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古城油田B125区块稠油油藏超高分子量聚合物驱技术
陶光辉, 束华东, 刘斌
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019127
[摘要](22) [HTML全文](13) [PDF 964KB](0)
摘要:
古城油田B125区块普通稠油油藏储层非均质性严重,平均原油黏度达1 000 mPa·s以上,进一步提高采收率难度大。为此,通过增黏性、流变性和驱油试验,评价了超高分子量聚合物在提高普通稠油采收率的技术优势,考察了含硫污水对聚合物溶液性能的影响。试验表明,超高分子量聚合物增黏性优越,相同质量浓度下较常规聚合物溶液黏度高40%以上;黏弹性显著,相同黏度下较常规聚合物采收率提高3.4百分点以上。含硫污水会造成聚合物溶液黏度下降10%以上、弹性明显减弱和采收率提高幅度降低3.0百分点。B125区块部署注聚井22口,截至2018年底,累计注入0.22倍孔隙体积的聚合物溶液,注入压力上升3.5 MPa,日产油量上升45.0 t,含水下降9.0百分点,累计增产油量1.84×104 t,阶段采收率提高1.19百分点。研究表明,超高分子量聚合物驱技术可以大幅提高较高黏度普通稠油油藏的采收率,为该类稠油油藏提高采收率提供了新的技术方法。
高频电磁加热稠油储层温度分布及其影响因素分析
王正旭, 高德利
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019128
[摘要](374) [HTML全文](209) [PDF 4592KB](17)
摘要:
为了准确分析高频电磁加热过程中影响稠油储层温度分布的因素,以电磁场和传热理论为基础,考虑稠油储层电导率、相对介电常数随频率变化和导热系数、比热随温度变化的实际情况,建立了储层性质动态变化的数学模型,并运用多物理场的COMSOL软件对数学模型进行求解,最后采用对比法研究了不同因素对温度变化的影响规律。计算表明,电磁波功率的提高有助于增大储层加热深度;较大的电磁波频率可引起波源附近储层的温度增大,但温度随深度增大急剧下降;考虑储层性质动态变化的温度计算结果与储层性质恒定时的温度求解值存在差异;在一定变化范围内,储层温度值随相对介电常数和电导率的增大而增大。研究结果表明,储层性质、电磁波功率和频率对储层的温度分布有明显影响,建立的考虑储层性质动态变化的数学模型为高频电磁加热稠油技术现场应用提供了理论依据。
RFID智能滑套设计与试验研究
黎伟, 夏杨, 陈曦
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019123
[摘要](51) [HTML全文](36) [PDF 832KB](4)
摘要:
为了解决传统水平井分段压裂技术操作复杂、无法达到全通径和压裂级数受限的问题,提出了基于RFID智能滑套的水平井分段压裂技术。在分析水平井分段压裂技术特点的基础上,研究了RFID智能滑套压裂工艺的管柱结构和技术难点,开展了RFID智能滑套结构的方案优选、仿真分析、单元试验和室内样机试验。试验结果表明,RFID智能滑套在温度120 ℃、压差10~70 MPa工况下均能顺利开启至设定开度;RFID标签球能够控制RFID智能滑套窗口达到预设开度,且RFID通讯成功率良好。研究表明,RFID智能滑套水平井分段压裂技术能够降低水平井压裂施工成本,提高油气开发效率,为油气开发向智能化、低成本化和高效化方向发展提供了技术支撑,具有良好的应用前景。
玛湖油田MaHW1602水平井低活度钻井液技术
郑成胜, 蓝强, 张敬辉, 李公让
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019115
[摘要](80) [HTML全文](68) [PDF 661KB](1)
摘要:
玛湖油田MaHW1602井地层条件复杂,目的层三叠系百口泉组含硬质泥岩、疏松砾岩等易产生坍塌掉块,导致长水平段钻进时复杂情况频发,针对该地区钻井液“去磺”后防塌性不足的问题,提出了低活度钻井液技术思路。在分析该井钻遇地层特点及钻井液难点的基础上,通过室内试验优选了活度调节剂、封堵剂和抑制剂,形成非磺化低活度钻井液体系;考察不同无磺钻井液配方的常规性能;结合滤饼质量,确定了现场低活度钻井液配方。室内试验表明,配方封堵率超过90%,钻井液平均水活度为0.863,满足现场应用要求。现场应用表明,MaHW1602井三开钻井液的黏切性能、滤失量稳定,钻井液易维护,钻进无明显托压现象,电测、下套管顺利;未出现钻井液性能突变、下钻或开泵漏失的问题;三开长水平段井径规则,平均井径扩大率6.5%,疏松易塌井段无明显的井径扩大现象。研究表明,低活度钻井液体系具备较好的封堵防塌性,能够满足玛湖油田安全钻进的要求。
基于测井资料的TIV地层水平地应力计算方法
夏宏泉, 刘畅, 李高仁, 蒋婷薇
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019130
[摘要](74) [HTML全文](45) [PDF 1222KB](4)
摘要:
低孔低渗地层常具有TIV各向异性特征,准确计算水平地应力对该类储层的射孔和压裂设计至关重要。为了更加强准确地计算TIV地层的水平地应力,针对该类地层的低压特征,优选Bowers法求取地层孔隙压力,然后利用阵列声波测井资料求取TIV地层各向异性岩石力学参数(垂向与水平方向的杨氏弹性模量和泊松比);同时考虑层理面产状对水平地应力的影响,改进传统的Sn模型,建立了TIV地层水平地应力新计算模型。用新模型计算了鄂尔多斯盆地合水地区长6、长7和长8段TIV地层的水平地应力,计算结果与实测最大、最小水平地应力的最大相对误差分别为8.70%、7.86%,比Sn模型所计算地应力的相对误差小。研究结果表明,新模型计算的水平地应力更符合实际地应力纵横向分布变化规律,可为致密油储层的水力压裂设计提供更可靠的参考依据。
北部湾盆地开发井高效安全钻井实践
刘贤玉, 管申, 韩成, 陈力, 曹峰
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019116
[摘要](68) [HTML全文](37) [PDF 688KB](8)
摘要:
南海西部北部湾盆地地层微裂缝发育,水敏性强,尤其是涠洲组二段地层井壁失稳问题突出,导致钻井复杂情况频发等问题。为了提高北部湾开发井钻井效益,进行了钻井技术总结与实践,使用废弃井槽隔水导管开窗侧钻建立井口,以高效利用槽口资源;表层使用海水聚合物钻井液体系,同时减小表层井眼直径钻井,实现表层深钻;目的层井段使用强封堵型全油基钻井液钻穿涠洲组二段地层;在钻井液优选基础上对井身结构进行优化,将技术套管和油层套管合二为一,提高目的层井段钻井安全,同时降低作业时间,最终形成了北部湾盆地开发井高效安全钻井技术。北部湾盆地多个油田30多口井应用高效安全钻井技术后,避免了槽口资源浪费,降低了表层钻井液成本和目的层井段复杂事故率,全井段机械钻速提高超过20%,开发井钻井工期缩短近25%。北部湾盆地开发井高效安全钻井技术为类似油田的高效开发提供了技术借鉴。
