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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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拉扭复合载荷条件下V150钻杆的力学性能研究
舒志强, 欧阳志英, 袁鹏斌
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2018140
[摘要](2811) [HTML全文](1417) [PDF 1289KB](4)
摘要:
深井、超深井钻井中,不适合的拉扭耦合作用容易导致钻杆失效,因此有必要进行钻杆抗拉扭复合载荷能力研究。采用预扭后拉伸和预拉后扭转的拉扭复合载荷试验方法,分析了拉扭复合载荷条件下V150钻杆在拉伸应力应变和扭转应力应变之间的相互影响规律。试验发现:预扭后拉伸时,预加载切应力和拉伸屈服强度均会降低;预拉后扭转时,预加载的拉应力和扭转屈服强度均会降低;材料发生屈服时的拉应力和切应力符合拉扭椭圆强度准则,该拉扭椭圆强度准则的弹性变形安全范围较von Mises强度准则超出24.5%。研究结果表明,按照von Mises强度准则进行钻杆抗拉扭复合载荷能力设计偏于保守,而拉扭椭圆强度准则包含材料拉伸屈服强度和扭转屈服强度2个基准参数,且与试验数据吻合程度高,更具工程应用价值。
中短半径井眼固井防砂一体化管柱研究与试验
郝宙正, 左凯, 刘禹铭, 李宁, 魏爱拴, 王明杰
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019012
[摘要](4240) [HTML全文](2198) [PDF 890KB](1)
摘要:
为了解决渤海油田中短半径裸眼井实施固井防砂一体化技术无适用管柱的问题,针对渤海油田的开发情况与技术现状,设计了一套适用于中短半径井眼的固井防砂一体化管柱,并对其安全性、通过性进行了分析。结果为:该管柱在下入过程中不会出现螺旋弯曲,安全性达到要求;其可以顺利通过最大狗腿度为19.28°/30m、曲率半径为89.20 m的井眼。试验井试验和现场试验均表明:中短半径井眼固井防砂一体化管柱的安全性和通过性达到了设计要求,能实现实现一趟钻完成上部井段固井作业和下部储层段选择性固井和砾石充填防砂作业的功能,可以解决渤海油田中短半径裸眼井实施固井防砂一体化技术无适用管柱的问题。
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
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019013
[摘要](2255) [HTML全文](1129) [PDF 1542KB](3)
摘要:
钻杆接头疲劳是钻杆失效的主要形式,因此,为提高钻杆的使用寿命,对S135钻杆接头缺口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钻杆疲劳对V型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。
随钻高分辨率电阻率成像仪器探测特性
倪卫宁, 康正明, 路保平, 柯式镇, 李新, 李铭宇
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019005
[摘要](2795) [HTML全文](1408) [PDF 1376KB](7)
摘要:
针对现有随钻电阻率成像仪器周向钮扣电极分布少的问题,设计了一种新的仪器钮扣电极分布方案。该仪器周向排布8个圆形钮扣电极,纵向分为2排,且每排钮扣电极直径不同,既能在复合钻进时进行全井眼覆盖扫描成像,又能在滑动钻进时获得8个扇区固定方位的井眼图像;建立了复杂的水平层状地层、含周向异常体地层和水平井地层等3种地层模型,利用有限元方法分析计算了仪器在不同地层模型中的测井响应和规律。分析结果表明:该仪器方案具有较好的纵向分辨率,钮扣电极纵向分辨率与其直径相当,可以准确识别方位性高阻地层;水平井地层界面对仪器不同方位测量的影响不同,侧向测量模式在地层界面处的响应与电缆侧向测井类似。该仪器方案在复杂地层中具有较好的适用性,研究结果对后续仪器研发和数据解释具有指导作用。
威远区块深层页岩气水平井水基钻井液技术
林永学, 甄剑武
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019022
[摘要](2823) [HTML全文](1421) [PDF 851KB](3)
摘要:
为解决威远区块深层页岩气水平井长水平段井眼失稳的问题,研制了具有强抑制性、强封堵能力的水基钻井液。分析了威远区块页岩储层矿物组分、储层物性和页岩地层井眼失稳机理,认为在该地层水平井长水平段钻进时,所用钻井液应具有较强的抑制性、封堵能力和一定的润滑性。在优选抑制剂、封堵剂和润滑剂的基础上,配制了深层页岩气水平井水基钻井液SM-ShaleMud,并对其性能进行了室内评价。室内评价结果显示:该钻井液流变性能好,高温高压滤失量、润滑系数小;可抗温140 ℃,能有效抑制黏土水化和裂缝的产生、扩展;封堵能力、抗污染能力强。SM-ShaleMud在威远区块威页23平台3口井进行了应用,应用证明其具有良好的综合性能,特别是井眼被其浸泡67 d后仍保持稳定、高温高压滤失量为5.4~6.4 mL,说明其具有强抑制性、强封堵能力。研究认为,形成的威远区块深层页岩气水平井水基钻井液技术,能够解决长水平段井眼失稳问题,且效果显著,可以推广应用。
