变钻井液热属性、降低钻柱导热系数,能够有效降低顺北一区的井底循环温度。
考虑应力敏感效应的裂缝性碳酸盐岩气井拟稳态产能预测方法
李江, 陈先超, 高平, 舒成龙
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021032
[摘要](51) [HTML全文](15) [PDF 1039KB](21)
摘要:
为准确评价非达西效应和应力敏感效应对裂缝性碳酸盐岩气井产能的影响,综合考虑非达西和应力敏感效应的影响,建立了一种新的双重介质径向复合二项式产能综合模型。该模型分为内外2个区域,其中内区用于模拟气井经过压裂后的生产过程。利用新产能模型在四川盆地某裂缝性碳酸盐岩气藏进行了实例井产能计算。实例计算结果表明,与一点法相比,新模型能更合理地预测裂缝性碳酸盐岩储层气井的绝对无阻流量,现场应用效果良好。参数敏感性分析表明,应力敏感因素主要影响气井后期生产阶段;而地层系数对气井的绝对无阻流量有较大的影响,验证了地层渗透率和地层厚度越大,越有利于气井开发。综合考虑非达西和应力敏感效应的裂缝性碳酸盐岩气藏产能预测模型为气藏的高效开发和合理配产提供了理论依据。
胜利油田注水井分层酸化管柱研究现状及发展建议
李永康, 贾贻勇, 张广中, 王宏万, 崔玉海
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021030
[摘要](27) [HTML全文](11) [PDF 916KB](14)
摘要:
分层酸化是胜利油田解决分注井纵向差异和堵塞的重要技术措施,分层酸化管柱是实施分层酸化工艺的重要载体。结合胜利油田油藏实际,分析了注水井分层酸化管柱技术需求,总结了该方面的研究现状。分析认为,已经形成的K344、Y211/Y221和Y341等3种基本系列管柱,可以满足胜利油田整装、断块、低渗透等油藏常规注水井的分层酸化需求;另外,研究的可替酸分层酸化管柱可实现酸洗功能,酸化–返排一体化管柱一趟管柱可实现酸化、高效返排功能,分酸分注一体化管柱一趟管柱可实现分层酸化、分层注水,重复酸化完井管柱可实现单层的重复酸化,这些技术都已大量应用,并取得了一定的现场效果。但相对于现场实际需求和日益迫切的降本增效要求,现有管柱还存在许多局限与不足,为此提出了不断优化完善分层酸化系列管柱、进一步研究多功能集成管柱、加强智能注水技术和智能管柱研究的发展建议。
近钻头伽马成像仪测量结果环境校正方法研究
李洪强, 王瑞和
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021024
[摘要](39) [HTML全文](7) [PDF 4779KB](14)
摘要:
实际工况条下近钻头伽马成像仪在井筒中难以保持绝对居中,需要根据偏心的情况对不同方向上的伽马扇区原始测量数值进行环境校正。依据伽马成像测量原理以及近钻头伽马成像仪的结构特点,分析了在不同工况下近钻头伽马成像仪不居中对测量结果的影响,建立了近钻头伽马成像仪不居中条件下钻井液衰减、钾基钻井液补偿等主要因素的修正图版和校正方法。试验结果表明,偏心条件下,由于井筒和近钻头伽马成像仪之间环空内钻井液的影响,根据原始伽马成像图谱计算出的地层倾角存在较大误差。采用建立的校正方法对偏心条件下的近钻头伽马成像图谱进行测量环境校正后,利用其计算出的地层倾角与地层真实倾角基本一致。研究结果表明,采用建立的测量环境校正方法对近钻头伽马成像仪不居中条件下获得的伽马成像图谱进行环境校正后,可以真实反映地层的情况,计算出的地层倾角更准确。
井下钻柱振动信号的测量及振动激励源研究
陈会娟
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021011
[摘要](34) [HTML全文](11) [PDF 2254KB](19)
摘要:
为清楚认识钻井过程中井下钻柱振动的特征及振动激励源,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,根据测量原理分析了钻柱粘滑和涡动的特征;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,进而明确其振动激励源。结果表明:钻柱发生粘滑运动时,三轴加速度均呈同步的周期性变化,其周期为10 s,主要频率成分为0.1 Hz;钻柱发生涡动时,所测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。该井所测井段发生了大量的粘滑运动和涡动,且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。
近钻头伽马高精度实时成像技术研究与应用
李继博, 钱德儒, 郑奕挺, 张卫, 吴金平