苏北复杂断块油藏二氧化碳驱油效果影响因素分析及认识
唐人选, 梁珀, 吴公益, 陈菊, 梁翠
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019125
[摘要](81) [HTML全文](49) [PDF 859KB](5)
摘要:
在苏北盆地复杂断块油藏,CO2驱的驱油效果差异较大,为制定提高CO2驱油效果的有效措施,分析了其主要影响因素。对苏北9个CO2驱区块的相关数据进行了统计,分析了井型、压裂情况、注气前油井产油量、注采比和注气方式等对CO2驱油效果的影响,结果发现:直井的开发效果好于水平井,非压裂井的效果好于压裂井,油井初产量越高则CO2驱效果越好,最佳注采比2.5左右,而注CO2方式对开发效果影响不大。研究结果表明,低渗透油藏采用的井型、油井是否压裂、注气前油井产油量是影响CO2驱油效果的主要因素。研究制定提高苏北盆地复杂断块油藏注CO2开发效果的措施时,应充分考虑这些主要影响因素。
伊拉克H油田Sadi油藏鱼骨井井眼布置方案研究
聂臻, 于凡, 黄根炉, 李伟, 梁奇敏
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019120
[摘要](167) [HTML全文](60) [PDF 953KB](1)
摘要:
为有效开发特低渗Sadi油藏,针对该油藏特征和鱼骨井钻井条件,综合考虑地质、油藏及工程因素,进行鱼骨井井眼布置方案的优选方法研究,以获得既能满足开发要求又能满足极限钻井条件下顺利钻井的鱼骨井井眼最优布置方案。以Sadi油藏地质条件和常规定向井钻井能力为基础,首先确定鱼骨井主井眼及分支井眼的极限钻井深度;其次以累积产油量为目标,分析鱼骨井主要参数(分支井眼数量、分支井眼长度、相邻分支井眼间距、分支井眼与主井眼夹角)及不同鱼骨井井眼布置方案对累计产油量的影响,确定出累计产油量较高的井眼布置方案;再以鱼骨井不同井段轨迹的钻井难度,建立相应模型评价鱼骨井井眼不同布置方案的钻井风险,确定出钻井成本较低的井眼布置方案,最后优选出4分支井眼、分支井眼长730 00 m和3分支井眼、分支井眼长800.00 m的井眼布置方案为Sadi油藏鱼骨井井眼最优布置方案。采用优化的井眼布置方案,累计产油量较高,钻井风险可控,钻井成本低。提出的鱼骨井井眼布置方案优选方法将钻井工程和地质油藏工程紧密结合,为油藏工程师优选鱼骨井井眼布置方案提供了思路,其他相似油藏进行鱼骨井井眼布置方案设计时也可以借鉴。
连续油管打捞连续油管关键工具研究与应用
艾白布•阿不力米提, 庞德新, 王一全, 郭新维, 杨文新, 焦文夫
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019117
[摘要](54) [HTML全文](33) [PDF 1454KB](2)
摘要:
针对常规管柱打捞连续油管作业效率低、风险高和施工强度大等问题,在调研连续油管作业技术现状的基础上,提出连续油管打捞连续油管工艺,并研发了打捞专用工具。通过模块化结构设计,在工具中集成了鱼顶旋转引入、鱼顶检测、鱼顶抓获及剪切等功能机构,使工具能够适应连续油管打捞连续油管作业工况。模拟计算和室内试验结果,验证了工具性能达到预期设计要求。塔里木油田YT1-9井利用ϕ50.8 mm连续油管使用该打捞工具,在ϕ88.9 mm生产管柱内开展了13次打捞作业,累计捞获井内严重遇卡的ϕ38.1 mm连续油管共计2 851.87 m,捞获率100%,作业效率是常规管柱打捞作业的4倍,现场应用验证了工具性能的稳定性。研究表明,连续油管打捞工具能够满足打捞连续油管的工况要求,也为今后打捞连续油管作业提供了技术借鉴。
南海西江区块古近系泥页岩地层防塌钻井液技术
张伟国, 狄明利, 卢运虎, 张健, 杜宣
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019103
[摘要](248) [HTML全文](106) [PDF 1558KB](12)
摘要:
为了解决南海西江区块古近系泥页岩地层钻井过程中出现的井下掉块和阻卡等问题,进行了防塌钻井液技术研究。通过地层矿物组分、理化特性和力学参数分析,明确了古近系泥页岩地层井眼失稳机理;建立了维持井壁稳定的钻井液密度与岩石黏聚力关系图版,确定了保障井壁稳定的最低岩石黏聚力;为提高泥页岩经钻井液浸泡后的强度,优选了抑制剂和封堵剂并确定了其加量,得到了新防塌钻井液配方。研究发现,钻井液滤液进入地层引起泥页岩强度降低,是该区块古近系泥页岩地层井眼失稳的主要原因;在KCl–聚合物钻井液中加入2.0%聚铵盐、0.5%纳米二氧化硅和3.0%碳酸钙配成的新防塌钻井液,泥页岩岩样在其中浸泡10 d后黏聚力可达8.8 MPa,满足预计工期内岩石内聚力大于8.7 MPa的要求。综合分析认为,新防塌钻井液具有较好的抑制性、封堵性和良好的防塌效果,可解决南海西江区块古近系泥页岩地层钻井中出现的问题,有效控制井径扩大率。
极地钻井关键设备橡胶密封材料的优选
陈远鹏, 王志远, 孙宝江, 陈野, 郑凯波
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019111
[摘要](22) [HTML全文](12)
摘要:
极地特有的低温环境会使橡胶逐渐变硬甚至玻璃化从而丧失原有的弹性,易导致钻井泵、防喷器等钻井设备出现密封失效问题,影响正常生产并埋下安全隐患。因此,需要对极地钻井关键设备所用橡胶密封材料进行优选。按照国家标准GB/T 528—2009和GB/T 7759.2—2014,在20~–50 ℃温度环境下对橡胶材料进行了单轴拉伸和压缩永久变形试验,将试验数据与多种常见超弹性本构模型进行拟合得到了模型参数,分析了这些本构模型在低温条件下的适用性;利用有限元分析软件ABAQUS,对–45 ℃温度下工作中的O形橡胶密封圈的密封性能进行了模拟分析,找出了设备低温条件下容易发生密封失效的位置。分析认为,在低温、小变形条件下,Polynomial(N=2)模型和Ogden(N=3)模型能更准确地描述橡胶的力学性能;硅橡胶、气相胶、丁腈橡胶在极地环境(–45 ℃)下依然保持优越的密封性能,可以作为极地钻井关键设备用橡胶密封材料。低温下超弹性本构模型的分析和橡胶密封材料的优选,可为我国后续极地钻井提供理论指导与支持。
考虑复杂裂缝网络的致密油藏水平井体积压裂改造效果评价
李宪文, 刘顺, 陈强, 苏玉亮, 盛广龙
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019126
[摘要](193) [HTML全文](124) [PDF 1323KB](1)
摘要:
提高压裂改造效果对经济有效开发致密油藏至关重要,评价压裂改造效果需要考虑复杂裂缝网络分布特征。基于微地震数据,采用分形随机缝网生成算法反演得到了次生裂缝分布特征,考虑压裂水平井近井地带的物性变化,建立了压裂水平井多区渗流数学模型并进行了求解。基于该模型研究了次生裂缝复杂程度对流动的影响,研究结果为:次生裂缝复杂程度对整个流动阶段均有较大影响,分形维数越大,产量越高;改造带宽越大,拟稳态窜流早期线性流、双线性流持续时间越长;次裂缝分布的压裂改造区域是生产早中期的主力区域,其产量贡献度也最大;在实际生产过程中,应尽量增大改造区域体积,同时保证与改造区域不相邻区域体积最小,可以提高生产井的早期产量、最大化提高储层采收率。该研究成果可为致密油藏体积压裂效果评价及压裂优化设计提供理论依据。
可再生生物合成基钻井液体系研究
解宇宁
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019097
[摘要](212) [HTML全文](131) [PDF 889KB](19)
摘要:
油基钻井液普遍存在基础油难以降解、不可再生等缺点,因此进行了可再生生物合成基钻井液体系研究。利用天然生物油脂,通过催化加氢、分子异构等合成了生物合成基础油,以生物合成基础油和改性有机土为主,通过优选其他钻井液添加剂及优化加量,形成了可再生生物合成基钻井液体系,并评价了其性能。生物合成基础油是C12—C24的支链异构烷烃混合物,具有优良的安全环保性和黏温特性。可再生生物合成基钻井液体系的高温高压滤失量低于12 mL,沉降稳定性好,破乳电压在768 V以上,96 h 半致死浓度大于1 000 000 mg/L,能抗20%地层水和10%劣土的侵入,岩屑滚动回收率达到98.06%,经其污染的岩心的渗透率恢复率为83.5%~92.3%。研究结果表明,生物合成基础油具有低毒环保、可降解、可再生等技术优势,由其配制的钻井液在乳液稳定、抗污染、润滑、抑制、储层保护、安全环保等方面均表现出良好的性能,完全能满足复杂地质条件对钻井液的需求。
塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏气水复合驱技术
张伟, 海刚, 张莹
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019124
[摘要](61) [HTML全文](18) [PDF 908KB](5)
摘要:
塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏经水驱在高部位形成了大量的“阁楼油”,而“阁楼油”在氮气驱的情况下,由于横向驱动作用弱,在井间富集了大量剩余油,因此,根据塔河油田碳酸盐岩缝洞油藏储层特征及剩余油分布特征,进行了气水复合驱技术研究。在利用物理模拟试验分析气水复合驱油机理的基础上,根据剩余油的分布特征,构建不同的气水复合驱开发模式;根据井间的连通通道特征,针对性地设计了开发井网;利用历史水驱数据和累计注气量设计气水复合驱参数。塔河油田4区7个注采井组应用了气水复合驱技术,井组产油量平均提高80 t。这表明,气水复合驱中的气驱首先将“阁楼油”驱替到水驱通道,水驱提供横向驱动力将再其驱出,提高了剩余油动用程度。
漏失循环条件下井筒温度预测与漏层位置判别
吴雪婷, 邹韵, 陆彦颖, 赵增义, 周城汉
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019119
[摘要](90) [HTML全文](50) [PDF 856KB](5)
摘要:
针对发生井漏时,井筒流体温度预测准确度低和漏层位置判别难度大的问题,在分析漏失循环条件下井筒传热规律的基础上,通过综合考虑热源项和变质量流动对井筒温度的影响,建立了漏失循环条件下直井井筒温度场模型,利用现场实测数据验证了模型的可靠性,并分析了漏失速率和漏失层位对井筒温度分布规律的影响。数值模拟结果表明,与Chen模型相比,所建模型的计算结果更接近于实测温度,平均相对误差为2.1%;漏失循环条件下,漏失速率对井底流体温度的影响明显大于对井口流体温度的影响;此外,漏失发生在上部裸眼井段时,环空流体温度梯度分布曲线上均有一个拐点,且拐点位置与漏层位置一致。研究结果表明,所建模型可以准确预测漏失循环条件下直井井筒温度分布,现场可根据环空温度梯度分布曲线判别漏层位置。
川南海相深层页岩气钻井关键技术
刘伟, 何龙, 胡大梁, 李文生, 焦少卿
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019118
[摘要](63) [HTML全文](47) [PDF 898KB](7)
摘要:
川南海相深层页岩气目的层埋藏深、地层温度和地层压力高、岩石可钻性差、优质储层薄,钻井提速与井身质量、页岩坍塌与钻井成本、控时钻进与优质储层钻遇率间的矛盾制约了其有效开发。为此,在借鉴常规页岩气开发经验的基础上,通过进行差异化的井身结构和井眼轨道设计、采用预弯曲动力钻具组合、优化钻井参数、进行垂直钻井技术和气体钻井技术试验、研制高性能水基钻井液、采取井眼轨迹控制措施,形成了一套适合川南海相深层页岩气有效开发的钻井关键技术。川南地区应用该技术完成27口海相深层页岩气井,钻井周期缩短了46%,优质储层钻遇率达到93.17%。这表明,形成的钻井关键技术能满足有效开发川南海相深层页岩气的需求,为国内外类似页岩气的开发提供借鉴。
基于X射线荧光元素录井的深层页岩气精准地质导向技术
唐诚, 王志战, 陈明, 王崇敬, 梁波, 施强
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019135
[摘要](140) [HTML全文](68) [PDF 1459KB](4)
摘要:
川南威荣气田深层页岩气水平井钻井过程中,准确卡取标志层、识别钻头位置、判断钻头穿行状态的难度很大。为此,利用X射线荧光(XRF)元素录井数据建立三端元图版、元素交会图版和元素三维显示图版及岩石密度、含气量等评价参数的定量计算模型。根据三端元图版卡取入窗前的重要标志层,利用元素交会图版指导水平井准确入窗,通过元素三维显示图版判别水平段钻头穿行状态,利用岩石密度、含气量等参数的评价结果指导水平井井眼轨迹优化,形成了基于X射线荧光元素录井的精准判识目的层及钻头穿行状态的地质导向技术。该技术在威荣气田18口页岩气水平井进行了应用,靶体平均钻遇率达到98.06%。研究表明,基于X射线荧光元素录井的精准地质导向技术能准确卡取标志层、识别钻头位置、判断钻头穿行状态,提高优质储层的钻遇率。
基于声波时差数据波动性识别异常压实地层的方法
席鹏飞, 杨明合, 郭王恒, 石建刚
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019136
[摘要](68) [HTML全文](48) [PDF 1725KB](13)
摘要:
声波时差数据受地层岩性等因素影响呈现波动性,而声波时差数据的波动性会影响声波时差法识别异常压实地层的精度。为此,依据正常压实泥岩段地层声波时差与井深的关系,采用密度聚类法剔除无效数据点,应用小波理论及概率分析方法分析正常压实段声波时差数据的波动性。研究发现:密度聚类法能有效去除异常数据点;对于正常压实段声波时差数据波动性的描述,一次小波分解即可满足要求;分布拟合检验表明,声波时差数据的波动性符合tLocation-Scale概率分布;通过构建异常压实段的概率计算公式,可定量识别异常压实段。计算结果表明,通过计算声波时差波动概率识别异常压实段的方法,能定量识别异常压实段,提高识别异常压实段的精度,避免分析的盲目性、随意性。对于其他基于泥页岩正常压实曲线常规测井资料的分析,均可进行类似分析。
