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大港油田页岩油水平井钻井关键技术
杨灿, 王鹏, 饶开波, 蔺玉水, 李伟, 叶顺友
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020036
[摘要](79) [HTML全文](40) [PDF 900KB](5)
摘要:
大港油田沧东凹陷页岩油水平井钻井过程中面临着破岩效率低、井眼轨迹控制难度大、摩阻扭矩大、完井管柱下入困难等技术难题,影响了页岩油的勘探开发效益,为此,进行了激进式水力参数设计、异形齿PDC钻头研制、深层水平段高效钻井技术、旋转导向井眼轨迹控制技术、强抑制强封堵高性能水基钻井液技术、旋转引鞋+旋转下套管工艺等技术攻关研究,形成了大港油田页岩油水平井钻井关键技术,并在13口页岩油水平井进行了现场应用,平均机械钻速13.16 m/h,钻井完井周期50.62 d,井下故障时效低于0.1%,均创造了大港油田的钻井纪录。研究与应用表明,大港油田页岩油水平井钻井关键技术为沧东凹陷页岩油高效勘探开发提供了技术支撑,也为国内页岩油水平井安全高效钻进提供了借鉴。
库车山前深层高压盐水侵处理技术
王建华, 闫丽丽, 谢盛, 张家旗, 杨海军
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020007
[摘要](3) [HTML全文](2)
摘要:
塔里木山前构造深层盐膏层钻井时,高压盐水的入侵将导致高密度钻井液性能变差,引发阻、卡等复杂情况,通常采用排水降压的方式来降低高压盐水层透镜体的压力,对油基钻井液的抗盐水侵能力要求较高。为此,研发了单链多团的新型乳化剂,通过增加乳化剂分子结构上亲水基团的数量,提高其乳化效率,从而提高了油基钻井液的抗盐水侵容量限。室内评价结果表明,采用新型乳化剂形成的油基钻井液体系密度最高可达2.85 kg/L,抗盐水污染能力达60%以上,具有良好的高温稳定性,并在克深1101井等多口超深井进行了成功应用。其中,克深1101井应用控压排水处理盐水侵,处理过程中油基钻井液性能稳定,实际抗盐水侵能力达到45%,钻井过程中未出现因钻井液原因引起的卡钻或其他事故。研究表明,该油基钻井液体系具有良好的流变性、沉降稳定性和抗盐水污染能力,能够解决深井巨厚膏盐岩层或高压盐水层污染的问题,可在塔里木油田库车山前钻井中推广应用。
凸脊型非平面齿PDC钻头的研制与现场试验
彭齐, 周英操, 周波, 刘川福, 刘宇
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020035
[摘要](39) [HTML全文](16) [PDF 1346KB](4)
摘要:
在应用常规PDC钻头钻进库车山前巨厚砾石层时,存在破岩效率低、机械钻速慢、钻井周期长等问题,分析认为,砾石对常规PDC钻头的平面齿产生较大冲击力导致切削齿崩齿或严重磨损是钻速低的主要原因。为此,设计了一种凸脊型非平面齿,并研制了配套PDC钻头,将钻头破岩方式由常规PDC钻头的面切削转变为线压裂和面挤压,大大提高了钻头破岩效率。室内试验表明,凸脊型非平面齿具有良好的抗冲击性能与抗研磨性能,抗冲击性能是平面齿的10倍。2只凸脊型非平面齿PDC钻头在博孜区块某井砾石层井段进行了现场试验,创造了机械钻速最高、单只钻头进尺最长的区块纪录,与邻井常规PDC钻头相比,进尺提高1.5倍以上,平均机械钻速提高64%以上,提速效果非常明显。研究与试验表明,凸脊型非平面齿PDC钻头能够较好地满足库车山前巨厚砾石层高效钻进的要求,为该地区深层天然气的高效勘探开发提供了技术支持。
塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏量化注水开发技术
刘利清, 刘培亮, 蒋林
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019122
[摘要](113) [HTML全文](40) [PDF 574KB](2)
摘要:
塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏进入注水开发阶段中期后,面临着注水效率低、有效期短等一系列问题。为解决这些问题,研究应用了以物质平衡方程为理论基础的量化注水开发技术。从注水时机量化、单井注水参数量化和单元注水参数量化等方面,分析、阐述了量化注水开发技术的理论依据、技术方法和应用效果。研究发现,量化注水技术可很好地将注水开发从定性判断转为定量分析,解决前期开发过程中定性注水带来的问题。该技术已应用142井次,累计增油10.95×104 t,注水有效率高达84.3%。研究表明,量化注水开发技术在塔河油田碳酸盐岩缝洞型油藏开发中效果良好,具有很好的推广应用价值。
利用随钻电磁波测井探测直井水力裂缝的正演模拟
谢媛, 刘得军, 李彩芳, 翟颖, 孙雨
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019133
[摘要](287) [HTML全文](53) [PDF 1339KB](10)
摘要:
为了解低渗透储层中油气资源的分布状况,更好地控制油气井产能,需要对水力压裂产生的裂缝进行系统研究。以电磁场理论为基础,建立了均质各向同性地层解析模型,再利用有限元软件建立了直井的地层与裂缝模型。在此基础上,对电磁波测井仪接收线圈之间感应电动势的振幅比和相位差进行了正演模拟。结果显示:裂缝位置处的信号振幅比与相位差曲线变化显著,相位差曲线分层明显;根据相位差曲线更容易分辨不同高度及含不同电导率支撑剂的裂缝;最敏感的影响因素是支撑剂电导率;当仪器源距为0.25 m、发射频率为400 kHz时,所获得的模拟响应结果更好。研究结果表明,利用随钻电磁波测井探测直井水力裂缝是可行的,这为直井水力裂缝探测和评价提供了一定的理论依据。