高温高压对微波破岩效果的影响模拟研究
胡亮, 马兰荣, 谷磊, 李丹丹, 韩艳浓
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019020
[摘要](2801) [HTML全文](1403) [PDF 1245KB](1)
摘要:
为了将微波破岩技术应用于石油钻井,研究了钻井过程中高温高压对微波破岩效果的影响。根据岩石成分的微波吸收特性,建立了某岩石的二维平面模型,模拟分析了温度、围压及两者共同作用对微波破岩效果的影响。研究发现:在微波照射参数相同的情况下,随着井下温度升高,岩石发生塑性变形的时间缩短;而随着井下围压增大,岩石塑性变形时间延长;温度和围压共同作用时,围压的影响占主导,而温度的影响主要在高温条件下体现。研究结果表明,围压不利于微波破岩,且影响较大;温度对微波破岩有一定促进作用,但只在高温条件下作用明显。因此,在应用微波进行破岩时,要综合考虑温度和围压变化对破岩效果的影响,及时调整微波参数,使破岩更加经济高效。
基于节点网络的水平井分段流入剖面预测方法
庞伟, 刘理明, 何祖清, 何同, 王国华
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019006
[摘要](2256) [HTML全文](1132) [PDF 1036KB](2)
摘要:
随着水平井分段完井技术的发展,完井结构变得越来越复杂,为了准确模拟水平井分段完井流入剖面,将完井结构简化为由地层、井壁与完井工具间的环空、完井工具构成的水平井井筒网络,基于物质守恒原理和动量守恒定理,建立各类流动桥的压降模型;用桥流动指数来表征流体流动方向,建立了耦合地层、井壁与完井工具间的环空、完井工具三者之间流体流动的流入剖面预测模型;最后采用Newton-Raphson迭代方法进行求解。算例分析表明,该模型可预测水平井复杂完井结构的环空、油管中的压力和流量分布,准确反映完井方式和完井工具对井筒流体流入剖面的影响,且具有较高的预测精度。建立的模型为水平井分段完井方式选择、参数优化设计提供了理论支撑。
杭锦旗区块致密气藏混合水体积压裂技术
贾光亮, 邵彤, 殷晓霞, 姜尚明, 徐文斯, 王玉柱
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2018143
[摘要](2803) [HTML全文](1413) [PDF 957KB](4)
摘要:
针对鄂尔多斯盆地杭锦旗区块致密气藏储层物性较差,单一裂缝无法有效扩大储层改造体积,压裂后初期产量低的问题,结合杭锦旗区块下石盒子组储层地质特征,按照“体积压裂”理念,开展了影响混合水体积压裂工艺效果关键因素分析和压裂液体系优选,并进行了施工排量及施工规模优化,形成了适用于杭锦旗区块致密气藏的混合水体积压裂技术。该技术采用滑溜水、线性胶和交联液等不同类型的液体进行交替压裂施工,在开启储层天然裂缝的同时形成高导流主缝及复杂支缝,实现对储层立体改造。该技术在杭锦旗区块现场试验5口井,压裂后平均无阻流量13.2×104m3/d,增产效果明显。研究表明,杭锦旗区块致密气藏混合水体积压裂技术解决了该区块单一裂缝无法扩大储层改造体积和压裂后产量低的问题,具有较好的推广应用价值。
玛湖油田玛18井区“工厂化”水平井钻井技术
秦文政, 党军, 臧传贞, 李保伦, 雷鸣
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019025
[摘要](2259) [HTML全文](1141) [PDF 735KB](6)
摘要:
为了提高玛湖油田玛18井区钻井速度,在分析玛湖油田玛18井区地质地层情况和钻井施工技术难点的基础上,探讨了“工厂化”水平井钻井实施方案,进行了优选成熟钻头序列、直井段使用MWD+螺杆+PDC钻头钻井技术、造斜水平段使用旋转导向工具+PDC钻头、采用XZ高性能水基钻井液等配套技术研究,形成了玛18井区“工厂化”水平井钻井技术。该技术现场应用后,取得了良好的现场应用效果,平均单井完井工期明显缩短。其中,MaHW6234和MaHW6235平台井单井完井工期缩短至86.0 d;MaHW6203井钻井工期缩短至78.8 d,完钻井深6 130.00 m,创玛湖油田水平井最深纪录。玛湖油田玛18井区工厂化水平井钻井技术为高效开发三叠系百口泉组油藏提供了技术支持。
苏北盆地戴南组和阜宁组地层取心关键技术
曹华庆, 龙志平
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019019
[摘要](2831) [HTML全文](1421)
摘要:
针对苏北盆地戴南组和阜宁组泥岩地层存在回次取心进尺少、收获率低和取心机械钻速低等难题,在分析取心层位地质特点、地层可钻性的基础上,研制了适用于戴南组和阜宁组泥岩地层的PDC取心钻头,采用“G系列”齿作为主切削齿,同时配合大喷嘴加内规径流道和排屑槽斜面优化设计,既能降低岩屑与切削齿表面的摩擦力、改善岩屑运移状态和提高机械钻速;又具有效清洗切削齿、使岩心顺利进入内筒和提高取心收获率的作用。并优选了取心筒和优化了取心水力参数,形成了适用于苏北盆地泥岩地层的取心关键技术。新型取心钻头配合优选的取心筒在48口探井戴南组和阜宁组地层进行了取心,平均取心收获率大于98.0%,最高机械钻速达到24.80 m/h。新型取心钻头及取心配套技术解决了苏北盆地戴南组和阜宁组取心难题,具有较好的现场推广应用价值。
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2019年第1期目录
2019, 47(1): 0-0.  
