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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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019087
[摘要](57) [HTML全文](42) [PDF 682KB](3)
摘要:
为了解决爆燃压裂技术在海上油田应用的安全性和高效增产两方面技术难点,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,采用了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方式增强技术安全性和提高增产效果,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,平均单井增产油量43.1 m3/d。研究表明,海上油田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,能够提高应用安全性和增产效果。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019102
[摘要](29) [HTML全文](24) [PDF 943KB](5)
摘要:
针对苏北盆地小井眼套管开窗侧钻井中窗口不规则、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和工具、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,给出了井眼轨道优化、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;针对苏北盆地的岩性特点及不同工况,设计了2种PDC钻头,增加了单趟钻进尺,以提高机械钻速;优选了胺基聚合物钻井液体系,配合高效极压减摩剂,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体系,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。研究形成的上述关键技术在苏北盆地9口小井眼侧钻井中进行了应用,与前期施工井相比,机械钻速提高了125.34%,钻井周期缩短了45.78%,复杂时效下降了86.96%。研究结果表明,应用该关键技术,能有效提高小井眼侧钻井机械钻速、缩短钻井周期、降低复杂时效,具有显著的提速提效效果,具有推广应用价值。
莺歌海盆地高温高压气田完井技术
黄亮, 魏安超, 王尔钧, 徐靖, 张超, 冯雪松
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019097
[摘要](26) [HTML全文](11)
摘要:
南海莺琼盆地F气田为高温高压气田,其高温、高压、高含二氧化碳的特点造成井筒的完整性难以保障。为此,根据储层的特点,选择合理的完井方式;依据兼顾安全性与经济性的原则,选择采用改良13Cr材质的油套管。根据气田的特点及开发要求,设计不同井型的生产管柱以及射孔管柱,选择合适的井口采油树及井下工具,并研制新型环空保护液,最终形成了适合海上高温高压高含酸性气田开发的完井技术。该气田10多口井应用了该完井技术,生产过程中未出现环空带压现象。实践表明,该完井技术能有效降低井筒带压风险,为规模开发莺歌海盆地高温高压气田提供支持。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019040
[摘要](297) [HTML全文](246) [PDF 1231KB](23)
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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019033
[摘要](215) [HTML全文](248) [PDF 1133KB](12)
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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019048
[摘要](253) [HTML全文](188) [PDF 1181KB](8)
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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019076
[摘要](243) [HTML全文](167) [PDF 1062KB](42)
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。
非平面PDC切削齿破岩有限元仿真及试验
谢晗, 况雨春, 秦超
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019043
[摘要](326) [HTML全文](241) [PDF 1195KB](12)
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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019106
[摘要](37) [HTML全文](26) [PDF 1677KB](1)
摘要:
针对独立筛管防砂完井无法支撑井壁、有效期短的缺点,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,利用研发的形状记忆筛管性能评价实验装置进行了筛管性能评价实验,并配套形成了形状记忆筛管自充填防砂完井工艺。入井试验结果表明,自主研发的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工艺简单、能适应不规则井眼,具有很好的推广应用价值。
自激式涡流控制水力振荡器分析与应用研究
聂云飞, 朱渊, 范萧, 赵传伟, 张辉
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019080