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021022
[摘要](29) [HTML全文](8) [PDF 1388KB](15)
摘要:
常规随钻测量工具的测点离钻头较远,无法及时准确判断钻头处的地层岩性和倾角,储层钻遇率较低,也不满足储层精确描述的要求。为此,进行了高转速条件下地层伽马射线动态扫描成像技术研究,可以及时判断滑动和复合钻进状态下的地层岩性;研究了地层倾角的计算方法,实现了钻头处地层倾角的准确计算。近钻头伽马高精度实时成像技术可以实时测量近钻头伽马、动态井斜角、温度及转速等参数和成像,为实现钻头在储层内的精确控制提供数据。现场应用表明,该技术可以满足地质导向钻井对测量数据的需求,通过对所钻储层的精确描述实现对钻井轨迹的及时调整,从而提高优质储层钻遇率。研究表明,基于国产化近钻头伽马成像工具的地质导向钻井技术在薄油层、倾角变化快等地层具有较好的推广应用价值。
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](15) [HTML全文](7) [PDF 802KB](13)
摘要:
针对井下钻井液冲刷及负压易破坏堵漏层,常规复合堵漏剂堵漏成功率低的问题,研究了自固结堵漏剂。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,其在井下温度条件下会固结,从而提高堵漏剂在井下形成的封堵层强度。通过调节流化包衣机的进口风温度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,研制的自固结堵漏剂具有较好的抗钻井液扰动和抗负压抽吸作用;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在井下固结时间,110 ℃温度下,堵漏剂在2.0 h以后开始初步固结,强度逐渐增加,15.0 h时抗压强度达到4.6 MPa;从堵漏层扫描电镜照片看,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;在南堡油田A井等井现场应用表明,自固结堵漏剂能够大幅度提高严重裂缝性漏失的堵漏成功率。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021004
[摘要](18) [HTML全文](8) [PDF 863KB](17)
摘要:
针对元坝气田ϕ273.1 mm尾管固井中裸眼段长、环空间隙小、尾管段长等因素引起的尾管难以下入到位、中途开泵受限、替浆计量困难等技术难题,在分析地质状况、井眼条件、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,并针对性制定了尾管下入措施。在元坝气田现场应用7口井,实现了中途循环解阻及套管安全下入到位,套管到位率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,在元坝气田ϕ273.1 mm尾管固井中采用无限极循环尾管悬挂器技术效果显著,该技术为元坝气田大尺寸、长裸眼的尾管固井提供了一套行之有效的技术手段,具有一定的推广价值。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021041
[摘要](21) [HTML全文](8) [PDF 1523KB](18)
摘要:
为了解决新疆玛湖地区致密油水平井下套管作业中套管螺纹接头断裂失效的问题,采用套管螺纹接头数值模拟和全尺寸套管实物试验方法,对比分析了下套管作业的上提-下放工艺中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的应力水平;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疲劳寿命的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,提高工程作业效率。
涪陵页岩气田焦石坝区块调整井钻井技术
臧艳彬, 刘劲歌, 周贤海, 艾军, 宋争
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020122
[摘要](60) [HTML全文](26) [PDF 957KB](18)
摘要:
随着涪陵页岩气田焦石坝区块进入开发调整期,单井可采储量降低,要经济开发就需要缩短钻井周期、降低钻井成本。为了实现钻井提速降本,通过钻井优化设计、超长水平段钻井、强化参数钻井提速、基于等寿命理念的“一趟钻”钻井技术、“钻刮通洗一体化”完井、长效密封固井等方面的技术攻关,形成了涪陵页岩气田焦石坝区块调整井钻井技术。现场应用结果显示,调整井平均水平段长度达到2 096 m,同比涪陵页岩气田焦石坝区块一期增加37.8%;平均机械钻速达到9.49 m/h,同比一期提高26.2%;钻井周期62.27 d,同比一期缩短26.0%;而环空带压比例则由一期的70.0%降至4.6%。应用表明,采用该钻井技术后,水平段长度大幅增加,机械钻速大幅提高,钻井周期大幅缩短,环空带压比例大幅降低,满足了焦石坝区块部署调整井的技术需求,支撑了涪陵页岩气田稳产增效。
沧东凹陷页岩油水平井优快钻井技术
刘天恩, 张海军, 袁光杰, 李国韬, 阴启武, 陈斐
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020127
[摘要](87) [HTML全文](24) [PDF 1172KB](46)
摘要:
在沧东凹陷页岩油水平井钻井过程中,面临机械钻速低、安全风险大、固井质量难以保证等问题。为解决这些问题,预测了地层漏失压力和坍塌压力,进行了井身结构和井眼轨道优化、PDC钻头个性化设计,并集成盐水钻井液、旋转导向钻井技术、韧性水泥浆和漂浮顶替固井等配套技术,形成了沧东凹陷页岩油水平井优快钻井技术。该技术在沧东凹陷20口页岩油水平井进行了应用,应用结果显示:固井质量优质率提高了30.4%;井深超过4 500.00 m井的平均机械钻速提高了20.2%,平均钻井周期缩短了30.6%;井深小于4 500.00 m井的平均机械钻速提高了82.9%,平均钻井周期缩短了49.9%。研究与应用结果表明,该技术满足了沧东凹陷页岩油水平井优快钻井需求,为页岩油水平井高效开发提供了技术手段,也为国内各油田非常规油气藏钻井技术优化提供了借鉴。
大港油田陆相页岩油滑溜水连续加砂压裂技术
田福春, 刘学伟, 张胜传, 张高峰, 邵力飞, 陈紫薇
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021021
[摘要](95) [HTML全文](18) [PDF 1121KB](31)
摘要:
针对页岩油水平井应用常规滑溜水压裂时存在的用液量大、砂比低、增产效果不理想等问题,通过优选聚合物降阻剂,优化黏土稳定剂、破乳助排剂和过硫酸盐类破胶剂的加量,形成了变黏滑溜水压裂液体系,调节聚合物降阻剂的加量可实现滑溜水压裂液黏度的调控。通过支撑剂导流能力模拟试验,优选了70/140目石英砂和40/70目陶粒的支撑剂组合,通过先导性试验,形成了大港油田陆相页岩油滑溜水连续加砂压裂技术,并在G页2H井进行了现场试验,有效提高了施工效率和单位液体的携砂量,减少了压裂液用量,形成了较好的缝网体系,提高了储层改造程度,取得了良好的压裂增产效果。现场试验表明,该技术能够满足页岩油水平井滑溜水连续加砂压裂要求,可以为页岩油高效开发提供技术支撑。
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封面
2021-02期封面
2021, 49(2): 0-0.  
[摘要](8) [PDF 14796KB](4)
摘要:
目录
2021-02期目录
2021, (2): 1-2.  
[摘要](10) [PDF 371KB](4)
摘要:
专家视点
国内外水溶气开发技术现状及发展建议
何勇明, 谢汪洋, 陈先超
2021, 49(2): 1-8.   doi: 10.11911/syztjs.2020121
[摘要](90) [HTML全文](28) [PDF 762KB](39)
摘要:
水溶性天然气(简称水溶气)是一种储量巨大的非常规能源,极具开发潜力和发展前景,但目前缺少系统的理论研究,也没有成熟的开发技术。详细介绍了国内外水溶气的储量分布及开发现状,总结了国内外水溶气开发技术研究的主要进展,主要包括地热型水溶气开采与二氧化碳地质封存结合技术、采出水回注技术的基本原理及现场试验情况,以及对气水界面和水侵规律的影响研究结果。分析认为,目前水溶气开发技术研究虽然取得一定的成果,但未形成系统的理论体系,也没有形成综合利用、经济有效和安全可靠的开发技术。为此,需高度重视水溶气勘探开发技术研究,以实现我国水溶气的有效勘探开发,为保障国家能源安全提供新的思路。
钻井完井
吉林油田致密油水平井优快钻井完井技术
崔月明, 史海民, 张清
2021, 49(2): 9-13.   doi: 10.11911/syztjs.2020123
[摘要](133) [HTML全文](45) [PDF 694KB](43)
摘要:
吉林油田致密油水平井钻井成本高、钻井周期长、机械钻速慢,井眼易失稳,且摩阻和扭矩大、套管下入困难,针对这些问题,开展了二开长水平段水平井优快钻井完井技术研究。为了从设计源头降低钻井成本、缩短钻井周期,将前期采用的三开小井眼井身结构简化为浅下表层套管的二开井身结构,节省了一个开次的中完时间;同时,研究形成了以井眼轨道优化设计、低滤失强抑制聚合物钻井液、近钻头地质导向工具、个性化PDC设计和漂浮下套管为核心的优快钻井完井技术。上述优快钻井完井技术在吉林油田180口致密油水平井进行了现场应用,应用井平均井深3 449.00 m,平均水平段长1 189.00 m,套管安全下入率100%,固井合格率100%,油层钻遇率提高20.2百分点,钻井周期缩短44.2%,钻井成本降低40.7%,取得了显著效果。研究结果表明,优快钻井完井技术可实现吉林油田致密油低成本高效开发,并且对致密气、页岩油等其他非常规油气藏的开发具有借鉴作用和参考价值。
杨税务潜山油气藏大位移井钻井完井关键技术
陈新勇, 徐明磊, 马樱, 徐雅萍, 赵博, 韩煦
2021, 49(2): 14-19.   doi: 10.11911/syztjs.2021010
[摘要](50) [HTML全文](14) [PDF 836KB](21)
摘要:
为了解决杨税务潜山油气藏大位移井钻井完井中面临的摩阻扭矩大、井眼轨迹控制难度大、泥岩砾岩玄武岩地层钻速低、井底温度高和小间隙固井难度大等技术难点,结合区块地层特点,通过理论分析和模拟计算,优化了井身结构和井眼轨道,优选了井眼轨迹控制方式和钻井液体系,优化了钻井液性能,制定了提速和固井技术措施,形成了华北油田杨税务潜山油气藏大位移井钻井完井关键技术。该技术在T5X井和T101X井进行了现场试验,2口井钻井和完井均安全顺利,与未应用该技术的邻井相比机械钻速提高27.4%,钻井周期缩短19.7%。研究和现场试验结果表明,该技术可以解决华北油田杨税务潜山油气藏大位移井钻井完井中存在的技术难点,满足杨税务潜山油气藏安全高效钻井完井需求。
超声波高频旋冲钻井技术破岩效果试验研究
路宗羽, 郑珺升, 蒋振新, 赵飞
2021, 49(2): 20-25.   doi: 10.11911/syztjs.2020126
[摘要](80) [HTML全文](14) [PDF 864KB](37)
摘要:
为了研究超声波高频旋冲钻井技术相较于常规旋转钻井技术的提速效果,以及钻进条件和参数对超声波高频旋冲破岩效率的影响规律,设计了超声波振动发生短节,搭建了超声波破岩模拟试验台,采用控制变量法和正交试验法,开展了超声波破岩提速试验及影响超声波破岩效率的试验,得到了钻压、超声波振幅、转速和钻头直径对超声波高频旋冲破岩效率的影响规律。结果表明:在实验室常规温度和压力条件下,与常规旋转破岩技术相比,超声波高频旋冲钻井技术的破岩效率更高,平均提高幅度达77.65%;影响超声波高频旋冲破岩效率的因素从大到小依次是钻压、振幅、钻头直径和转速;钻压和振幅对超声波高频旋冲破岩效率的影响显著,且振幅越大,超声波高频旋冲破岩的效率越高。研究结果表明,超声波高频旋冲钻井技术可为提高深部硬地层机械钻速提供一种新的破岩方法。
四川盆地磨溪–高石梯区块定向钻井关键技术
李勇政, 陈涛, 江川, 杜江
2021, 49(2): 26-31.   doi: 10.11911/syztjs.2020103
[摘要](93) [HTML全文](30) [PDF 628KB](33)
摘要:
四川盆地磨溪–高石梯区块采用“螺杆+MWD”钻进ϕ215.9 mm定向井段时,由于造斜点深、地层温度和钻井液密度高、地层复杂,存在井眼轨迹控制困难、托压严重、机械钻速低等问题。为解决这些问题,通过优化井眼轨道、优选个性化钻头、配套水力振荡器提速工具、制定降摩减阻和预防压差卡钻等技术措施,形成了ϕ215.9 mm定向钻井关键技术。磨溪–高石梯区块ϕ215.9 mm定向井段应用定向钻井关键技术后,降低了井眼轨迹控制难度,有效减轻了定向托压现象,提高了机械钻速,降低了井下卡钻风险,ϕ215.9 mm定向井段的钻井时间由应用前的44.75 d缩短至27.51 d,定向井段提速效果明显。研究和现场应用表明,ϕ215.9 mm定向钻井关键技术能有效解决磨溪–高石梯区块ϕ215.9 mm定向井段钻进过程中存在的技术难点,可在该区块推广应用。
伊拉克库尔德A油田原油注氮欠平衡钻井技术
胡清富, 谢春来, 田玉栋, 王焕文, 甘建国, 林辉
2021, 49(2): 32-36.   doi: 10.11911/syztjs.2021002
[摘要](43) [HTML全文](22) [PDF 668KB](22)
摘要:
伊拉克库尔德A油田主力产层Bekhme碳酸盐岩储层裂缝发育,经过多年开发,地层压力逐年降低,钻井过程中极易发生钻井液漏失,不但导致机械钻速低,而且造成储层污染而出现单井产量低、含水率高等问题。为此,研究应用了以原油为钻井液、环空注氮气的欠平衡钻井技术, 该技术改变了传统的充气方式,氮气由套管头侧出口注入井眼,从尾管悬挂器上部筛管进入环空,随井眼内钻井液直接返至井口,即氮气只参与钻井液的部分循环,通过降低上部井眼内钻井液液柱压力来降低井底钻井液液柱压力,实现欠平衡钻进,且不影响井下MWD的测量和传输。该技术在A油田现场应用6口井,均顺利钻至设计井深,未发生井漏、井涌和井眼失稳等井下复杂情况,且实现了边钻进边生产的目的,与应用常规钻井技术的油井相比,机械钻速明显提高,单井产量提高了1~3倍,取得了良好的提速提产效果。研究与应用表明,原油注氮欠平衡钻井技术能满足老油田低地层压力、窄安全密度窗口地层安全钻井的需求,可提高油藏采收率及勘探开发效益。