[摘要](52) [PDF 343KB](0)
摘要:
2019年第1期封面
2019, 47(1): 0-0.  
[摘要](52) [PDF 2638KB](0)
摘要:
专家视点
低渗透油气藏高效开发钻完井技术研究主要进展
路保平, 丁士东, 何龙, 庞伟
2019, 47(1): 1-7.   doi: 10.11911/syztjs.2019027
[摘要](55) [HTML全文](36) [PDF 890KB](0)
摘要:
低渗透油气藏是当前国内外油气勘探开发的重点领域,以钻完井为核心的工程技术是实现低渗透油气藏高效开发的关键。“十三五”期间,针对川西、济阳坳陷等低渗透油气藏勘探开发中的技术难题,围绕钻井提速、增效和降低工程成本,开展了低渗透油气藏高效开发钻完井技术攻关研究,在175 ℃高温随钻测量系统、近钻头伽马成像技术、新型钻井提速工具、全过程储层保护技术、长效密封固井技术、精细分段完井技术等方面取得重大进展,初步形成了低渗透油气藏高效开发钻完井关键技术,并在济阳坳陷盐222区块、川西中江低渗透气田进行了现场应用,降本增效效果显著,为形成低渗透油气藏高效开发钻完井配套技术,实现不同类型低渗透油气藏高效开发奠定了坚实基础。
钻井完井
南海西部窄安全密度窗口超高温高压钻井技术
罗鸣, 吴江, 陈浩东, 肖平
2019, 47(1): 8-12.   doi: 10.11911/syztjs.2019024
[摘要](2850) [HTML全文](1458) [PDF 562KB](5)
摘要:
为解决南海西部窄安全密度窗口地层钻井中易发生井漏、井涌甚至井喷等井下故障的问题,通过研究超高温高压复杂地层压力预测监测技术、钻井液随钻堵漏技术、井下当量循环密度预测与监测技术、抗高温钻井液、超高温高压固井技术,形成了适用于南海西部的窄安全密度窗口超高温高压钻井技术。该技术在乐东区域的7口超高温高压探井进行了应用,钻井成功率达到100%,井下故障率显著降低,与应用前的同类型井相比,钻井生产时效平均提高了21%。这表明,窄安全密度窗口超高温高压钻井技术可以解决南海西部安全密度窗口窄导致的问题,可为深水高温高压领域的勘探开发提供技术支持。
南海东部荔湾22–1–1超深水井钻井关键技术
刘正礼, 严德
2019, 47(1): 13-19.   doi: 10.11911/syztjs.2019026
[摘要](3856) [HTML全文](2076) [PDF 863KB](15)
摘要:
荔湾22–1–1超深水井位于南海东部海域,作业水深2 619.35 m,是目前国内作业水深最深的超深水井。针对该井钻井中存在的水深、海底低温、安全密度窗口极窄、浅部地层成岩性差、隔水管及钻柱力学行为复杂等技术难点,采取了周密的钻井工程设计和现场精细化管理,并应用了喷射下导管技术、FLAT-PRO恒流变合成基钻井液、低温早强水泥浆表层套管固井技术、钻井液当量循环密度随钻监测技术等关键技术措施,安全高效地完成了钻井作业,创造了国内外相同水深钻井周期最短纪录,工程质量全优。荔湾22–1–1超深水井的成功标志着我国超深水钻井技术取得重大突破,不但为我国超深水井钻井积累了宝贵的经验,也对国内外超深水钻井技术的发展具有一定的促进和借鉴作用。
玛湖油田玛18井区体积压裂对钻井作业干扰问题的探讨
田林海, 屈刚, 雷鸣, 于德成, 张伟
2019, 47(1): 20-24.   doi: 10.11911/syztjs.2019023
[摘要](3142) [HTML全文](1593) [PDF 605KB](2)
摘要:
玛湖油田玛18井区油井进行体积压裂后,相邻中深水平井三开钻进时出现井下复杂情况的次数增多,为了分析其原因并解决该问题,分析探讨了体积压裂对钻井作业干扰的问题。从复杂情况类型、处置案例、阶段性防控技术修正等方面入手,结合该井区中深水平井三开井段钻遇地层的地质特性,分析了受体积压裂影响正钻井发生井下复杂情况的主要原因:受体积压裂影响,侏罗系与三叠系地层交接处形成了窜漏点,导致在此处易出现井漏、溢流等井下复杂情况;斜井段与水平段的泥岩井段易出现井眼失稳和垮塌。对此,提出了针对体积压裂所造成的动态窜漏以及定向井段、水平井段泥岩地层井眼失稳的处理措施。研究认为,玛18井区中深水平井三开钻进防控体积压裂造成井下复杂情况的要点,是做好裸眼井段窜漏点封堵与泥岩段井壁的支撑工作,可为玛湖油田同类型水平井钻井提供借鉴。
川西低渗透气藏气体钻井井壁稳定性评价方法
刘厚彬, 韩旭, 张俊, 刘彪, 孟英峰