[摘要](134) [HTML全文](87) [PDF 1185KB](1)
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、压降小的优点,可减小钻进过程中的摩阻,降低粘卡的可能性,改善钻压传递效果,提高机械钻速。为应对大位移井、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,其由稳态射流元件和涡流可变液阻区2部分组成,其工作原理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。数值模拟分析表明,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但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、工作特性优良的特点。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019107
[摘要](57) [HTML全文](33) [PDF 956KB](3)
摘要:
测井资料现场实时反演是现场判断测井质量及后续的精细评价的基础。采用模拟退火算法、马奎特算法,对阵列侧向测井资料进行三参数(地层电阻率、冲洗带半径和冲洗带电阻率)混合反演,在保证反演速度的同时,进一步提高反演精度。研究表明,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思路。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019084
[摘要](66) [HTML全文](54) [PDF 842KB](8)
摘要:
为了在沧东凹陷致密油气藏安全高效地钻长水平段水平井,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、紫红色泥岩中钻速低、石膏层污染钻井液等技术难点,通过井身结构优化、井眼轨道和井眼轨迹控制方式设计、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以及套管安全下入方式优选等,形成了沧东凹陷致密油气藏水平井钻井关键技术。在GD1701H井、GD1702H井2口井现场试验表明,该钻井关键技术可以成功解决井眼轨迹控制难度大、钻井液抗石膏污染和润滑防卡性能要求高、孔店组机械钻速低等钻井问题。综合研究认为,沧东凹陷致密油气藏水平井钻井关键技术效果良好,可为该类油气藏水平井钻井提供技术支持,建议推广应用。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019088
[摘要](77) [HTML全文](38) [PDF 960KB](2)
摘要:
安塞长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。为挖潜低渗段剩余油,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,挖潜油层低渗段剩余油。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,优化了压裂改造参数,有效控制了裂缝高度。安塞长6油藏78口井应用了定面射孔压裂技术,应用后平均单井增产油量达到1.8 t/d,是常规压裂的2倍以上,取得了较好的效果。定面射孔压裂技术的研究与应用,为特低渗透油藏低渗段剩余油挖潜提供了新的技术手段。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019099
[摘要](85) [HTML全文](58) [PDF 1215KB](8)
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、纵向和横向载荷、隔水导管力学性能的力学模型,分析了不同载荷特征对下部导管横向位移及应力分布规律,得到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的横向位移作用并不显著;随着深度的增加隔水导管的横向位移逐渐减小,而应力则先增大后减小,其中位移和应力在隔水导管下入深度为10 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。
刀翼式孕镶钻头设计及在哈山101井中的应用
张进双, 张增宝, 王学才
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019083
[摘要](289) [HTML全文](201) [PDF 845KB](11)
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钻头的结构和防卡流道,地层掉块落入斜倾角排屑槽可被向上推出、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%。刀翼式孕镶钻头可以降低掉块卡钻风险,为该类地层中安全高效钻井提供了新的技术手段。
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](90) [HTML全文](31) [PDF 966KB](0)
摘要:
精细描述低渗透油藏中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降低,造成注水效果变差,导致油井产量降低。研究结果表明,低渗透油藏和压裂缝耦合的非线性数学模型可以较精确描述低渗透油藏中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。
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](44) [HTML全文](18)
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,该算法组合利用了最小二乘频率估计和3参数正弦拟合来获取正弦曲线的幅度、频率、相位和直流分量等4个参数,可以拟合反演形成多扇区伽马成像图。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比较明显,能够准确反映倾斜地层界面信息,这验证了快速正弦曲线拟合方法的正确性和可行性。