顺北油气田碳酸盐岩破碎性地层防塌钻井液技术
陈修平, 李双贵, 于洋, 周丹
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020005
[摘要](283) [HTML全文](139) [PDF 1298KB](13)
摘要:
为了解决顺北油气田奥陶系碳酸盐岩破碎性地层易发生井壁坍塌的问题,从地质构造特征、地层裂缝发育及充填程度和井壁岩块受力等方面分析了井壁坍塌的原因,发现造成井壁坍塌掉块的主要原因是强挤压段应力集中、地层微裂缝发育和定向井段受重力影响。虽然地层破碎、应力集中无法改变,但可以提高钻井液的封堵性能,通过有效充填、封堵微裂缝阻止压力传递,同时钻井液保持较高的密度支撑井壁,从而解决井壁坍塌问题。为此,综合考虑强化钻井液封堵能力、控制钻井液高温高压滤失量和优化钻井液动塑比等,配制了防塌钻井液,提高了防塌钻井液的防塌性能。顺北X井的现场试验表明,采用该防塌钻井液技术之后,钻进中扭矩稳定,机械钻速较高,井径扩大率较小,防塌效果良好,可为类似条件的高效、安全钻井提供借鉴。
碳酸盐岩储层缝内暂堵转向压裂实验研究
李春月, 房好青, 牟建业, 黄燕飞, 胡文庭
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020018
[摘要](96) [HTML全文](48) [PDF 887KB](10)
摘要:
顺北油气田碳酸盐岩储层非均质性强、连通性差,采用暂堵转向压裂技术可提高裂缝复杂程度,改善开发效果,但碳酸盐岩储层暂堵条件下的裂缝起裂扩展规律尚不明确。为此,采用改进后的三轴压裂物模模拟实验装置,进行了碳酸盐岩暂堵转向压裂实验研究。依次注入压裂液和加有暂堵剂的压裂液,分析了注入暂堵剂前后的施工压力曲线变化情况和暂堵转向压裂后的裂缝形态,从而明确了裂缝暂堵转向规律和实现缝内暂堵转向压裂的条件。研究表明,暂堵可增大裂缝复杂程度;为了实现缝内暂堵转向压裂,岩样内要发育有天然裂缝或层理面,同时暂堵剂能够进入裂缝内并实现封堵,使施工压力升高,从而实现新缝开启或转向。碳酸盐岩缝内暂堵转向规律研究结果为顺北油气田碳酸盐岩储层压裂改造提供了理论依据。
长庆油田同心验封测调一体化分层注水技术
杨玲智, 刘延青, 胡改星, 申晓莉, 毕福伟
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020023
[摘要](127) [HTML全文](43) [PDF 750KB](5)
摘要:
为了提高长庆油田定向井小水量分层注水的测试效率、降低作业强度及测试成本,研究了同心验封测调一体化分层注水技术及关键工具。该技术采用机电一体化控制方法,利用电缆控制井下测试仪器进行验封及测试调节工作;借鉴离合器的工作原理,将电动直读验封仪与同心电动测调仪集成为验封测调一体化仪器,不仅使其具有验封仪、测调仪的功能,而且还进一步提高了仪器的集成化、自动化程度。该技术在长庆油田应用了430余口井,一趟作业完成全井验封、测调等全部工序,测调成功率达到98.0%,单层测调误差小于10.0%,单井验封测试时间由6~8 h缩短至4 h以内,单井年作业费用降低0.96万元。同心验封测调一体化分层注水技术为低渗透油藏低成本开发提供了新的技术支撑。
南海莺歌海盆地中深层高温高压水平井钻井关键技术
吴江, 李炎军, 张万栋, 杨玉豪
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2019112
[摘要](534) [HTML全文](179) [PDF 1011KB](37)
摘要:
针对南海莺歌海盆地中深层高温高压气藏水平井钻井中高密度钻井液流变性难以调控、大斜度井段套管磨损严重、摩阻扭矩大、钻具负荷大及大斜度井固井质量难以保证等问题,从保障钻井安全和提高钻井时效出发,进行了井身结构设计和抗高温高密度油基钻井液技术、钻井液微米级重晶石加重技术、高密度油基钻井液滤饼冲洗技术、高温高压含CO2气井套管材质优选、高温高压水平井段安全钻进等方面的技术研究,形成了南海莺歌海盆地中深层高温高压水平井钻井关键技术。现场应用表明,该技术可以有效保障安全高效钻井和提高固井质量,应用井投产后清喷产能比预期高30%。水平井钻井关键技术为南海莺歌海盆地中深层高温高压水平井钻井提供了技术保障,也可在同类条件同类型井钻井中推广应用。
顺北油气田超深井井身结构优化设计
李双贵, 于洋, 樊艳芳, 曾德智
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020002
[摘要](394) [HTML全文](69) [PDF 1024KB](20)
摘要:
随着顺北油气田勘探开发的不断深入,原有井身结构开始显现出钻井风险大、效率低等问题,亟需优化井身结构。为此,利用已钻井的测井资料,利用Drillworks 软件计算了地层的孔隙压力、破裂压力和坍塌压力,结合已钻井的钻井资料和岩石力学试验结果对计算结果进行修正,得到了顺北油气田地层的三压力剖面,并根据地层三压力剖面确定了地质工程必封点。根据地质工程必封点,综合考虑钻井技术水平和钻井完井要求,设计了5种井身结构,通过预测5种井身结构的钻井周期、钻井成本,对比优缺点,选用了四开非常规井身结构。顺北油气田采用四开非常规井身结构后,机械钻速提高30%~40%,钻井周期缩短33~45 d,均顺利钻至目的层。这表明,顺北油气田采用优化后的井身结构,提高了钻井效率,降低了钻井风险。
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2020-01期封面
2020, 48(1).  