2019, 47(1): 25-31.   doi: 10.11911/syztjs.2019004
[摘要](2251) [HTML全文](1137) [PDF 1315KB](7)
摘要:
川西低渗透气藏采用气体钻井技术钻进时,致密砂岩井段井下垮塌频繁,为给制定防塌技术措施提供依据,在分析非达西渗流、储层敏感性对孔隙压力影响,计算气层产气时径向拖曳力的基础上,分析了径向拖曳力影响下井周的有效应力场,利用川西X3井实钻数据分析了气体钻井井壁垮塌的机理,并与摩尔库伦准则和拉伸破坏模型相结合,提出了适用于川西低渗透气藏气体钻井的井壁稳定性评价方法。川西低渗透气藏气体钻井井壁垮塌机理为:低渗透储层中高速非达西渗流和气体产出时产生的径向拖曳力使坍塌压力升高,井壁稳定性变差,同时在径向拖曳力作用下先发生拉伸破坏,随后地层压力降低进而发生剪切破坏,出现垮塌。利用低渗透气藏气体钻井井壁稳定性评价方法评价了X3井低渗透储层的井壁稳定性,评价结果与实钻情况相符,说明采用该评价方法可以评价川西低渗透气藏气体钻井时的井壁稳定性,能够为川西低渗透气藏气体钻井制定防塌技术措施提供指导。
南海莺–琼盆地复杂地层套管–井眼间隙优化
巨然, 管志川, 黄熠, 罗鸣, 李文拓, 邓文彪
2019, 47(1): 32-36.   doi: 10.11911/syztjs.2019003
[摘要](2807) [HTML全文](1418) [PDF 866KB](3)
摘要:
南海莺–琼盆地地质构造复杂,存在高温高压地层,钻井液安全密度窗口窄,为预防下套管作业过程中产生的波动压力可能诱发的井漏、溢流甚至井喷等井下故障,在充分调研南海莺–琼盆地常用井身结构的基础上,建立了下套管过程中井筒内波动压力计算模型,分析了套管–井眼间隙等不同因素对下套管和注水泥过程中环空压力的影响,对套管–井眼间隙进行了优化。该方法在LD10–2–x井进行了应用,该井五开井段的套管–井眼间隙进优化结果为15.00~19.55 mm,其实际的套管–井眼间隙为17.45 mm,在设计的合理间隙范围内,该井套管下入安全,注水泥过程中未发生井漏、溢流等井下故障。这说明可以根据下套管过程中井筒内波动压力和下套管及注水泥过程中的环空压力优化套管–井眼间隙,为南海莺–琼盆地井身结构设计提供依据。
逆流自吸效应对页岩油储层坍塌压力的影响研究
邓富元, 何世明, 赵转玲, 汤明, 李恒
2019, 47(1): 37-44.   doi: 10.11911/syztjs.2018138
[摘要](0) [HTML全文](2) [PDF 1605KB](0)
摘要:
页岩油储层在采用水基钻井液欠平衡钻进时,由于毛细管力作用,钻井液滤液仍会进入地层,降低地层稳定性。为此,进行了逆流自吸效应对页岩油储层坍塌压力的影响规律研究。基于两相渗流理论,建立了逆流自吸作用下的水侵模型,分析发现页岩油储层井眼附近的含水饱和度随欠压差值增大而降低;在考虑水化作用对地层岩石强度的影响的基础上,建立了井周应力模型,对页岩油储层的坍塌压力当量密度变化规律进行了分析。研究发现:逆流自吸作用下,钻井时间越长,欠压差值越小,页岩油储层坍塌压力越大,越不利于井眼稳定;当只改变欠压差值时,页岩油储层最大井径扩大率存在最小值。研究认为,建立的井周应力模型可为页岩油储层欠平衡钻井设置合理欠压差值以及调整钻井液密度提供理论依据。
用于精细控压钻井的无机凝胶隔离塞的研制及现场试验
黎凌, 卫俊佚, 张谦
2019, 47(1): 45-51.   doi: 10.11911/syztjs.2018150
[摘要](1) [HTML全文](1) [PDF 1061KB](0)
摘要:
针对精细控压钻井起下钻及完井过程中钻井液漏失严重的问题,基于无机水硬性胶凝理论、密实充填理论和固化增强理论,通过优选关键处理剂形成了一种用于精细控压钻井的无机凝胶隔离塞工作液。性能评价表明,该无机凝胶隔离塞工作液初始流动性和稳定性好,抗钻井液污染能力强,稠化时间可以控制在0.5~4.0 h,适用温度60~150 ℃;固化成段塞后抗压强度达8.02 MPa,胶结强度达1.39 MPa/m2,承压封气能力大于2.69 MPa/m,可钻性级值为1级。现场试验表明,该无机凝胶隔离塞工作液固化成塞后,可以有效封隔油气,保障精细控压钻井起下钻的安全。研究表明,无机凝胶隔离塞工作液固化成塞后抗气窜能力强,能有效封隔油气,解决了精细控压钻井起下钻过程中缺乏安全封隔的问题。
苯丙胶乳水泥浆防气窜效果与失重规律分析
陆沛青, 桑来玉, 谢少艾, 高元, 张佳滢, 康旭亮