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](81) [HTML全文](76) [PDF 1404KB](2)
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,模拟在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。研究结果对指向式旋转导向系统钻井效率的提高具有一定的理论指导作用。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019100
[摘要](70) [HTML全文](43) [PDF 1207KB](2)
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。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;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电阻率变化特征。研究发现,油基钻井液存在一定的滤失,其滤失量大小和岩石物性、压差和时间都有一定关系;油基钻井液滤液不导电,当其侵入储层后,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,则复测电阻率升高,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来快速识别流体性质。该方法进行了现场应用,得到的流体性质快速识别结果与后续电缆地层测试泵抽结果一致,说明其可行,具有推广应用价值。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019082
[摘要](91) [HTML全文](43) [PDF 1386KB](1)
摘要:
为提高环空密封能力,从而保证延长油田致密油水平井的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,并复配甲酰胺及无机盐制得高强微弹剂,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需求值越小;研发的水泥浆具有高强微弹特性,与空白样相比抗压强度高51.8%、杨氏模量低10.5%、抗折抗拉强度高75.0%以上。该水泥浆在延长油田南部10余口井进行了现场应用,水平段固井质量合格率达95%以上,分段压裂中无窜流发生。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密封性,具有推广应用价值。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019109
[摘要](43) [HTML全文](31) [PDF 872KB](1)
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,建立了考虑温度对稠油热物性影响的连续电加热和电磁短节加热工艺井筒温度场数值计算方法,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。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019105
[摘要](63) [HTML全文](67) [PDF 762KB](17)
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。结合前期区域作业经验,优化钻井液技术方案并复配针对性的处理剂,解决了技术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、水泥浆配方及套管居中等技术措施,提高了固井质量,最终形成了适用于东方气田浅部储层大位移水平井的钻井关键技术。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气田的高效开发提高了技术支持。
长北区块无土相防水锁低伤害钻井液技术
凡帆, 刘伟, 贾俊
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019104
[摘要](86) [HTML全文](57) [PDF 747KB](8)
摘要:
针对长北区块生产井持续量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问题。为此,开展了长北区块储层伤害机理研究,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,形成了适用于长北二期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二期2口井进行了现场试验,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二期压力衰减地层长水平段钻井安全及储层保护要求。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019108
[摘要](58) [HTML全文](48) [PDF 852KB](6)
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研究应用还处于起步阶段。为了促进石墨烯及其衍生物在石油工程领域快速发展和广泛应用,介绍了石墨烯及其衍生物卓越的物理、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5个方面的研究进展和应用情况,提出了石墨烯在石油工程领域的发展建议。建议围绕以上技术发展方向涉及的关键技术开展研究,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,为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提供指导。
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2019-04期封面
2019, 47(4).  