南海莺琼盆地高温高压井堵漏技术
韩成, 黄凯文, 罗鸣, 刘贤玉, 邓文彪
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019081
[摘要](150) [HTML全文](80) [PDF 896KB](14)
摘要:
南海西部莺琼盆地地质条件复杂,井底温度压力高,钻进目的层过程中井漏频发。为解决钻进目的层过程中井漏频发的问题,在分析井漏主要原因的基础上,采用耐高温刚性堵漏材料及耐高温弹性堵漏材料相结合的思路,在钻井液中添加耐高温刚性堵漏材料DXD和耐高温弹性石墨堵漏材料TXD配制成堵漏浆。性能评价表明:堵漏浆密度最高可达2.30 kg/L,抗温能力可达200 ℃;耐高温刚性堵漏材料DXD在诱导裂缝中架桥,弹性石墨堵漏材料TXD在压差作用下充填于诱导裂缝剩余孔隙中,防止诱导缝进一步开启扩大,封堵诱导裂缝,提高地层承压能力。堵漏浆在莺琼盆地多口高温高压井进行了应用,堵漏效果较好,高温高压井堵漏成功率由30%提高到80%。这表明,堵漏浆可以封堵莺琼盆地目的层的诱导裂缝,提高地层的承压能力和堵漏成功率,解决目的层井漏频发的问题。
顺北一区超深井窄间隙小尾管固井技术研究
邹书强, 张红卫, 伊尔齐木, 李翔
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019114
[摘要](66) [HTML全文](25)
摘要:
顺北一区超深井窄间隙小尾管固井面临水泥环薄弱、注替泵压高、顶替效率低、井下高温以及高压盐水层发育等一系列技术难题,固井质量难以保证。为解决该问题,在总结前期施工经验的基础上,完善了井眼准备技术,优化了抗高温防气窜弹韧性水泥浆体系,开展了水泥石密封完整性研究,进行了固井流变学设计及压稳防气窜工艺优化,形成了顺北一区超深井窄间隙小尾管固井技术。该固井技术在现场应用3井次,固井质量良好,后期施工未水侵,保证了窄间隙段的长效密封性。顺北一区超深井窄间隙小尾管固井技术,不但可以有效解决该区块的固井难题,还有效保障了该区块的安全、高效开发。
国内外干热岩压裂技术现状及发展建议
陈作, 许国庆, 蒋漫旗
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019110
[摘要](69) [HTML全文](42) [PDF 1147KB](9)
摘要:
干热岩是一种储量大、分布广、清洁环保的特殊地热资源,美国、法国等国家已成功开发利用干热岩来发电、取暖,我国藏南、云南西部、东南沿海等地区均发育有可大规模利用的干热岩资源,但目前尚未有效开发利用。干热岩高效开发对于调整能源结构、强化雾霾治理、应对气候挑战具有重要意义,而压裂技术能在热储层中形成复杂微裂隙系统,从而大幅度增加换热体积,是将干热岩资源转变为能源的关键。在介绍国内外干热岩压裂技术研究现状的基础上,剖析了国外干热岩主体压裂技术的特点,分析了国内干热岩开发面临的形势及压裂技术难点,提出了国内干热岩压裂技术攻关方向,即开展干热岩岩石力学及地应力特征、热应力作用下裂缝破裂及延伸机制、耐超高温分段/分层压裂工具、高温硬地层体积压裂设计方法与软件开发、裂缝长期实时监测技术等,以尽快形成适合我国干热岩储层特点的配套压裂技术,加快干热岩资源的开发利用进程。
指向式旋转导向系统内外环转速对PDC钻头破岩效率的影响
张光伟, 高嗣土, 乔阳, 田帆
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019096
[摘要](284) [HTML全文](197) [PDF 1441KB](21)
摘要:
为了提高指向式旋转导向钻井工具的破岩效率,在钻头运动学研究的基础上,利用Matlab软件建立了数字化PDC钻头模型和数字化岩石模型,结合岩石模型的离散化处理,模拟了旋转导向钻进条件下,PDC钻头与岩石的相互作用过程,并给出了破岩效率的定量计算方法;分析了指向式旋转导向系统内外偏心环转速比对PDC钻头破岩效率的影响,得到了不同时间步长下的破岩规律。研究结果表明,抗剪强度为11 MPa、内摩擦角为22°、摩擦系数为0.2的岩石,其最佳破岩转速比在1.0左右,且指向式旋转导向系统在钻进过程中均存在稳态切削,其破岩效率与内外偏心环的转速比密切相关,随着内外偏心环转速比增大,破岩效率也相应增大,但最终趋于稳定。研究结果对提高指向式旋转导向系统的钻井效率具有一定的理论指导作用。
近钻头随钻伽马成像快速正弦曲线拟合方法
郑奕挺, 方方, 吴金平, 钱德儒, 张卫
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019101
[摘要](468) [HTML全文](179) [PDF 1315KB](23)
摘要:
针对现有随钻测井数据传输速率较低的问题和井下实时获取伽马成像图的需求,模拟分析了近钻头伽马成像测井仪器穿过倾斜界面进入高放射性泥岩层的扇区成像特征,提出了基于扇区伽马成像图的快速正弦曲线拟合方法。设计了近钻头伽马成像测井中的快速正弦曲线拟合固件算法,将最小二乘估计算法和三参数正弦拟合相结合,提取得到正弦曲线的幅度、频率、相位和直流分量等4个参数,为拟合反演形成多扇区伽马成像图提供数据。利用快速正弦曲线拟合方法,测试了用标准岩样构造分层倾斜地层模拟井眼采集的伽马数据,实现了多扇区伽马成像测量值的拟合,且拟合误差较小。研究结果表明,拟合反演得到的8扇区伽马成像图的正弦曲线特征明显,能够准确反映倾斜地层界面信息,验证了快速正弦曲线拟合方法的可行性和正确性。
低渗透油藏压裂井组非线性渗流模型求解
黄迎松
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019078
[摘要](352) [HTML全文](156) [PDF 985KB](9)
摘要:
精细描述低渗透油藏中流体流速与与压力梯度的非线性关系,是准确计算低渗透油藏压裂井组产量的基础。为此,在描述低渗透油藏非线性渗流特征的基础上,建立了低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型,该模型根据渗流特征将渗流过程分为非线性渗流阶段和拟线性渗流阶段进行计算。利用Taylor展开对非线性数学模型进行线性化处理,建立了有限差分方程组,并编制了计算机求解程序。算例分析表明:采用非线性数学模型计算出的地层中压力和饱和度的分布符合地层实际情况;五点法井网压裂井组注水井的裂缝导流能力会随着裂缝闭合而降低,注水效果变差,导致油井产量降低。研究结果表明,低渗透油藏和压裂裂缝耦合的非线性数学模型可以较准确地描述低渗透油藏中流体流速与压力梯度的非线性关系,为准确计算低渗透油藏压裂井组产量奠定基础,为注水开发低渗透油藏提供指导。
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2019-05期目录
2019, 47(5).  