2019, 47(1): 52-58.   doi: 10.11911/syztjs.2018141
[摘要](3465) [HTML全文](1761) [PDF 1137KB](0)
摘要:
水泥浆候凝期间,因其失重引发的环空气窜,是导致气井环空带压的重要因素之一,掌握水泥浆失重模式与规律,是预防环空气侵的重要基础。以苯丙胶乳防气窜水泥浆为研究对象,采用压力传导精确测量装置进行了水泥浆失重试验,测量了不同胶乳加量、温度、气压、模拟井筒深度等条件下水泥浆浆柱压力的变化,进行了防气窜效果评价与失重规律分析。试验发现:在气层压力(18 kPa)高于底部浆柱压力(12~16 kPa)的情况下,苯丙胶乳水泥浆依然可有效防止气窜;水泥浆形成触变或胶凝结构后压力快速降低,随着水化反应进行压力缓慢降低,稠化前压力再次加速下降,而气窜应出现在第一拐点附近。基于该研究成果,可对水泥浆的防气窜性能进行评价,以优选出适合高压气井的防气窜水泥浆,并为建立水泥浆失重预测模型提供试验基础。
双级双速钻井工具设计与现场试验
宿振国, 唐志军
2019, 47(1): 59-64.   doi: 10.11911/syztjs.2019010
[摘要](2835) [HTML全文](1450) [PDF 1020KB](5)
摘要:
为了充分发挥PDC钻头高效破岩的技术优势,进一步提高其在低渗透地层的机械钻速,研究并设计了双级双速钻井工具。采用数值模拟方法建立了双级双速钻井时的井底岩石物理模型,分析了井底岩石应力分布状态及双级双速钻井的破岩和提速机理;介绍了双级双速钻井工具的常见结构,指出了其技术优势;基于已有研究成果,并结合现场实际需要,从排量、输出扭矩与转速、钻进工具长度等方面进行优化设计,设计出了适用于ϕ215.9,ϕ241.3和ϕ311.1 mm井眼的双级双速钻井工具。设计的双级双速钻井工具在胜利油田3口井进行了现场试验,试验结果表明,双级双速钻井工具使用时钻压、泵压及工具性能稳定,机械钻速比邻井平均提高80.37%,总体效果显著。研究认为,设计的双级双速钻井工具综合性能好,在低渗透地层钻进时能够提高机械钻速,具有推广应用价值。
微心PDC钻头设计及现场试验
田京燕, 徐玉超
2019, 47(1): 65-68.   doi: 10.11911/syztjs.2018134
[摘要](1) [HTML全文](0) [PDF 3213KB](0)
摘要:
为了解决普通PDC钻头形成的岩屑细碎、无法满足岩屑录井,而采用牙轮钻头进尺少、机械钻速低又存在掉牙轮风险的问题,设计了微心PDC钻头。介绍了微心PDC钻头整体结构设计和结构参数优化方法, 设计制造了小尺寸微心钻头,进行了室内取心试验和提速试验;结合临盘油田街403井和胜坨油田坨202井实钻地层的岩性特征,分别设计制造了ϕ215.9 mm微心PDC钻头,进行了现场试验。室内试验和现场试验结果均显示:该钻头获取的岩屑较大,大小与牙轮钻头产生的钻屑相当,能满足岩屑录井的要求;而且,钻头进尺和机械钻速与普通PDC钻头相当,与牙轮钻头相比有明显提高。研究结果表明,微心PDC钻头可以代替牙轮钻头在岩屑录井井段使用,并能达到提速提效的目的。
可溶桥塞整体式卡瓦结构优化设计
郝地龙, 何霞, 王国荣, 方兴, 廖代胜, 方海辉
2019, 47(1): 69-75.   doi: 10.11911/syztjs.2018151
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 11564KB](0)
摘要:
为提高可溶桥塞整体式卡瓦的锚定效果,以适用于ϕ95.0 mm可溶桥塞的整体式卡瓦为例,对其结构进行了优化设计。通过整体式卡瓦断裂试验和断裂数值模拟发现,在轴向载荷作用下,整体式卡瓦应力槽在其长度1/2处所受应力达到抗拉强度时,卡瓦断裂张开。基于此规律,通过数值模拟将整体式卡瓦的结构优化为采用6个均匀分布的应力槽,应力槽长25.0 mm、厚2.0 mm、宽4.0 mm,距前端25.0 mm、后端10.0 mm。结构优化后卡瓦的断裂力为72 kN,达到了ϕ95.0 mm可溶桥塞坐封时卡瓦断裂力的要求,且数值模拟及断裂试验均表明,结构优化后的整体式卡瓦不再呈C字形张开,其承压能力更强,卡瓦的锚定效果更好。研究结果表明,可溶桥塞整体式卡瓦的结构经优化设计后,其断裂力明显降低,能避免呈C字形张开,其锚定效果得到增强。
油气开发
武隆区块常压页岩气水平井分段压裂技术
雷林, 张龙胜, 熊炜, 夏巍巍
2019, 47(1): 76-82.   doi: 10.11911/syztjs.2018129