[摘要](312) [PDF 3701KB](6)
摘要:
4-syztjsML目录
2019, 47(4): 1-2.  
[摘要](314) [HTML全文](105) [PDF 338KB](5)
摘要:
专家视点
四川盆地威远页岩气藏高效开发关键技术
伍贤柱
2019, 47(4): 1-9.   doi: 10.11911/syztjs.2019074
[摘要](382) [HTML全文](342) [PDF 1191KB](41)
摘要:
威远页岩气藏地质条件复杂,工程技术面临很大挑战,因此,通过地质和工程技术的相互融合,以“选好区、打准层、压好井、采好气”为核心,从地质评价及井位部署优化、水平井优快钻井及精准地质导向、水平井体积压裂、排采及动态分析等4个关键环节入手进行技术攻关,形成了适合威远页岩气藏勘探开发的6项关键技术,即页岩气高产区带评价与优选技术、复杂地表条件下一体化井位部署与优化、长水平段丛式水平井高效钻井完井技术、页岩甜点录井辅助地质导向技术、页岩气体积压裂技术、排采测试及气藏开发动态分析技术。6项关键技术在威远页岩气藏开发中得到推广应用并不断完善,开发效果不断提高,主力产层龙一11小层的钻遇率达到98%,钻井周期缩短至69.2 d,测试产量达到19.7×104 m3/d,单井最终可采储量增至10 482×104 m3。6项关键开发技术为威远页岩气藏的高效开发提供了技术支持,且技术的适应性不断增强。
钻井完井
海南福山凹陷花东1R井干热岩钻井关键技术
叶顺友, 杨灿, 王海斌, 崔广亮, 赵峰, 董洪铎
2019, 47(4): 10-16.   doi: 10.11911/syztjs.2019030
[摘要](293) [HTML全文](208) [PDF 714KB](18)
摘要:
为探索海南岛福山凹陷古近系流沙港组流三段、长流组热储情况,在花场区块部署了第一口干热岩探井花东1R井,该井钻探中存在下部地层可钻性差且井眼轨迹控制难度大、深层取心收获率难以保障、地层温度高影响钻井液性能稳定与固井质量等一系列问题。为保证花东1R井顺利完钻,在分析该地域地质构造与岩性特征的基础上,采用牙轮钻头+螺杆的钻具组合及抗高温井下测量仪器,钻进定向井段;根据取心井段地层特点,优选取心工具和优化取心钻井参数,提高取心收获率;采用抗高温钾盐聚合物钻井液解决钻井液在高温环境下性能稳定性差的问题;采用抗高温双凝水泥浆和采取针对性的技术措施,保证高温环境下的固井质量。花东1R井实钻过程中应用上述技术措施,克服了由地层可钻性差和地层温度高引发的钻井技术难点,顺利完成钻井施工,为海南岛干热岩钻探提供了借鉴。
川深1井超高温高压尾管固井技术
罗翰, 何世明, 罗德明
2019, 47(4): 17-21.   doi: 10.11911/syztjs.2019094
[摘要](163) [HTML全文](123) [PDF 817KB](21)
摘要:
针对川深1井四开井段超高温高压地层尾管固井长效密封的需求,通过增大硅粉加量和合理匹配硅粉粒径抑制水泥石强度衰退,优选高温苯丙胶乳、纳米液硅等改善水泥浆的防气窜能力、力学性能、稳定性等,设计了适用于超高温高压地层的高密度防气窜水泥浆。其性能为:密度2.05 kg/L,防气窜系数SPN值小于0.43,气窜模拟未见气窜现象发生;水泥石在180 ℃下养护14 d抗压强度达到了41 MPa,未见强度衰退现象;水泥石气测渗透率0.008 1 mD,单轴弹性模量为7.54 GPa。川深1井四开井段采用高密度防气窜水泥浆,并采取“替净”、“压稳”和“封严”等固井技术措施,有效封隔了高压气层,为后期作业提供了良好的井筒环境。这表明,超高温高压地层通过优选合适的水泥浆,并采取相应的技术措施,可以解决超高温高压地层的固井技术难点,提高固井质量。
大斜度井段岩屑床休止角预测模型的建立及修正
孙晓峰, 张克博, 袁玉金, 倪晓东, 陈烨
2019, 47(4): 22-28.   doi: 10.11911/syztjs.2019039
[摘要](2687) [HTML全文](724) [PDF 1109KB](42)
摘要:
大斜度井段岩屑床容易失稳或整体下滑迅速堆积成砂塞,而岩屑床失稳位置不好预测。为解决该问题,分析了岩屑床在大斜度井段的受力情况,建立了岩屑床休止角预测模型。基于楔入堆积模型,通过分析平均岩屑床面颗粒滚动与滑动时的受力情况,结合泥沙沉积学中的容重概念,建立了岩屑床休止角预测模型;同时,通过岩屑在不同浓度聚丙烯酰胺聚合物(PAM)溶液中的休止角测量试验,对该预测模型进行了修正。不同浓度聚丙烯酰胺聚合物溶液中岩屑床休止角的试验值分别为26.9°、27.5°、29.7°和30.2°,由滑动休止角预测模型得到滑动休止角的理论值分别为24.2°、25.8°、27.1°和28.5°,而滚动休止角理论值也不超过30°,理论值相较于试验值偏于保守,但按理论值可保证钻井作业安全。研究认为,建立和修正后的大斜度井段岩屑床休止角预测模型,其预测结果较为可靠,可在确定井眼清洁工具有效位置、判断井下故障位置时应用和参考。
天然气水合物动力学抑制剂与水分子相互作用研究
牛洪波, 于政廉, 孙菁, 徐加放
2019, 47(4): 29-34.   doi: 10.11911/syztjs.2019037
[摘要](259) [HTML全文](159) [PDF 862KB](10)
摘要:
为了解天然气水合物动力学抑制剂的分子结构对其抑制性能的影响,分析了不同结构动力学抑制剂与水分子之间的相互作用规律。采用分子模拟方法,分别研究了含有环状结构的动力学抑制剂PVP和PVCap,含有链状结构的动力学抑制剂PMC,以及同时含有环状结构和链状结构的新型动力学抑制剂YZ与水分子之间的相互作用。研究发现,动力学抑制剂与水分子间的相互作用与动力学抑制剂结构密切相关:具有环状结构的动力学抑制剂可以有效降低溶液中水分子的扩散系数,具有链状结构的动力学抑制剂可以与水分子形成更多的氢键,同时具有环状结构与链状结构的动力学抑制剂其抑制性更强。研究结果进一步明确了动力学抑制剂分子结构对其抑制性能影响的机理,对研制天然气水合物动力学抑制剂具有指导意义。
油气钻井技术在干热岩开发中的适应性分析
思娜, 叶海超, 牛新明, 王磊, 冯建赟, 靳瑞环
2019, 47(4): 35-40.   doi: 10.11911/syztjs.2019042
[摘要](235) [HTML全文](209) [PDF 705KB](29)
摘要:
干热岩地热资源潜力巨大,其开发技术主要依赖于油气钻井技术的移植。鉴于干热岩地热资源的特殊性,需要分析油气钻井技术在其开发中的适应性,以便进行改进,从而更快、更好、更经济地开发该资源。在分析干热岩地热资源地层分布特征及其与常规油气资源异同点的基础上,总结了干热岩地热资源开发对钻井工程方面的技术需求;结合当前油气资源开发在安全高效快速钻井、耐高温、高效破岩、高精度表征描述、低成本开发等方面的技术特点,分析了常规油气钻井技术在干热岩地热资源开发中的适应性,明确了可移植于干热岩地热资源开发的油气钻井技术,提出应重点研制耐高温井下工具和工作流体。研究表明,部分油气钻井技术可移植于干热岩地热资源开发,但是鉴于干热岩地热资源对钻井技术的特殊要求,还需要开展针对性的科技攻关。
水平井分段控流完井技术应用效果评价方法
孙荣华, 陈阳, 王绍先, 张磊, 万绪新
2019, 47(4): 41-46.   doi: 10.11911/syztjs.2019089
[摘要](227) [HTML全文](143) [PDF 822KB](5)
摘要:
为合理评价分段控流完井技术的应用效果,基于累计产油量、日产油量年递减率、年平均含水率和含水率年上升幅度等4项生产指标,建立了理论评价方法和综合评价方法。理论评价方法以D311P5井为实例井,使用数值模型计算常规完井条件下实例井的生产指标,以搭建起分段控流完井条件下实例井与常规完井条件下2口邻井实施对比的中介桥梁,该方法适用于应用井较少或需要精细评价特定井的情况;综合评价方法以D311断块为例,为12口实例井匹配24口邻井,建立96个对比样本,充分利用现场生产数据对比分析实例井及其邻井的生产指标。理论评价结果显示,D311P5井在常规完井方法条件下的生产指标与2口邻井基本持平,该结果与这3口井开采条件相近的实际情况相符,而D311P5井在分段控流完井条件下的生产指标明显优于其常规完井条件;综合评价结果显示,实例井生产指标优于邻井的对比样本为70个,占比72.9%。研究结果表明,分段控流完井技术在D311断块的应用效果良好,达到了增油、稳油、控水的目的,对其他区块完井技术的应用效果评价具有一定的指导作用。
基于损伤力学的HL级抽油杆疲劳分析研究
丁雯, 彭振华, 张园, 任向海, 张辛, 吴超
2019, 47(4): 47-53.   doi: 10.11911/syztjs.2019041
[摘要](4480) [HTML全文](1779) [PDF 785KB](17)
摘要:
抽油杆在使用过程中受到损伤会对其安全性能造成影响。为分析损伤对HL级抽油杆安全性能的影响程度,根据损伤力学原理建立了抽油杆疲劳损伤演化模型,采用有效应力法与ANSYS有限元软件,对裂纹损伤、蚀坑损伤和偏磨损伤3种损伤形式下HL级抽油杆的剩余疲劳寿命进行了数值模拟。通过正交试验分析了3种损伤形式下深度、宽度、角度等影响因素对HL级抽油杆剩余疲劳寿命的影响,并利用多元回归方法得到了疲劳寿命与影响因素的关系式。模拟结果表明,3种损伤形式下影响抽油杆疲劳寿命的因素,按影响程度高低排列:裂纹损伤,依次为裂纹的位置、角度、深度和宽度;蚀坑损伤,依次为蚀坑的位置、深度和半径;偏磨损伤,依次为偏磨的位置、深度和长度。3种损伤形式下HL级抽油杆疲劳寿命与影响因素回归关系式的调整决定系数分别为82.0%、94.0%和90.9%。研究结果表明:损伤位置对HL级抽油杆疲劳寿命的影响极其显著;裂纹深度、角度,蚀坑深度和半径及偏磨深度的影响显著;裂纹宽度也有一定影响。3种损伤形式下HL级抽油杆疲劳寿命与影响因素的回归关系式,可为判断HL级抽油杆的剩余寿命提供依据。
ϕ228.6 mm射流冲击器研制及硬地层提速试验
索忠伟
2019, 47(4): 54-58.   doi: 10.11911/syztjs.2019085
[摘要](208) [HTML全文](153) [PDF 683KB](16)
摘要:
涪陵页岩气田二开ϕ311.1 mm直井段钻遇的龙潭组、茅口组地层坚硬,可钻性差,钻头使用寿命短,机械钻速低。为了提高该井段机械钻速,研制了ϕ228.6 mm射流冲击器,并进行了台架试验,结果显示,该射流冲击器性能参数可调范围大,当行程、冲锤质量和排量变化而其他条件不变时,冲击力、单次冲击功、冲击频率随之呈近线性变化。在台架试验的基础上,优选了ϕ228.6 mm射流冲击器的结构及性能参数,优化了钻具组合及旋冲钻井参数,并在焦页109–1HF井硬地层进行了现场试验。现场试验结果表明,ϕ228.6 mm射流冲击器提速效果显著,较邻井二开平均机械钻速提高104.9%。ϕ228.6 mm射流冲击器的成功研制,为涪陵页岩气田二开直井段硬地层钻井提速提供了有效的技术手段。
可解挂双向锚定悬挂封隔器关键技术
梁文龙, 薛占峰, 马兰荣
2019, 47(4): 59-63.   doi: 10.11911/syztjs.2019017
[摘要](5424) [HTML全文](1249) [PDF 826KB](34)
摘要:
针对常规双向锚定封隔器存在的提前坐挂坐封、密封失效和坐封后无法解挂等问题,研制了集成重载锚定、高压密封、防提前坐封和解挂等多种功能的可解挂双向锚定悬挂封隔器,开展了高承载技术、高压密封技术、防提前坐封技术和解挂技术等关键技术研究,并采用有限元方法分析了整体式卡瓦张开后的应力应变情况。性能测试结果表明,各功能单元的性能参数均达到了设计要求。可解挂双向锚定悬挂封隔器在20多口井进行了现场应用,坐挂坐封均成功,解决了常规双向锚定封隔器存在的问题。可解挂双向锚定悬挂封隔器的成功研制,为多种完井工艺的顺利实施提供了一种可靠的锚定封隔工具。
S135钻杆接头缺口疲劳行为研究
李皓, 曾德智, 高定祥, 刘飞, 田刚, 施太和
2019, 47(4): 64-69.   doi: 10.11911/syztjs.2019013
[摘要](10849) [HTML全文](5604) [PDF 1507KB](42)
摘要:
钻杆接头疲劳失效是钻杆失效的主要形式,因此,为提高钻杆的使用寿命,对S135钻杆接头的疲劳行为进行了研究。根据钻杆接头的受力特征设计了疲劳试样,采用PQ–6型旋转弯曲疲劳试验机和扫描电镜研究了应力集中对S135钻杆疲劳性能的影响。结果表明:S135钻杆疲劳性能对V形缺口具有一定的敏感性;缺口根部半径越小,应力集中系数越大,对疲劳性能的影响越严重,应力集中系数和疲劳强度符合幂函数关系;疲劳裂纹从缺口根部开始萌生,存在许多裂纹源(呈环形排列);应力相同时,随着应力集中系数增大,缺口根部的撕裂现象减弱,断口变得光滑、平整,疲劳条纹变得细而密。研究结果表明:对钻杆接头螺纹的牙型进行优化设计,可以降低或减缓齿根的应力集中,降低S135钻杆疲劳对缺口的敏感性,提高S135钻杆的使用寿命。