保德煤层气田黄河压覆区长水平段水平井钻井完井技术
邓钧耀, 刘奕杉, 乔磊, 王开龙, 胡凯
2021, 49(2): 37-41.   doi: 10.11911/syztjs.2020124
[摘要](96) [HTML全文](23) [PDF 861KB](31)
摘要:
保德煤层气田北部优质煤层气藏开发受到城市、黄河压覆等地面复杂情况影响,为了实现有效动用,分析了该地区煤层的地质特点,考虑煤层倾角、垂深和常规钻井工艺等因素,开展了井身结构优化、井眼轨迹控制、钻井液优选及完井工艺优化研究,形成了集约化大平台水平井钻井完井技术。通过集成应用新技术,实现了地表复杂地区煤层气优质储量的经济开采。在煤层垂深800.00~1 000.00 m、上倾角度2°~5°条件下,水平段极限长度可达到1 700.00~2 000.00 m。在此基础上,研发了玻璃钢筛管完井系统,实现了水平井完井井筒“可重入、可作业、可维护”的功能,满足了采煤采气一体化要求,现场试验取得了较好的开发效果。长水平段水平井钻井完井技术为保德煤层气田黄河压覆区煤层气的开发提供了技术支持。
京津冀岩溶热储钻井关键技术
曹华庆, 吴波, 龙志平, 王殿学, 黄干廷, 马向东
2021, 49(2): 42-47.   doi: 10.11911/syztjs.2020105
[摘要](167) [HTML全文](17) [PDF 2997KB](59)
摘要:
京津冀岩溶热储钻井存在以下技术难点:风化壳判断不准,易发生失返性漏失,导致垮塌埋钻;岩溶热储胶结差,取心收获率低;基岩储层非均质性强、可钻性差,钻头选型困难、机械钻速低。因此,利用XRF元素录井技术准确判断风化壳,防止风化壳发生失返性漏失,提高成井率;选用JS-6型全封销挂式多用取心筒与一体化岩心爪配合提高取心收获率;针对基岩储层的岩性和可钻性优选钻头型号和进行个性化设计,提高基岩储层的机械钻速;针对钻井过程易发生卡钻和漏失的问题,制定防卡和堵漏技术措施,最终形成了京津冀岩溶热储钻井关键技术。京津冀岩溶热储钻井应用该关键技术后成井率达到100%,钻井周期缩短10%以上,钻井成本降低12%。研究和实践表明,京津冀岩溶热储钻井关键技术可以解决京津冀岩溶热储钻井存在的技术难点,为京津冀地区地热资源的勘探开发提供技术支持。
弹性孔网材料的堵漏性能评价及现场应用
李公让, 于雷, 刘振东, 李卉, 明玉广
2021, 49(2): 48-53.   doi: 10.11911/syztjs.2021008
[摘要](61) [HTML全文](22) [PDF 939KB](27)
摘要:
现有常规桥浆堵漏材料存在裂缝适应性不强、封堵层浅和堵漏成功率较低等问题。为此,优选了不同规格弹性孔网材料,进行了压缩回弹性、抗拉强度和抗温性等性能评价试验,优选了综合性能最佳的弹性孔网材料,并考察了弹性孔网材料尺寸、形状和加量对堵漏效果的影响。试验结果表明,1#弹性孔网材料的50%压缩永久变形率低于10%,抗拉强度为150 kPa,抗温能力达150 ℃,适合用作堵漏材料;正方体形弹性孔网材料可滞留在裂缝内,堵漏效果较好,尺寸为5.0 mm×5.0 mm×5.0 mm的弹性孔网材料对尺寸为5.0 mm×4.0 mm的楔形缝封堵效果最优;弹性孔网材料加量为0.08%时的堵漏效果最好。弹性孔网材料在多口井进行了现场堵漏,一次堵漏成功率达86.7%。研究表明,弹性孔网材料对裂缝性地层具有较好的适应性和堵漏效果,能够解决地层漏失问题。
改性高铝水泥浆的负温硬化性能及其增强机制
刘浩亚, 鲍洪志, 刘亚青, 何青水, 胡志强, 金鑫
2021, 49(2): 54-60.   doi: 10.11911/syztjs.2020129
[摘要](44) [HTML全文](17) [PDF 2851KB](26)
摘要:
针对负温环境下固井水泥浆水化反应减缓甚至停滞,导致固井施工难以进行的问题,开展了改性高铝水泥浆的硬化特性优化和早期强度的增强机制研究。在0,–10和–18 ℃温度下,进行了改性高铝水泥浆的凝结时间、流动度及抗压强度等性能对比试验,研究了负温环境下水泥浆关键性能的变化规律及与凝结时间调节剂SCEG之间的关系;在分析水化产物物相组成和微观结构的基础上,研究了水泥浆负温硬化机制,并通过添加石膏促进AFt生成来提高水泥石的抗压强度。试验表明:–18~0 ℃温度下,改性高铝水泥浆中添加占水泥质量0~3%的SCEG,该水泥浆可在0.3~6.0 h内硬化;该水泥浆24 h抗压强度达9.7~11.2 MPa,添加占水泥质量10%~15%的石膏后,水泥石抗压强度可提高30%左右。XRD测试发现,负温环境下水泥水化矿物主要为铝酸盐熟料而非硅酸盐熟料,产物主要为Ca2Al(Al,Si)2O7、AFm、AFt及少量硅酸盐水化产物C–S–H,且AFt含量越高,水泥石抗压强度越高。研究表明,改性高铝水泥具有良好的负温硬化能力,添加适量的石膏可提高水泥水化产物中AFt的含量,有助于提高水泥石的抗压强度。
库车山前高温高压气井完井封隔器失效控制措施
王克林, 刘洪涛, 何文, 何新兴, 高文祥, 单锋
2021, 49(2): 61-66.   doi: 10.11911/syztjs.2020128
[摘要](74) [HTML全文](30) [PDF 1021KB](49)
摘要:
库车山前高温高压气井主要采用Y443-111封隔器,但封隔器在替液过程中易憋压,严重时甚至出现封隔器提前坐封问题,导致油套环空的试油钻井液无法被环空保护液完全替出,后期可能对油管、套管柱产生腐蚀。针对上述问题,分析了Y443-111封隔器替液过程中失效与损坏的原因,发现造成该封隔器失效的主要原因是封隔器与套管的间隙太小,次要原因是替液排量大和井筒清洁情况差。为此,制定了降低替液排量、清除井筒杂质、优化试油钻井液性能、提高井筒工作液质量和缩小封隔器外径等控制完井封隔器失效的措施。上述措施在现场累计应用43井次,成功率达97.6%,解决了库车山前高温高压气井完井封隔器失效的问题,确保了高温高压井下作业安全和完井作业的顺利施工。
完井用多孔隙形状记忆聚合物的性能影响因素研究
段友智, 侯倩, 刘锦春, 岳慧, 艾爽, 信卫东
2021, 49(2): 67-71.   doi: 10.11911/syztjs.2020100
[摘要](69) [HTML全文](14) [PDF 991KB](18)
摘要:
由单一相对分子质量多元醇制备的多孔隙形状记忆聚合物的性能无法满足完井的要求,需要采用不同相对分子质量多元醇制备多孔隙形状记忆聚合物。为给制备适用于不同井下条件的多孔隙形状记忆聚合物提供依据,通过改变不同相对分子质量多元醇的质量比,制备了不同的多孔隙形状记忆聚合物,并测试其力学性能、玻璃化温度、热敏性能和观察其孔隙结构,分析了不同相对分子质量多元醇的质量比对其性能的影响规律。低相对分子质量与高相对分子质量多元醇的质量比越大,多孔隙形状记忆聚合物的硬度、压缩强度和弯曲强度越高,玻璃化温度、热形变温度、形变恢复温度和开孔率越低,泡孔尺寸越大,孔型系数和泡孔壁厚越大,结构的各向异性越强。研究表明,通过调整制备原料中不同相对分子质量多元醇的质量比,可获得具有一定力学强度,同时满足不同井下温度条件形状恢复、对不同粒径地层砂具有滤砂过流功能的完井用多孔隙形状记忆聚合物。
大数据技术在石油工程中的应用现状与发展建议
耿黎东
2021, 49(2): 72-78.   doi: 10.11911/syztjs.2020134
[摘要](141) [HTML全文](51) [PDF 960KB](92)
摘要:
大数据技术逐渐成为石油公司与油服公司实现石油工程智能化和降本增效的重要手段之一,目前已成为国内外研究的热点。为了促进大数据技术在油气行业的快速发展和广泛应用,加快石油工程的数字化智能化转型,阐述了大数据技术的定义和特点,从大数据平台和钻井、压裂及开发等具体应用场景2个方面分析了大数据技术在石油工程中的应用现状,指出大数据技术在石油工程中的发展需要建立统一的大数据分析平台,与数字化巨头合作研发,完善石油工程大数据管理机制和技术标准,强化基础、前瞻技术研究,并针对具体应用场景部署实施相关项目,逐步建立石油工程大数据生态系统。大数据技术在石油工程行业具有广阔的应用前景,加快石油工程大数据技术的研究和应用,对于促进我国油气资源的经济高效开发具有重要作用。
油气开发
深水浊积岩油藏提高采收率方法研究
牟汉生, 陆文明, 曹长霄, 宋兆杰, 石军太, 张洪
2021, 49(2): 79-89.   doi: 10.11911/syztjs.2021025
[摘要](69) [HTML全文](19) [PDF 1665KB](31)
摘要:
深水浊积岩油藏储层非均质性强,平面矛盾突出,注水开发过程中易出现油水前缘不稳定,形成窜流。气为明确气水交替驱与氮气泡沫驱在平面非均质油藏的适用性及其提高采收率机制,结合油藏地质资料,设计制作了不同渗透率级差的岩心模型,开展了气水交替驱和氮气泡沫驱试验,分析了2种提高采收率方法的驱油效果,结合数值模拟研究,探索了驱替过程中不同渗透率条带的流体波及规律。研究结果表明,当岩心模型渗透率级差较小时,气水交替驱可表现出良好的提高波及系数及降低出口端含水率的能力,但当岩心模型渗透率级差较大时,该方法控制气体流度能力降低,提高采收率效果变差。氮气泡沫驱在岩心模型渗透率级差较大时,仍可发挥泡沫堵大不堵小、堵水不堵油以及表面活性剂洗油的多重特性,有效抑制高渗条带中的流体窜逸,使氮气泡沫在低渗条带呈现活塞式驱替,从而实现深部调驱、大幅度提高采收率的目的。因此,氮气泡沫驱可有效提高深水浊积岩油藏采收率,为该类油藏的经济高效开发提供技术支持。