[摘要](1) [HTML全文](2) [PDF 1307KB](0)
摘要:
渝东南武隆区块页岩气储层水平应力差较大,高角度裂缝及层理缝发育, 难以形成复杂体积裂缝,低角度裂缝较难开启,裂缝转向难度大,同时储层为常压储层,要实现经济开发难度较大。为此,在分析武隆区块常压页岩气储层压裂改造技术难点的基础上,以提高裂缝的复杂程度、增大储层改造体积为目标,以滑溜水为压裂液,通过优化射孔簇间距、射孔簇长度和簇间暂堵,提高高应力差异系数下裂缝的复杂程度;采用连续加砂工艺和优化压裂规模,提高裂缝导流能力和保证裂缝在页岩气储层中延伸,形成了适用于武隆区块常压页岩气水平井的分段压裂技术, 并在隆页2HF井进行了现场试验,压裂后产气量达9.4×104 m3/d。分析隆页2HF井压裂资料发现,应用该技术可以提高裂缝复杂程度,形成网络裂缝,提高常压页岩气单井产量,从而实现常压页岩气的经济开发。
胜利海上油田安全可控长效分层注水技术
刘红兰
2019, 47(1): 83-89.   doi: 10.11911/syztjs.2018149
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 2479KB](0)
摘要:
为满足胜利海上油田注水井分层注水管柱检修期长、安全、高效的要求,在分析影响分层注水管柱寿命因素的基础上,提出了采用平衡式分层注水管柱改善管柱受力,降低管柱蠕动幅度;采用液压控制方式解决分层和洗井之间的矛盾;研制液控式封隔器解决封隔器提前坐封和满足井控要求的技术思路。通过研制液控压缩式封隔器和液控式环空安全封隔器等关键工具,设计了平衡式分层注水管柱,形成了安全可控长效分层注水技术。液控压缩式封隔器采用液压控制方式始终将其控制在最佳压力状态,洗井时可快速解封,以解决反洗井造成的封隔器寿命不长的问题。液控式环空安全封隔器采用了双液压控制管线,设有安全锁紧机构,洗井和安全通道独立控制,既能满足大排量反洗井要求,又能提高注水管柱长期的安全可靠性。胜利海上油田分层注水井应用安全可控长效分层注水技术101井次,分层注水合格率提高16.6%,注水管柱检修期最长达5年。安全可控长效分层注水技术不仅延长了胜利海上油田分层注水管柱的检修期,满足了安全高效注水的要求,也可以满足水驱开发油田精细分层注水的要求。
气顶边水窄油环水平井生产压差调控实验研究
葛丽珍, 李傲, 孟智强, 肖鹏, 祝晓林
2019, 47(1): 90-95.   doi: 10.11911/syztjs.2018152
[摘要](4149) [HTML全文](2084) [PDF 958KB](1)
摘要:
为了解生产压差调控策略对气顶边水窄油环开发效果的影响规律,提高该类油藏的采出程度,以海上某气顶边水窄油环为原型,根据相似准则设计了大型三维物理模型,进行了水平井生产压差不同调整时机和调整方式的生产实验,分析了生产压差调整时机和调整方式对气顶边水窄油环开发效果的影响。结果表明:水平井气窜后增大生产压差,采出程度从28.32%提高至约40.00%;气窜持续一段时间后增大生产压差要优于刚发生气窜时就增大生产压差,采出程度可提高2.09%;单阶梯增大生产压差方式的开发效果要优于多阶梯增大生产压差方式,采出程度可提高2.47%。研究表明,气顶边水窄油环气窜后生产一段时间再单阶梯增大生产压差,是提高该类油藏采出程度的最优策略。海上某大气顶边水窄油环采用该生产压差调整策略调整生产压差,增油效果显著。
考虑产液量变化的水驱油藏产量递减规律研究
凌浩川, 周海燕, 孟智强, 石洪福, 孔超杰
2019, 47(1): 96-100.   doi: 10.11911/syztjs.2018155
[摘要](2260) [HTML全文](1139) [PDF 840KB](6)
摘要:
前人发现定产液量生产时的水驱曲线法与Arps递减方法之间存在着联系,而油田开发过程中随着含水率上升产液量会逐渐升高,很难实现定产液量生产,因此开展了产液量变化情况下的产量递减规律研究。在推导产液量变化情况下产量递减率通式的基础上,推导出了4种常用水驱曲线变产液量生产时的产量递减率公式,并结合油田实际生产数据拟合分析结果,得到了乙型与丙型水驱曲线变产液量生产时的产量计算公式。分析发现:定产液量生产时的产量计算公式是变产液量生产时产量计算公式的一个特例;若油田生产符合乙型水驱曲线特征,当油田的产液量变化率与预测初始时刻的产量递减率一致时,油田的产量能保持稳定。研究结果表明,通过提高产液量维持油田稳产会导致产液量呈指数增长,因此在油田开发过程中要结合实际情况制定合理的工作制度,不能为追求稳产将产液量提高幅度制定得过高。