水下井口套管悬挂器偏磨事故预防技术
张志刚, 张华卫, 崔广亮
2019, 47(4): 70-74.   doi: 10.11911/syztjs.2019090
[摘要](680) [HTML全文](315) [PDF 750KB](22)
摘要:
为了防止半潜式钻机施工过程中水下井口套管悬挂器及其连接短节发生偏磨,破坏油气井的完整性,以海上高温高压探井M井钻井过程中ϕ273.1 mm套管悬挂器及其连接短节发生严重偏磨事故为例,分析了作业时海况、钻井平台偏离井口的程度、隔水管挠性接头是否扭卡和套管悬挂器耐磨补心的内径等可能造成套管悬挂器偏磨的因素,结合有限元软件计算结果,提出了以精确监测钻井平台偏离井口程度和选用与套管内径一致的套管悬挂器耐磨补心为主的预防技术措施。M井填井侧钻及后续的11口井进行钻修井、弃井作业时,4台半潜式钻井平台在施工中严格采取相应的预防技术措施,套管悬挂器及连接短节未发生明显偏磨。现场应用表明,预防技术能够有效保护水下井口套挂悬挂器,保证油气井的完整性。
油气开发
塔河油田溶洞型碳酸盐岩油藏注入氮气垂向分异速度及横向波及范围研究
刘中云, 赵海洋, 王建海, 丁保东
2019, 47(4): 75-82.   doi: 10.11911/syztjs.2019092
[摘要](257) [HTML全文](236) [PDF 1546KB](7)
摘要:
塔河油田溶洞型碳酸盐岩油藏的溶洞发育规模及形态不确定性大,非均质性强,注水开发效果越来越差。为了给注气开发提供依据,分析了该类油藏注入氮气的垂向分异速度和横向波及范围。根据力学关系,建立了溶洞条件下氮气垂向分异速度解析式;采用3D打印技术制作了物理试验模型,基于物理模拟试验,验证了数值模拟的正确性;结合数值模拟,研究了氮气注入速度、原油黏度、油水界面和气水比对氮气在溶洞型油藏中横向展布的影响。研究结果表明,气体横向波及范围会随着注气速度增大、原油黏度降低、油水界面升高而增大,但气水比对气体横向波及范围的影响无明显规律。
多层合采智能井井筒温度场预测模型及应用
杨顺辉, 豆宁辉, 赵向阳, 柯珂, 王志远
2019, 47(4): 83-91.   doi: 10.11911/syztjs.2019049
[摘要](191) [HTML全文](125) [PDF 1058KB](12)
摘要:
智能井多层合采过程中为了优选温度监测设备和确定测点位置,需要准确预测井筒温度剖面。根据智能井多层合采过程中的井筒内流体流动特征,考虑流体经过流量控制阀时,节流效应对井筒内流体流动参数的影响,建立了含流量控制阀的单油管多层合采井筒温度预测模型,并结合生产井的工况进行了数值模拟。模型预测结果表明,井筒温度随产层产出液性质、产液量、产层厚度、产层配比和地层温度梯度的变化呈规律性变化;与各产层单独开采相比,合采时的井筒温度高于各产层单独开采时的平均温度,且合采时的温度梯度最低。为了有效应用多层合采井筒温度场预测模型,基于流量控制阀处温度测量误差最小的原则,提出了温度传感器指标及测点的优选方法;基于井筒温度、温度梯度及流量控制阀处温降变化规律,提出了产层温度异常的解释方法。多层合采智能井井筒温度场预测模型为多层合采智能井温度测量装置的优选和温度变化规律的解释提供了理论依据。
哈萨克斯坦SIPC油田开发主要问题与技术对策
赵全民, 何汉平, 何青水, 陈向军, 王宝峰
2019, 47(4): 92-96.   doi: 10.11911/syztjs.2019075
[摘要](199) [HTML全文](173) [PDF 639KB](9)
摘要:
哈萨克斯坦SIPC油田开发年限较长,储层地质特征存在较大差异,开发过程中存在注水效率低、储层无法自然投产且改造难度大、储层易受到伤害、出砂严重、钻井速度低且成本高、环空带压等问题。为此,在分析问题原因的基础上,基于油田特点和技术现状,制定了应用高效注水技术、携砂采油技术、高效钻井技术等成熟技术,研制智能储层保护剂及研究复杂砂岩可控穿层压裂技术的技术对策。现场应用表明,该油田采用制定的技术对策,提高了注水效率和储层压裂改造效果,解决了地层出砂问题,降低了储层伤害程度和钻井成本,实现了低油价条件下降本增效的目的,支撑了哈萨克斯坦SIPC油田项目的顺利实施。
基于人工智能的抽油机井结蜡预警方法
邴绍强
2019, 47(4): 97-103.   doi: 10.11911/syztjs.2019093
[摘要](166) [HTML全文](125) [PDF 941KB](5)
摘要:
针对依靠现场经验确定的清蜡周期不准确而导致蜡卡躺井的问题,开展了基于人工智能的抽油机井结蜡预警方法研究。利用皮尔逊相关系数分析方法,分析了17项油井自动采集参数与结蜡程度的关联性,确定了7项主控参数,创建了结蜡预警规则模型;将7项主控参数的合并指标进行归一化处理得到结蜡综合特征指标(WPSC),并利用结蜡预警规则模型产生的样本数据建立了结蜡井WPSC样本集,选用长短时记忆神经网络(LSTM)对样本集进行训练,得到了WPSC机器学习模型,用其可以定量预测抽油机井的结蜡程度。该方法在胜利油田桩23区块的现场应用结果表明,油井清蜡周期得到延长,且有效避免了蜡卡躺井。研究结果表明,基于人工智能的抽油机井结蜡预警方法实现了油井结蜡程度的定量化预测与预警,对精准确定清蜡时机具有较好的指导作用。
基于溶胀–熟化机理的疏水缔合聚合物速溶压裂液技术
吕振虎, 邬国栋, 郑苗, 杨建强, 向英杰
2019, 47(4): 104-109.   doi: 10.11911/syztjs.2019018
[摘要](2107) [HTML全文](394) [PDF 1035KB](28)
摘要:
针对疏水缔合聚合物配制压裂液时分散性能差、溶胀时间长和不适合现场连续混配的问题,综合机械与化学方法,研究了疏水缔合聚合物速溶压裂液技术。通过优化助溶剂加量,减小配液用水的溶度参数,利用负熵因素加快聚合物溶胀速率;同时,设计了同轴双向搅拌装置,提高了固液混合物紊流程度,缩短了聚合物熟化时间。试验结果表明:溶度参数与溶胀胶团直径是影响聚合物溶胀与熟化的关键因素;4%助溶剂可使疏水缔合聚合物的溶胀率在4 min内达到92%;搅拌速率对疏水缔合聚合物熟化时间的影响较小,搅拌方式是影响疏水缔合聚合物熟化速度的主要因素,同轴双向搅拌6 min时的溶胀率达到86%;形成的疏水缔合聚合物速溶压裂液在90 ℃条件下的抗剪切性能大于180 mPa·s,满足现场施工要求。疏水缔合聚合物速溶压裂液技术实现了聚合物压裂液连续混配,降低了聚合物压裂液残液、余液对环境的影响,为大规模体积压裂工厂化作业提供了技术支撑。