渤海油田注水井延效酸化技术研究与应用
孙林, 李旭光, 黄利平, 夏光, 杨淼
2021, 49(2): 90-95.   doi: 10.11911/syztjs.2021029
[摘要](42) [HTML全文](4) [PDF 781KB](26)
摘要:
针对渤海油田注水井重复酸化效果逐渐变差的问题,进行了注水井延效酸化技术研究。采用3种低浓度深部缓速酸进行协同增效,加强酸液的储层保护性能,并加入防膨剂和表面活性剂,配制了延效酸;在温度60 ℃条件下,测试了延效酸对现场垢样、钙蒙脱石和二氧化硅的溶蚀效果,抑制注入水结垢性能、洗油性能、缓速和总溶蚀性能,以及动态驱替延效性能。试验得出:延效酸对钙蒙脱石和现场垢样的溶蚀率分别可达45.23%和86.08%,对二氧化硅的溶蚀率仅0.22%;抑制结垢能力强;酸液表面张力12.77 mN/m;延效酸与岩粉分别反应2,4和6 h后溶蚀率可达9.39%、13.64%和24.54%;动态驱替酸化后注入20倍孔隙体积的水,渗透率增大倍数仍然稳定在1.8~1.9倍。注水井延效酸化技术在渤海油田应用14井次,应用效果显著。研究表明,延效酸具有综合解堵效果好、保护骨架、缓速性好、总溶蚀率高和延效性好等优点,具有推广应用价值。
工业氯化钙加重胍胶压裂液体系研究与现场试验
周建平, 杨战伟, 徐敏杰, 王丽伟, 姚茂堂, 高莹
2021, 49(2): 96-101.   doi: 10.11911/syztjs.2021014
[摘要](31) [HTML全文](7) [PDF 810KB](18)
摘要:
为了解决现有加重压裂液体系成本高及加重密度低等问题,采用工业氯化钙作为加重剂,研发了一种低成本加重压裂液技术。在分析硼交联剂在氯化钙胍胶基液中交联受阻机理的基础上,制备了耐高浓度氯化钙溶液的交联剂,可在低pH值环境下使高浓度氯化钙溶液和胍胶基液形成交联冻胶。工业氯化钙加重胍胶压裂液具有加重密度高、基液黏度低和耐温耐剪切性能良好等特点,在温度140 ℃、剪切速率100 s–1条件下剪切2 h后,冻胶黏度大于100 mPa·s。现场试验表明,超深井采用氯化钙加重胍胶压裂液进行压裂施工,施工压力可降低10~15 MPa。研究表明,氯化钙加重胍胶压裂液性能可靠,能够降低超深高应力储层改造施工压力,提高压裂效果,具有现场推广应用价值。
套管封隔器分段压裂管柱遇卡原因分析及解决方案
刘红磊, 陈作, 周林波, 秦红祥, 杨同玉, 薛占峰
2021, 49(2): 102-106.   doi: 10.11911/syztjs.2021017
[摘要](26) [HTML全文](14) [PDF 823KB](15)
摘要:
为了降低套管封隔器分段压裂的施工风险,解决压裂结束后套管封隔器分段压裂管柱上提易遇卡的问题,以某区块一口水平井的套管封隔器分段压裂为例,从压裂管柱上提时的载荷、上下活动距离和返排液性质等特征因素入手,详细分析了该井前3段压裂后压裂管柱上提遇卡的原因,并制定了解卡措施,压裂管柱顺利解卡。为防止后续6段压裂再出现压裂管柱上提遇卡的情况,对套管封隔器分段压裂管柱进行了优化,采用优化后的压裂管柱顺利完成了该井后续6段的压裂,且压裂管柱全部安全顺利起出。该井处理套管分段压裂管柱上提遇卡的方法和制定的措施及优化的压裂管柱,为今后类似问题的处理和压裂管柱的优选提供了借鉴。
胜坨油田套损井分层注水及测调技术
贾贻勇, 李永康
2021, 49(2): 107-112.   doi: 10.11911/syztjs.2020137
[摘要](54) [HTML全文](11) [PDF 869KB](22)
摘要:
为解决胜坨油田注水井因套损导致分层注水率降低的问题,结合胜坨油田套损注水井的实际情况,开展了过浅层贴堵段、封窜可洗井及小井眼井等分层注水技术研究。从井筒环境、生产参数、作业施工等方面综合分析,采用模拟等方法优化设计、优选材料、提高分层注水工具性能,研制适合不同井况的分层注水工具,研究配套小井眼注水井测调技术,形成了套损井分层注水系列技术。胜坨油田59口套损注水井应用了该系列分层注水技术,注水层段增加了65个,水驱控制储量恢复了477.9×104 t,实现了套损注水井的多级分层注水,提高了胜坨油田注水开发的效益,为水驱油藏的效益开发提供了经验。
测井录井
随钻前视声波测井钻头前方声场特征研究
杨书博, 乔文孝, 赵琪琪, 倪卫宁, 吴金平