低渗透气藏水锁损害定量评价模型
杨旭, 李皋, 孟英峰, 刘林
2019, 47(1): 101-106.   doi: 10.11911/syztjs.2019008
[摘要](3494) [HTML全文](1755) [PDF 950KB](6)
摘要:
为了定量评价低渗透气藏潜在的水锁损害,基于相对渗透率和启动压力梯度模型,建立了低渗透气藏水锁损害定量评价模型,分析了水锁损害深度、启动压力梯度和应力敏感对水锁损害程度的影响。分析发现,该模型的预测结果与致密砂岩水锁损害实验结果吻合较好;水锁损害深度越大,潜在的水锁损害程度越严重;流体启动压力梯度越大,液相越难以返排,添加表面活性剂能够提高流体返排效率;高返排压差有利于液相返排,但应力敏感可能导致水锁损害程度增大,在启动压力梯度较低时影响尤其明显。研究结果表明,水锁损害是水相滞留引起的气相相对渗透率降低与应力敏感导致的绝对渗透率降低协同作用的结果,确定合理的返排压差能够减轻水锁对低渗透气藏的损害。
基于等效毛细管的低渗透气藏液相侵入模型
谢晓永, 黄敏
2019, 47(1): 107-111.   doi: 10.11911/syztjs.2019007
[摘要](2803) [HTML全文](1406) [PDF 929KB](3)
摘要:
为了从微观尺度上探讨低渗透气藏液相侵入微观流动机理,采用激光刻蚀技术建立了致密砂岩孔隙网络模型,开展了液相侵入微观可视化流动实验,分析了液相侵入和流体返排过程孔隙网络内水相的动态分布;建立了基于等效毛细管束的低渗透气藏液相侵入微观流动模型,采用致密砂岩水相自吸侵入实验验证了模型的可行性。实验发现,孔隙网络内水相侵入与毛细管力侵入规律类似,初期液相主要沿着较大孔隙流动,液相通过与孔隙连通的喉道逐渐推进;较小喉道中的水相难以返排,阻碍气相的流动。研究结果表明,黏滞阻力对致密砂岩水相侵入起主导作用,但在负压差条件下,液相仍能侵入岩心,且岩石越致密,水相最大侵入深度越大。建立的液相侵入模型为低渗透气藏液相侵入损害及保护机理研究提供了理论参考。
测井录井
适用于油基钻井液的随钻电阻率成像测井方法
张卫, 路保平, 王保良, 李新, 陆军轶, 冀海峰
2019, 47(1): 112-117.   doi: 10.11911/syztjs.2019009
[摘要](2825) [HTML全文](1421) [PDF 1209KB](8)
摘要:
油基钻井液会阻断直流电流通路从而使常规的随钻电阻率测井方法失效,为解决该问题,基于电容耦合非接触电导检测技术,提出了可用于油基钻井液的随钻电阻率成像测井方法。综述了随钻电阻率测量的主要方法,介绍了电容耦合非接触电导检测技术的原理与特点。将电容耦合和电感耦合相结合,建立了油基钻井液条件下的方位测井模拟模型,并利用该模型进行了多种工况下的测井模拟试验,分析了周向位置与电流幅值、电极周向位置与电流相位的关系及钮扣电极成像原理,模拟结果表明,钮扣电极具有方位探测能力,所提出的测井方法具有可行性。设计了地面模拟测井系统,进行了方位测井室内试验,发现该测井系统能够实现地层成像和测量地层倾角,试验结果与实际地层倾角的相对误差仅为4.7%。研究认为,提出的随钻电阻率成像测井方法可以在油基钻井液条件下进行随钻侧向电阻率测量,并且使测得的电阻率成像,从而得到较为可靠的测井结果。
随钻一体化测井仪平台开发
朱祖扬, 倪卫宁, 张卫, 米金泰, 郑奕挺
2019, 47(1): 118-126.   doi: 10.11911/syztjs.2019016
[摘要](2261) [HTML全文](1157) [PDF 1236KB](10)
摘要:
为了满足多深度探测评价钻井液侵入和识别地层岩性的需要,开发了具有电阻率、伽马等多参数测量功能的随钻一体化测井仪平台。基于相移电阻率、衰减电阻率、总量伽马和成像伽马等测量方法,采用六发两收的八线圈系设计方案,挂接了伽马探管、加速度计和磁通门等传感器,同时采用了由发射电路、接收电路和控制电路组成的模块化电路设计方案,并定义了总线通讯协议,建立起了各功能模块之间的信息传递。开发了测井仪平台的固件程序,不仅能够测量相移电阻率和衰减电阻率数据,还能够测量伽马数据和地层方位信息;开发了平台测试软件,能够对仪器进行标定测试及下井前的启动设置,实现仪器控制指令的下发,测量数据的上传,并对电阻率、伽马、井斜角和工具面等数据进行监测和图形化处理。研制的随钻一体化测井仪平台可以为大斜度井和水平井钻井提供丰富的、高质量的测井数据,为地层评价提供所需要的数据,从而为非常规油气储层开发提供技术支持。