[摘要](702) [HTML全文](233) [PDF 328KB](26)
摘要:
2019-05期封面
2019, 47(5).  
[摘要](671) [PDF 9988KB](20)
摘要:
专家视点
页岩油高效开发钻井完井关键技术及发展方向
王敏生, 光新军, 耿黎东
2019, 47(5): 1-10.   doi: 10.11911/syztjs.2019076
[摘要](568) [HTML全文](427) [PDF 1062KB](92)
摘要:
近年来美国的页岩油产量急剧增长,页岩油钻井完井技术也呈现出一些新的特点和动向。为了给我国页岩油高效勘探开发提供参考和借鉴,分析了国内外页岩油的勘探开发现状,介绍了实现页岩油经济高效开发所采用的关键钻井完井技术,包括储层甜点评价与识别技术、长水平段水平井技术、高密度分段压裂技术、物探–地质–工程一体化技术和大数据分析与工程优化技术等,并结合页岩油经济高效开发面临的挑战及我国页岩油的勘探开发现状,提出了适应我国页岩油储层高效开发的钻井完井关键技术及发展方向,以指导我国页岩油的经济高效开发,保障国家能源安全。
钻井完井
沧东凹陷致密油气藏水平井钻井关键技术
王建龙, 齐昌利, 柳鹤, 陈鹏, 汪鸿, 郑永锋
2019, 47(5): 11-16.   doi: 10.11911/syztjs.2019084
[摘要](333) [HTML全文](197) [PDF 843KB](41)
摘要:
为了提高沧东凹陷致密油气藏长水平段水平井的钻井安全和效率,分析了地层特点及钻进中面临的摩阻扭矩大、井眼轨迹控制难度大、紫红色泥岩地层钻速低和石膏层污染钻井液等技术难点,进行了井身结构优化、井眼轨道设计和井眼轨迹控制方式优选、钻井设备及工具优选、钻井液体系优选和性能优化、提速提效技术措施选择及套管安全下入方式优选,形成了沧东凹陷致密油气藏水平井钻井关键技术。在GD1701H井和GD1702H井的现场试验表明,该钻井关键技术可以解决沧东凹陷致密油气藏水平井钻井存在的技术难题,满足安全高效钻井的需求。综合研究认为,沧东凹陷致密油气藏水平井钻井关键技术应用效果良好,可为该类油气藏水平井钻井提供技术支持,建议进行推广。
东方气田浅部储层大位移水平井钻井关键技术
林四元, 张杰, 韩成, 胡杰, 田宗强, 郑浩鹏
2019, 47(5): 17-21.   doi: 10.11911/syztjs.2019105
[摘要](261) [HTML全文](189) [PDF 772KB](58)
摘要:
南海西部东方气田浅部储层大位移水平井钻进过程中存在浅层泥岩段易出泥球、目的层疏松易发生井漏导致储层伤害、技术套管下入摩阻大和固井压力安全窗口窄导致漏失与气窜双重风险等难题。结合前期区域钻井作业经验,通过优化钻井液技术方案并复配具有针对性的处理剂,解决了浅层泥岩段岩屑成球的难题,提高了储层保护效果;使用漂浮接箍技术,确保技术套管顺利下入;通过优化浆柱结构及水泥浆配方,并采取提高套管居中度等技术措施,提高了固井质量,最终形成了东方气田浅部储层大位移水平井钻井关键技术。该技术在东方气田浅部储层大位移水平井钻井施工过程中应用效果较好,DF-AH井钻井过程中浅层泥岩段无泥球生成,目的层无井漏发生,技术套管下入顺利,完井清喷产能较设计提高约50%。东方气田浅部储层大位移水平井钻井关键技术为该气田的高效开发提供了技术支持。
苏北盆地小井眼侧钻井关键技术研究与应用
樊继强, 王委, 陈小元, 黄志安
2019, 47(5): 22-27.   doi: 10.11911/syztjs.2019102
[摘要](183) [HTML全文](120) [PDF 941KB](37)
摘要:
针对苏北盆地小井眼套管开窗侧钻井窗口不规则、机械钻速低、井眼易失稳、摩阻扭矩大及固井质量难以保证等问题,进行了套管开窗方案设计、开窗工具优选、井眼轨迹调整及控制、岩屑床清除、个性化钻头设计、钻井液体系优选及固井技术优化等方面的研究。根据侧钻点不同,优选了开窗工具,优化了井眼轨道,制定了井眼轨迹调整与控制措施,采用了螺旋清砂钻杆,以降低施工摩阻和扭矩;针对不同地层岩性特点及工况,设计了2种PDC钻头,以增加单趟钻进尺,并提高机械钻速;优选了胺基聚合物钻井液体系,配合使用高效极压减摩剂,以满足井壁稳定、井眼净化及润滑防塌要求;采用了防窜增韧水泥浆,配合使用小尺寸液压变径套管扶正器和遇水自膨胀封隔器,以提高固井质量。小井眼侧钻井关键技术在苏北盆地9口井进行了应用,与前期施工井相比,机械钻速提高了125.3%,钻井周期缩短了45.8%,复杂时效下降了87.0%。研究结果表明,苏北盆地小井眼侧钻井关键技术能提高小井眼侧钻井机械钻速、缩短钻井周期和降低复杂时效,提速提效效果显著,具有推广应用价值。
基于支持向量机的钻井工况实时智能识别方法
孙挺, 赵颖, 杨进, 殷启帅, 汪文星, 陈缘
2019, 47(5): 28-33.   doi: 10.11911/syztjs.2019033
[摘要](467) [HTML全文](473) [PDF 1182KB](23)
摘要:
钻井时效分析通常是依靠人工进行事后分析,具有主观性和随意性,不能及时准确地反映真实的现场情况。为了实时准确地对钻井工况进行自动判别,提高钻井效率,提出了一种基于支持向量机(SVM)的用数据驱动的钻井工况实时识别方法,建立了多个智能识别模型,并对其中的核函数进行分析比较,得出了模型参数的最优值。采用4口井的录井数据验证了模型的准确性,识别结果与实际工况基本一致,6种工况的识别正确率均达到95%以上。钻井时效分析与应用表明,钻井过程中应用工况识别结果,减少了不可见非生产时间。支持向量机实现了钻井工况的实时智能识别,提高了钻井时效,符合油田数字化和智能化发展的要求。
长北区块无土相防水锁低伤害钻井液技术
凡帆, 刘伟, 贾俊
2019, 47(5): 34-39.   doi: 10.11911/syztjs.2019104
[摘要](228) [HTML全文](134) [PDF 746KB](20)
摘要:
针对长北区块生产井持续生产致使地层压力衰减、压差增大,导致钻井液对储层伤害加剧的问题,在分析长北区块储层伤害机理的基础上,研制了解水锁剂G311,优选了润滑剂G316,并对其加量进行了优化,形成了适用于长北区块压力衰减储层的无土相防水锁低伤害钻井液。该钻井液与无土相低伤害钻井液相比,钻井液滤液表面张力降低率达77.8%,线性膨胀率达22.6%,岩心伤害率低于15.0%,具有解除水锁、抑制水敏及储层保护效果显著等优点。无土相防水锁低伤害钻井液在长北区块2口气井进行了现场试验,钻井过程中没有发生井下故障,起下钻顺畅,井眼始终处于良好净化状态。其中,CX–5井平均机械钻速提高12.1%,裸眼完井并直接气举投产,产气量达70×104m3/d,高于预期产气量。研究结果表明,无土相防水锁低伤害钻井液能够满足长北区块压力衰减地层长水平段水平井钻井安全及储层保护要求。
高强微弹水泥浆在延长油田致密油水平井中的应用
王涛, 申峰, 展转盈, 马振锋, 刘云, 侯云翌
2019, 47(5): 40-48.   doi: 10.11911/syztjs.2019082
[摘要](237) [HTML全文](114) [PDF 1408KB](21)
摘要:
为了提高延长油田致密油水平井的环空密封能力、保证多级缝网压裂开发效果,对水泥浆进行了功能化改性。结合该油田南部致密油储层特征、水平井井身结构和多级缝网压裂对固井水泥浆性能的要求,建立了套管–水泥环–地层受力模型,分析得到了水泥石杨氏模量与界面压力的关系图版,并据此设计了水泥浆;对丁苯胶粉进行了粒径优选、表面处理,并与甲酰胺及无机盐复配制得高强微弹剂,辅之以其他外加剂,形成了满足性能要求的高强微弹水泥浆。研究发现,水泥石杨氏模量越低、地层杨氏模量越高、压裂施工压力越低、井眼扩大率越小,则满足环空密封要求的水泥石抗压强度越小;与空白样相比,高强微弹水泥浆抗压强度提高51.8%、杨氏模量降低10.5%、抗折抗拉强度提高75.0%以上。该水泥浆在延长油田南部10余口致密油水平井进行了现场应用,水平段固井质量合格率达95%以上,分段压裂时未发生窜流。研究结果表明,高强微弹水泥浆可以提高延长油田致密油水平井压裂后的环空密封性,具有推广应用价值。
深水钻井隔水导管承载能力影响因素分析
刘清友, 秦松, 毛良杰, 王国荣
2019, 47(5): 49-56.   doi: 10.11911/syztjs.2019099
[摘要](288) [HTML全文](182) [PDF 1223KB](21)
摘要:
深水钻井中隔水导管的下入深度、力学性能及载荷特征是影响其承载能力的主要因素,隔水导管的承载能力又直接影响其与井口连接的稳定性,而目前设计隔水导管尺寸及下入深度时大多基于工程经验,缺乏理论依据。通过建立综合考虑海底地层性质、轴向和横向载荷、隔水导管力学性能的力学模型,分析了影响隔水导管横向位移及应力分布的因素,结果发现:井口横向载荷是影响隔水导管横向位移的主控因素,而轴向载荷对隔水导管横向位移的作用并不显著;随着隔水导管入泥深度增大,其横向位移逐渐减小,而应力则先增大后减小,其中位移和应力在入泥深度10.00 m左右处存在拐点;地基力学性能对隔水导管位移及应力分布的影响极其明显。研究结果对不同海水波动、海床力学性能等工况下深水隔水导管的力学性能参数优选、结构尺寸选择及下入深度确定具有理论及工程指导意义。
刀翼式孕镶金刚石钻头设计及在哈山101井的应用
张进双, 张增宝, 王学才
2019, 47(5): 57-61.   doi: 10.11911/syztjs.2019083
[摘要](541) [HTML全文](452) [PDF 791KB](24)
摘要:
为提高准噶尔盆地哈山区块火山岩地层机械钻速、增大单只钻头进尺、降低井眼失稳掉块卡钻风险,设计了刀翼式孕镶金刚石钻头。在分析地层岩石的力学特性的基础上,研发了新型胎体合金材料,以提高钻头研磨性;镶嵌孕镶切削块,以增强钻头破岩能力;优化设计了刀翼式孕镶金刚石钻头的结构和防卡流道,防止钻头卡死。研究发现,超细合金材料相互联结成键、牢固烧结,钻头胎体力学性能提高30%以上。刀翼式孕镶金刚石钻头配合高速大扭矩螺杆钻具在哈山101井火山岩地层进行了应用,单只钻头进尺增大4倍,机械钻速提高54.3%。研究结果表明,刀翼式孕镶金刚石钻头可以降低掉块卡钻风险,可实现火山岩地层安全高效钻进。
气体钻井井下燃爆界限快速测量装置的研制与试验
李一博, 李永杰
2019, 47(5): 62-68.   doi: 10.11911/syztjs.2019040
[摘要](475) [HTML全文](426) [PDF 1231KB](31)
摘要:
为解决气体钻井中井下燃爆的问题,研制了一种现场快速直接测定地层烃类气体燃爆界限的装置,并给出了该装置的测试方法。快速测量试验结果发现,该测试装置可在不同压力、温度和混合气体体积分数条件下准确测量地层烃类气体的燃爆界限,得出当前地层烃类气体的燃爆范围,预防井下燃爆的发生。同时,在以甲烷气体为对象的试验中,用0.1 MPa压力下的测量结果验证了该装置的有效性,并揭示了温度和压力对井下燃爆的影响规律。研究认为,气体钻井井下燃爆界限测量装置为气体钻井中的井下燃爆问题提供了一种有效的预防手段,可有效保证井下安全,应用前景广阔。
非平面PDC切削齿破岩有限元仿真及试验
谢晗, 况雨春, 秦超
2019, 47(5): 69-73.   doi: 10.11911/syztjs.2019043
[摘要](524) [HTML全文](420) [PDF 1195KB](24)
摘要:
为了指导PDC钻头设计,对三棱形和斧形PDC切削齿、常规平面PDC切削齿的破岩性能进行了研究。利用有限元软件建立了PDC切削齿直线切削岩石和垂直压入岩石的三维有限元模型,模拟了相同布齿角度下、不同形状PDC切削齿垂直压入岩石和不同切削深度直线切削均质岩石及非均质岩石的过程,发现不同形状PDC切削齿的破岩过程存在明显差异。与常规平面PDC切削齿相比,三棱形PDC切削齿更易压入地层形成破碎坑;三棱形和斧形PDC切削齿破碎均质砂岩时所需的切削力较小,岩石产生的预破碎区域更大,破碎非均质岩石时的切向力波动幅度小,更易破碎岩石。根据模拟结果,设计研制了三棱形切削齿PDC钻头,并在钻进混合花岗岩地层时获得较好的效果。研究结果表明,有限元模拟可为PDC钻头设计提供参考。
自激式涡流控制水力振荡器研制与应用
聂云飞, 朱渊, 范萧, 赵传伟, 张辉
2019, 47(5): 74-79.   doi: 10.11911/syztjs.2019080
[摘要](272) [HTML全文](151) [PDF 1146KB](13)
摘要:
自激式涡流控制水力振荡器具有无易损件、制造成本低和压降小的优点,可减小钻进过程中的摩阻,降低压差卡钻的可能性,改善钻压传递效果,提高机械钻速。为了解决大位移井、长水平段水平井钻井过程中的高摩阻问题,研制了自激式涡流控制水力振荡器。该振荡器由稳态射流元件和涡流可变液阻区2部分组成,主要利用射流的附壁效应和特定的流道形式产生周期性涡流,以产生轴向振荡。采用二维平面模型,基于计算流体动力学方法,采用数值模拟方法,分析了自激式涡流控制水力振荡器内部的流动状态和其性能参数与入口流量的关系。数值模拟结果表明,自激式涡流控制水力振荡器的主要性能参数压力脉动幅值与入口流量呈平方关系,压力脉动频率与入口流量呈线性关系。现场应用表明,自激式涡流控制水力振荡器不仅能显著提高机械钻速,而且不会对随钻测量工具产生影响,具有结构简单、功能可靠和工作特性优良的特点。
石墨烯在石油工程中的应用现状与发展建议
耿黎东, 王敏生, 蒋海军, 光新军
2019, 47(5): 80-85.   doi: 10.11911/syztjs.2019108
[摘要](230) [HTML全文](142) [PDF 772KB](28)
摘要:
石墨烯因具有独特的物理、化学性质而成为国内外研究热点,但在石油工程领域的应用研究还处于起步阶段。介绍了石墨烯及其衍生物的物理、化学特性,分析了石墨烯在油气探测技术、井下工具、井下流体、提高采收率技术和油水分离技术等方面的研究进展和应用情况,指出石墨烯在石油工程领域的发展需要进一步加强基础理论攻关、拓展石墨烯在石油工程领域的应用范围、加快石墨烯在油气行业的大规模推广应用,以引导油气行业新技术革命和促进我国油气资源的经济高效开发。这为促进石墨烯及其衍生物在石油工程领域的快速应用和发展具有借鉴意义。
形状记忆筛管自充填防砂完井技术
段友智, 艾爽, 刘欢乐, 岳慧
2019, 47(5): 86-90.   doi: 10.11911/syztjs.2019106
[摘要](177) [HTML全文](110) [PDF 1677KB](13)
摘要:
针对独立筛管防砂完井无法支撑井壁、有效期短的问题,以及砾石充填防砂完井工艺复杂、易砂堵、费用高的不足,提出了利用一趟管柱实现长裸眼环空充填的形状记忆筛管完井技术。在优化设计形状记忆筛管机械结构的基础上,研究了形状记忆筛管生产工艺,研制了形状记忆防砂筛管,并对其性能进行了试验评价,形成了形状记忆筛管自充填防砂完井工艺。现场试验结果表明,形状记忆防砂筛管膨胀性能优越、能完全充填环空和炮眼,且膨胀后的渗透性好、挡砂精度高。形状记忆筛管自充填防砂完井技术施工工艺简单、能适应不规则井眼,具有很好的推广应用价值。
油气开发
海上油田爆燃压裂技术研究与现场试验
孙林, 杨万有, 李旭光, 熊培祺
2019, 47(5): 91-96.   doi: 10.11911/syztjs.2019087
[摘要](246) [HTML全文](168) [PDF 670KB](21)
摘要:
为了解决海上油田应用爆燃压裂技术的安全性问题和压裂后高效增产的技术难点,研发了耐高温、低火药力和低燃速火药,建立了爆燃压裂模拟模型,采用安全管柱组件并进行安全校核,形成了海上油田井口泄压方法,并采取强化软件模拟和与酸化技术联作等措施增强技术安全性、提高压裂后的增产效果,形成了海上油田爆燃压裂技术。该技术在海上油田8口井进行了现场试验,试验井峰值压力为22.4~71.3 MPa,管柱均无安全问题,平均单井增油量43.1 m3/d。研究表明,爆燃压裂技术在海上油田具有较好的适应性,适用于多种井况条件,形成的海上油田爆燃压裂安全控制和高效增产配套技术具有安全、高效的优点,能够提高爆燃压裂的安全性和压裂后的增产效果。
塔河油田靶向压裂预制缝转向技术模拟研究
房好青, 赵兵, 汪文智, 周舟
2019, 47(5): 97-103.   doi: 10.11911/syztjs.2019048
[摘要](407) [HTML全文](308) [PDF 1184KB](14)
摘要:
塔河油田超深油气资源主要储存于碳酸盐岩天然裂缝、孔洞中,应用预制缝靶向压裂技术可以控制裂缝转向,提高油气产量。采用修正降阻比法计算管柱沿程摩阻,结合裂缝不稳定渗流理论计算缝内压力变化,利用位移不连续法计算裂缝转向距离,建立了裂缝扩展一体化模型。计算分析了缝洞型碳酸盐岩含有预制缝的靶向压裂裂缝扩展方向角度和扩展延伸长度等参数,并将施工参数与压裂裂缝转向距离进行关联,采用有限元法及物理模拟试验进行准确性验证。研究结果表明,压裂液黏度、预制缝角度、地应力差和地层岩石弹性模量等参数与压裂裂缝转向距离呈负相关关系;预制缝长度与裂缝转向距离呈正相关关系;施工排量需要优选,才能得到最优转向距离。靶向压裂预制缝转向技术的模拟研究结果,为塔河油田超深碳酸盐岩储层缝洞储集体的高效开发提供了理论指导和数据支持。
特低渗透油藏定面射孔压裂技术研究与应用
段鹏辉, 雷秀洁, 来昂杰, 张同伍, 康博
2019, 47(5): 104-109.   doi: 10.11911/syztjs.2019088
[摘要](208) [HTML全文](102) [PDF 967KB](11)
摘要:
安塞油田长6特低渗透油藏注水开发多年,水驱前缘已经波及储层高渗透带,大量剩余油分布于储层纵向低渗段。为开发低渗段剩余油,采用定面射孔压裂技术,利用定面射孔形成垂直于井筒轴向的扇形应力集中面,引导水力裂缝沿井筒径向扩展,控制裂缝纵向延伸,实现低渗段剩余油挖潜。在研究长期注采条件下的剩余油分布及岩石力学参数变化特征的基础上,模拟分析不同定面射孔相位角下的裂缝起裂效果,根据裂缝融合面积优选出最佳射孔相位角;同时,根据较小应力差条件下的裂缝模拟结果,优化压裂改造参数,控制裂缝高度。安塞油田78口井长6油藏开发中应用了定面射孔压裂技术,平均单井增油量达1.8 t/d,是常规压裂的2倍以上,取得了较好的效果。研究与应用表明,定面射孔压裂技术可为特低渗透油藏低渗段剩余油挖潜提供新的技术手段。
电加热稠油热采井筒温度场数值计算方法
朱广海, 刘章聪, 熊旭东, 宋洵成, 王军恒, 翁博
2019, 47(5): 110-115.   doi: 10.11911/syztjs.2019109
[摘要](214) [HTML全文](123) [PDF 894KB](16)
摘要:
电加热稠油热采井筒温度场是热采作业参数设计的核心依据,基于传热学理论和气液两相流井筒温压场计算方法,考虑温度对稠油热物性影响,建立了连续电加热和电磁短节加热工艺井筒温度场的数值计算方法,并以大港油田X井为例,计算了不同加热功率下连续电加热和电磁短节加热工艺的井筒温度场。计算结果表明:井口温度的模型计算结果与实测值相对误差仅为3.10%,满足工程设计精度要求,也验证了计算方法的有效性和准确性;连续电加热工艺的井筒温度剖面平滑连续,而电磁短节加热工艺的井筒温度剖面呈锯齿形,且温度波动更大;连续电加热工艺的井口温度高于电磁短节加热,而连续电加热工艺的平均温度则低于电磁短节加热工艺。该研究结果可为电加热稠油热采工艺选择、作业参数设计提供指导和借鉴。
测井录井
油基钻井液条件下西湖凹陷低孔低渗储层流体性质随钻快速识别方法
张国栋, 鲁法伟, 陈波, 罗健, 胡文亮, 何玉春
2019, 47(5): 116-120.   doi: 10.11911/syztjs.2019100
[摘要](206) [HTML全文](108) [PDF 1185KB](12)
摘要:
为了解决西湖凹陷低孔低渗储层流体性质快速识别困难的问题,提出了基于油基钻井液条件的时移电阻率测井对比识别法。首先进行了油基钻井液滤失性试验,研究了其在低孔低渗储层的滤失特征;然后分析了油基钻井液条件下随钻电阻率测井时、钻井液滤液侵入不同深度和侵入不同类型地层后的地层电阻率变化特征。研究表明,油基钻井液存在一定的滤失,其滤失量和岩石物性、压差和时间都有一定关系;油基钻井液滤液不导电,其侵入储层后,如果驱替的是油气,随钻和复测电阻率基本一致;如果驱替的是地层水,则复测电阻率会大于随钻电阻率。因此,利用油基钻井液的高侵特性,基于时移测井理念,提出通过对比浅层实时电阻率与复测电阻率的差异快速识别流体性质的方法。该方法进行了现场应用,流体性质快速识别结果与后续电缆地层测试泵抽取样结果一致,验证了其可行性,具有推广应用价值。
基于混合模拟退火算法的阵列侧向测井实时反演研究
冯进, 倪小威, 杨清, 管耀, 刘迪仁
2019, 47(5): 121-126.   doi: 10.11911/syztjs.2019107
[摘要](194) [HTML全文](105) [PDF 960KB](16)
摘要:
测井资料现场实时反演是判断测井质量及进行精细评价的基础。为在保证反演速度的同时,进一步提高反演精度,结合模拟退火算法和马奎特算法,提出了混合模拟退火算法,用以对阵列侧向测井资料进行3参数(地层电阻率、冲洗带半径和冲洗带电阻率)混合反演。研究发现,初始值的选择对混合反演速度具有明显的影响,引入基于电阻率幅度差信息的冲洗带半径初始值选取策略,能够避免反演结果陷入局部最小值,加快反演速度。实例计算结果表明,混合反演算法的反演速度满足实时反演要求,且反演精度相较传统马奎特算法有明显提高;反演结果与试油结果一致,验证了混合反演算法的适用性。混合模拟退火算法为现场阵列侧向测井资料的反演处理提供了新的技术。
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](5398) [PDF 1148 KB](4166)
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。
涪陵页岩气田钻井技术难点及对策
牛新明
[摘要](3173) [PDF 1006 KB](3999)
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](3477) [PDF 1084 KB](4010)
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。
“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](3965) [PDF 1210 KB](3995)
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](3717) [PDF 1064 KB](4457)
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](3280) [PDF 1031 KB](3964)
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](3104) [PDF 1055 KB](3670)
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](3244) [PDF 1084 KB](4059)
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。
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](3107) [PDF 1143 KB](3722)
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。
DY2HF深层页岩气水平井分段压裂技术
贾长贵, 路保平, 蒋廷学, 李真祥
[摘要](3907) [PDF 1086 KB](3883)
摘要:
DY2HF井是位于川东南丁山构造、目的层为龙马溪组海相页岩气的重点探井,具有高温、超高应力的特点。为解决该井压裂作业存在的施工压力高和加砂困难等难题,开展了深层页岩气水平井分段压裂技术研究。根据丁山页岩特征和地应力状态,进行了井口施工压力预测和排量优化,建立了水平井段多裂缝覆盖率计算模型,并结合诱导应力场计算结果进行了段簇优化。根据页岩气网络压裂技术的特点及该井的具体情况,确定采用高减阻低伤害滑溜水和活性胶液进行混合压裂,采用低密度高强度覆膜支撑剂进行组合加砂,并对压裂参数进行了模拟优化。DY2HF井分段压裂井口限压95 MPa,施工总液量29 516 m3,总砂量319 m3,最高排量13.6 m3/min,滑溜水减阻率达78%,胶液完全水化,压裂后获得高产工业气流,实现了深层页岩气水平井压裂技术突破。该井分段压裂结果表明,丁山等深层页岩气已经具备了有效勘探开发的技术基础。
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](46134) [PDF 462KB](41695)
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](24784) [HTML全文](149) [PDF 1027KB](23665)
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。