2021, 49(2): 113-120.   doi: 10.11911/syztjs.2021020
[摘要](68) [HTML全文](21) [PDF 2209KB](29)
摘要:
现有声波测井仪器无法满足前视探测需求,为此开展了基于相控阵技术的随钻前视声波测井技术研究。采用相控线阵声波辐射器和相控圆弧阵声波接收站,分别实现声波能量的定向辐射和扫描接收;利用有限差分算法,分别模拟了随钻条件下钻头前方存在一个地层界面时的单极和相控阵声波测井响应。模拟结果表明,由于井底散射的影响,随钻前视声波测井的波场比常规反射声波测井的声场更为复杂;与单极声波辐射器相比,相控线阵声波辐射器能够定向增强辐射到钻头前方地层中的声波能量,可以显著增强P-P回波的幅度;与单极声波接收器相比,通过统计相控圆弧阵声波接收站扫描接收到的不同方位P-P回波的幅度,可以近似判断钻前地层界面的方位。研究结果验证了利用相控阵声波测井技术探测钻前地质异常体的可行性,为后续工业样机的开发提供了理论依据。
恒温差热式流量计影响因素模拟与试验研究
张夷非, 魏勇, 余厚全, 陈强, 刘国权, 张学
2021, 49(2): 121-126.   doi: 10.11911/syztjs.2021023
[摘要](38) [HTML全文](8) [PDF 1060KB](14)
摘要:
针对恒温差热式流量计在井下测量小流量流体时误差较大的问题,进行了温度、压力的影响研究。根据流量计加热器电功率与被测流体流量的关系,分析了温度对液态水物性参数的影响,通过数值模拟研究了不同温度下水流量与流量计换热功率的变化曲线。在此基础上,搭建了可调节水温和流体流量的试验平台,在定压(常压)条件下,通过试验分析了25~40 ℃下流量计功率与水流量的关系,试验发现,流量计的加热器功率与环境温度成单调增关系。理论分析实测条件下恒温差热式流量计的影响因素得到:流量计位于0~2 000 m井段时,深度每增加500 m造成的测量误差约为2.2 m3/d;位于2 000~4 000 m井段,测量误差约为0.6 m3/d。研究表明,相同流量下,恒温差热式流量计的输出功率会随井深增加(井筒温度、压力变化)而升高,导致出现测量误差,研究结果为该流量计测量结果的校正和有效应用提供了理论依据。
涪陵页岩气田钻井技术难点及对策
牛新明
[摘要](5627) [PDF 1006 KB](4018)
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](4325) [PDF 1084 KB](4031)
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](6210) [PDF 1149 KB](4185)
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](4788) [PDF 1211 KB](4012)
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](4565) [PDF 1065 KB](4491)
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](3890) [PDF 1055 KB](3685)
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](3966) [PDF 1085 KB](4079)
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。
页岩气"井工厂"钻井技术现状及展望
陈平, 刘阳, 马天寿
[摘要](4141) [PDF 1031 KB](3986)
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。
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](4122) [PDF 1031 KB](3642)
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](3835) [PDF 1143 KB](3736)
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](47731) [PDF 462KB](41715)
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](26382) [HTML全文](262) [PDF 1028KB](23695)
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。