页岩气压裂技术现状及发展建议
薛承瑾
[摘要](12992) [HTML全文](9) [PDF 489 KB](19629)
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](11166) [HTML全文](6) [PDF 1990 KB](3585)
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](9545) [HTML全文](2) [PDF 385 KB](3266)
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](8914) [HTML全文](2) [PDF 525 KB](3366)
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。
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](8981) [HTML全文](2) [PDF 486 KB](3334)
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。
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](8473) [HTML全文](4) [PDF 388 KB](2605)
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。
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](8846) [HTML全文](5) [PDF 484 KB](3025)
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](9524) [HTML全文](2) [PDF 426 KB](3480)
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。
水平井分段压裂产能影响因素研究
唐汝众, 温庆志, 苏建, 曲占庆
[摘要](9059) [HTML全文](3) [PDF 2735 KB](3195)
摘要:
水平井压裂是开发特殊和难动用储量的重要技术手段,在油气田开发过程中得到了越来越广泛的应用。以矩形油藏中压裂水平井为研究对象,在水平井压裂不同裂缝形态的基础上,建立了油藏与裂缝的物理模型和数学模型,并对其进行了差分求解、编程。分析了裂缝长度、数量、间距和不均匀分布等因素对产能的影响,绘制了各个因素取最佳参数时的地层压力分布等高线图。结果表明,裂缝长度和裂缝数量对产能的影响最大,裂缝间距及分布情况对产能的影响相对要弱一些,可以增大裂缝间距以减小彼此之间的干扰作用。这对水平井进行压裂优化设计具有一定的指导作用。
控制压力钻井技术应用研究
王果, 樊洪海, 刘刚, 公培斌, 李勇, 石春林
[摘要](9179) [HTML全文](2) [PDF 722 KB](3481)
摘要:
控制压力钻井(MPD)是已在国外得到应用的一种先进钻井技术,该技术能够解决复杂地层钻井中出现的复杂问题,提高钻井效率,降低钻井成本。介绍了MPD钻井技术的目标、优点和实现方法,加深了对MPD技术的特征及相关概念的理解,为研究和发展这一技术提供了理论基础。介绍了MPD技术的多种应用形式及其适用条件,为一口井设计与实施MPD技术的应用提供了可筛选的方案。MPD技术的应用需要配套的设备、监控系统和水力学程序相互配合才能完成,其中,配套的设备是应用MPD技术的首要条件。对MPD技术的相关设备进行了介绍,为MPD技术的应用提供了装备基础。
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](36406) [HTML全文](9) [PDF 462KB](41687)
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](15640) [HTML全文](3) [PDF 1027KB](23661)
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。