预防气体水合物堵塞的深水油气井测试安全阀下入位置研究
张伟国, 曹波波, 金颢, 汪红霖, 马鹏杰, 高永海
2019, 47(4): 110-115.   doi: 10.11911/syztjs.2019045
[摘要](2946) [HTML全文](986) [PDF 1056KB](35)
摘要:
深水油气井测试过程中,容易发生气体水合物堵塞井下安全阀的问题,为避免出现该问题,研究了安全阀合理下入位置的确定方法。利用气体水合物相平衡微观试验装置,在室内模拟了地层水矿化度下多组分气体水合物在水中的相变过程,得到了温度和压力对气体水合物相平衡的影响规律;分析了气体组分、水深、地温梯度和井口压力对生成气体水合物的影响,预测了气体水合物的生成区域,从安全和成本2方面考虑给出了安全阀最小下入深度的确定方法。研究发现,气体组分、水深、地温梯度、井口压力均会影响安全阀的下入位置,产出气中乙烷、丙烷和丁烷含量增加更易生成气体水合物;同时,水深越深,地温梯度越小,井口压力越大,生成气体水合物的区域越大,安全阀需要下入到更深的位置。研究认为,上述研究成果可为深水油气井测试中安全阀下入位置的确定提供参考。
水下采油树30CrMo钢/625合金异金属腐蚀机理试验研究
许亮斌, 李朝玮, 王宇, 肖凯文, 盛磊祥
2019, 47(4): 116-121.   doi: 10.11911/syztjs.2019034
[摘要](256) [HTML全文](160) [PDF 959KB](9)
摘要:
针对水下采油树在海水和内部流体长期作用下极易发生腐蚀的问题,借助高温高压反应釜,对流花11–1油田水下采油树的30CrMo钢/625合金的电偶腐蚀和堆焊金属腐蚀分别进行了腐蚀浸泡模拟试验,采用扫描电子显微镜和能谱分析仪分析了腐蚀产物膜的微观形貌和化学成分,并分析了30CrMo钢和625合金的异金属腐蚀机理。研究发现,水下采油树的30CrMo钢与625合金接触时,30CrMo钢易发生较严重的均匀腐蚀,且接触位置及堆焊焊缝处30CrMo钢存在较严重的沟槽腐蚀。水下采油树不同金属接触腐蚀的原因包括电偶腐蚀和缝隙腐蚀,堆焊修复后热影响区金相组织的不均匀性也会加剧缝隙腐蚀。研究结果表明,水下采油树应尽量避免不同金属接触形成异金属电偶腐蚀体系,修复已发生局部腐蚀失效的水下采油树时应合理选择堆焊材料并进行全覆盖堆焊,避免异金属腐蚀风险。
测井录井
基于激光诱导击穿光谱的岩屑岩性在线识别试验研究
杨志强, 李光泉, 佘明军
2019, 47(4): 122-126.   doi: 10.11911/syztjs.2019091
[摘要](181) [HTML全文](122) [PDF 822KB](14)
摘要:
钻井新技术的发展及其推广应用,在提高钻井时效的同时,钻井产生岩屑的粒径变小,给常规岩屑录井带来了困难。近年来,基于激光诱导击穿光谱(LIBS)的岩屑岩性识别技术取得了较好的效果,但该技术仍需要人工采集、清洗岩屑样品,并存在钻遇地层岩屑样品代表性难以准确控制、岩屑岩性识别结果与钻遇地层真实岩性之间具有一定差异等问题。为了解决上述问题,提出了利用LIBS在线识别岩屑岩性的技术构想,在实验室构建了试验平台,探索了激光器光源功率对岩屑样品LIBS信息的影响,通过优选光源功率,提高了岩屑样品LIBS信息的采集精度,进行了干样与湿样、疏松与压实状态下岩屑样品的LIBS检测,发现不同状态下岩屑样品的LIBS特征较为稳定,岩屑样品的LIBS特征与其状态无关。试验结果表明,录井过程中岩屑样品无需处理,可以直接检测,即利用LIBS技术在线识别岩屑岩性可行。
页岩气压裂技术现状及发展建议
薛承瑾
[摘要](21971) [PDF 489 KB](19633)
摘要:
页岩气分布广泛,开发潜力巨大,是常规石油天然气的理想接替能源。但是,页岩气成藏规律、储集空间、渗流规律以及开发模式有其自身特点,特别是储层具有低孔特征和极低的基质渗透率,给有效开发带来很大的困难和挑战,而水平井分段压裂是页岩气成功开发的主体技术。北美地区页岩气开发已实现商业化,并逐渐形成了一系列以实现“体积改造”为目的的页岩气压裂技术。我国页岩气资源丰富,前景广阔,但尚处于起步阶段。因此,了解北美地区页岩气储层特点和开发技术,加快技术研发和应用力度,尽快形成和配套适应我国页岩气压裂技术应用的基础理论与技术系列,对于加快我国页岩气勘探开发步伐具有现实意义。概述了国内外页岩气开发现状,详细分析了页岩气的储层特征,重点介绍了国外页岩气压裂技术进展和形成的系列工艺技术,并结合目前形势对我国页岩气压裂技术的发展提出了一些建议。
页岩气储层岩石力学特性及脆性评价
李庆辉, 陈勉, 金衍, 侯冰, 张家振
[摘要](19271) [PDF 1990 KB](3664)
摘要:
页岩气储层的岩石力学特性对开发影响极大,进行页岩破坏机理、力学特性和脆性评价方面的研究,可以为页岩气钻井和压裂设计工作提供技术支撑。采用室内试验和测井分析相结合的方法,在黑色页岩力学特性研究的基础上,分析了其脆性破坏特征及影响因素,提出了一种利用岩石弹性参数和矿物组成综合评价页岩脆性的方法,并介绍了利用测井资料计算单井脆性剖面的流程。研究表明,页岩普遍具有脆性破坏的特征,破坏类型与页岩种类、取心深度、取心方位和加载条件相关,低围压下标准试样以劈裂式破坏为主,全应力应变曲线经历极短的塑性屈服阶段即发生破坏,高围压时多出现双剪式和单剪式破坏,页岩的脆性与试样的弹性参数和矿物组成关系密切。实例分析表明,脆性特征影响压裂效果,与压裂造缝能力和产气情况吻合良好。综合脆性评价既是储层岩石力学特性分析的重要内容,也是压裂选层的重要依据。
控压钻井技术探讨与展望
周英操, 崔 猛, 查永进
[摘要](18458) [PDF 385 KB](3267)
摘要:
所有的现代油气井钻井技术均包含控压钻井技术,明确这一概念,对组织实施和研究发展这一技术至关重要。指出控压钻井技术的应用范围应包括过平衡钻井、近平衡钻井、欠平衡钻井、精细控压钻井及自动(闭环)控压钻井。其中精细控压钻井技术是指在钻井过程中,能够精确控制井筒环空压力剖面、有效实现安全钻井的钻井技术。对不同控压钻井方式的定义分别进行了明确的阐述,分析了控压钻井技术的现状。从用途出发,将控压钻井技术分成了5级,这将有利于钻井施工的安全评估。对控压钻井技术下步发展方向提出了建议,并指出未来控压钻井技术发展的目标是在钻井过程中,能够自动随钻监测环空压力剖面,反馈至地面后能自动调整流量和回压等控制参数,实现环空压力的闭环监测与控制。
无线随钻测量技术的应用现状与发展趋势
马 哲, 杨锦舟, 赵金海
[摘要](16795) [PDF 525 KB](3367)
摘要:
目前,无线随钻测量技术是石油工程技术发展的一个主要方向。详细介绍了无线随钻测量仪器的传输方式、国内外无线随钻测量技术的主要进展和应用现状,指出了国内外无线随钻测量仪器的优缺点和应用范围,分析了无线随钻测量技术的发展趋势,并提出我国应在借鉴国外先进的无线随钻测量技术的基础上,研制具有自主知识产权的无线随钻测量仪器,以加快我国无线随钻测量技术的发展,缩短与国际先进水平的差距。
油田硫化氢腐蚀机理及防护的研究现状及进展
刘 伟, 蒲晓林, 白小东, 赵昊炜
[摘要](16399) [PDF 388 KB](2606)
摘要:
我国大多数油田含有硫化氢腐蚀性气体,其中四川盆地是我国含硫化氢天然气分布最广的含油气盆地,而硫化氢腐蚀是井下油气管的主要腐蚀类型。简要论述了硫化氢腐蚀的机理和影响因素,分析了国内外硫化氢腐蚀研究的现状和趋势,并在此基础上介绍了采用缓蚀剂、涂镀层油管、普通碳钢管材、耐蚀合金钢管材、玻璃钢和塑料管材、阴极保护几种国内外常用的防腐措施,指出了各种方法的优缺点,探讨了高含硫化氢油气田腐蚀研究的热点问题及发展方向。
电磁随钻测量技术现状及发展趋势
刘修善, 侯绪田, 涂玉林, 杨春国
[摘要](16838) [PDF 486 KB](3335)
摘要:
随钻测量是井眼轨迹监测与控制中的一项关键技术。气体钻井技术的推广应用为电磁随钻测量(EM-MWD)技术带来了有利的发展契机和空间。此外,由于EM-MWD系统的投资和服务费用低廉,所以在浅层油气资源开发方面也具有良好的应用前景。系统地介绍了EM-MWD技术的国内外现状、现场试验及应用情况、应用前景及发展趋势,提出了未来EM-MWD技术的主要攻关方向:增加EM-MWD系统的有效测量深度、稳定性、可靠性和井下连续工作时间;进一步拓展测量功能并实现地面与井下以及井下短程的双向通信,进而形成基于电磁信号通信的导向钻井系统。
页岩气网络压裂设计方法研究
蒋廷学, 贾长贵, 王海涛, 孙海成
[摘要](16853) [PDF 484 KB](3028)
摘要:
页岩气能否有效产出,很大程度上取决于压裂裂缝和压裂过程中诱导天然裂缝开启而形成的相互交错的网络裂缝面积大小,其与页岩气井生产指数具有一定的相关性,因此,页岩气压裂设计的根本出发点在于如何形成有效的网络裂缝。在借鉴国外海相页岩气压裂成功经验的基础上,针对国内陆相页岩气的特殊性,进行了网络压裂的探索性研究。确立了页岩气网络压裂设计原则及相关理论基础,阐述了网络压裂设计的基本思路及优化方法,包括射孔方案、小型测试方案、压裂材料优选、施工参数及压后返排参数优化等,并围绕页岩气网络裂缝的主控因素(页岩可压性、诱导应力场、主裂缝净压力优化及控制等)进行了系统的模拟分析。基于所提出的优化设计方法,对河南油田某页岩气井实施了小型测试压裂和主压裂施工,获得成功并取得了很好的效果。
元坝地区钻井提速探索与实践
高航献, 瞿佳, 曾鹏珲
[摘要](17500) [PDF 426 KB](3481)
摘要:
元坝地区是中国石化天然气增储上产的重点区域,但该地区钻井存在一些技术难点,导致钻井施工风险很大:地层研磨性强,可钻性差;地下断层、裂缝、溶洞发育,井漏频繁,稳定性差;存在多套压力体系、安全窗口窄。这一直制约着该地区钻井速度的提高。为此,勘探南方分公司开展了钻井提速提效技术攻关与实践,采取了井身结构优化、空气钻井、欠平衡钻井等技术措施,并应用了高速涡轮、扭力冲击发生器、孕镶金刚石钻头等新工具和新工艺,平均机械钻速提高1倍以上,钻井周期缩短15%。为进一步提高元坝地区的钻井速度,提出了完善已有提速技术,研制或优选与之配套的钻井设备和工具的建议。
超临界CO2开发页岩气技术
王海柱, 沈忠厚, 李根生
[摘要](2693) [PDF 584 KB](3357)
摘要:
页岩气藏具有低孔隙压力、低孔隙度、低渗透率和高含黏土等特点,开发难度较大。为了降低页岩气藏开发成本,提高页岩气经济技术可采储量,需要一种新的高效页岩气开发技术。通过分析页岩气成藏、页岩储层、页岩气和超临界CO2流体的特性,结合超临界CO2喷射破岩试验结果和CO2、CH4与岩层吸附特性可知:超临界CO2喷射钻井能够在页岩层中获得较高的机械钻速,同时不会使页岩层产生黏土膨胀、水锁等效应;利用超临界CO2流体进行储层压裂改造,能使储层产生更多微小裂缝,有助于页岩气生产,最重要的是CO2与页岩的吸附强度高于CH4,CO2能置换吸附在页岩上的CH4,在提高产量和生产速率的同时,实现CO2永久埋存。因此,超临界CO2开发页岩气无论从技术上和经济上均具有较大优势,将成为未来页岩气高效开发的新技术。
页岩气储层水力压裂物理模拟试验研究
张旭, 蒋廷学, 贾长贵, 张保平, 周健
[摘要](3111) [PDF 1115 KB](4069)
摘要:
为了给彭水地区页岩气开发提供技术支持,进行了页岩储层水力压裂物理模拟试验研究,建立了一套页岩储层水力压裂大型物理模拟试验方法。利用声发射监测系统实时监测了页岩压裂裂缝的产生与扩展演化过程,观察了水力压裂裂缝形态,并探讨了压裂液黏度、地应力差异系数、压裂液泵注排量等因素对水力裂缝形态及其扩展的影响。试验结果表明,随着压裂液黏度降低、地应力差异系数减小,水力裂缝沿着天然裂缝方向延伸,将原有天然裂缝沟通并形成网络裂缝。根据泵压曲线变化结果,提出在实际压裂施工过程中采用变排量的方式提高压裂改造体积,这可为页岩气压裂优化设计提供依据。
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](45582) [PDF 462KB](41692)
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](24404) [HTML全文](104) [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。