[摘要](141) [PDF 19126KB](9)
摘要:
syztjs-2001ml 目录
2020, 48(1): 1-2.  
[摘要](141) [HTML全文](60) [PDF 336KB](5)
摘要:
专家视点
智能钻井技术研究现状及发展趋势
李根生, 宋先知, 田守嶒
2020, 48(1): 1-8.   doi: 10.11911/syztjs.2020001
[摘要](610) [HTML全文](297) [PDF 922KB](63)
摘要:
随着油气勘探开发逐渐向非常规、低渗透、深层、深水等复杂油气领域发展,钻井工程在安全、经济和效率等方面面临一系列难题和挑战。基于大数据和人工智能等前沿技术的智能钻井技术,有望实现钻井过程的超前探测、智能导向、闭环控制和智能决策,从而大幅提高油气井产量和采收率,降低钻井成本,近年来已成为国内外研究热点。详细介绍了国内外智能钻井关键技术的发展现状,包括井眼轨道智能优化、钻速智能优化、智能导向钻井、井下闭环调控、智能监测与决策等技术,并分析了国内外智能钻机、智能钻杆、智能钻头、智能控压钻井系统和智能导向钻井系统等装备的主要进展,指出基于我国人工智能技术的高速发展,需要加强钻井工程与前沿理论、技术的跨界融合,强化协同创新,建立完善的智能钻井理论与技术体系,为实现我国复杂油气资源高效勘探开发和油气发展战略提供技术支撑。
钻井完井
长庆油田陇东地区页岩油超长水平段水平井钻井技术
柳伟荣, 倪华峰, 王学枫, 石仲元, 谭学斌, 王清臣
2020, 48(1): 9-14.   doi: 10.11911/syztjs.2020029
[摘要](207) [HTML全文](136) [PDF 732KB](24)
摘要:
长庆油田陇东地区页岩油超长水平段水平井钻井过程中存在井眼轨迹控制困难、机械钻速低、水平段堵漏难度大、井壁易失稳和完井套管下入困难等技术难题,为此,进行了井眼轨道设计及井眼轨迹控制技术优化,优选旋转导向钻具组合,应用高性能水基钻井液和套管漂浮下入技术,根据漏层特点和漏失速度采取不同的堵漏技术措施,形成了页岩油超长水平段水平井钻井技术。该技术在陇东地区华H50–7井进行了应用,顺利完成长度4 088.00 m的超长水平段钻进,创国内陆上油气井最长水平段纪录,表明该钻井技术可以满足陇东地区页岩油高效开发的需求,也为国内其他地区超长水平段水平井钻井提供了借鉴。
塔里木克深9气田复杂超深井钻井关键技术
王学龙, 何选蓬, 刘先锋, 程天辉, 李瑞亮, 富强
2020, 48(1): 15-20.   doi: 10.11911/syztjs.2020028
[摘要](344) [HTML全文](83) [PDF 670KB](26)
摘要:
塔里木克深9气田超深井具有井眼超深、高温和高压的典型特征,钻井过程中存在钻井周期长、盐膏层高压盐水与薄弱漏层同存、盐上高陡地层防斜打快难,吉迪克组地层和致密砂岩储层机械钻速低等问题。为解决这些问题,在盐上地层应用了垂直钻井工具,并优选了高效PDC钻头,在盐膏层采用了高密度油基钻井液、控压放水技术和盐膏层安全钻井技术,在致密砂岩储层应用了360旋转齿钻头、涡轮钻具+孕镶钻头提速技术,形成了克深9气田复杂超深井钻井关键技术。该技术在克深9气田2口井进行了现场应用,平均钻井周期缩短12.0%,故障处理时效降低4.1百分点,平均机械钻速提高13.0%。研究结果表明,塔里木克深9气田复杂超深井钻井关键技术能够满足该气田超深气藏高效勘探开发的需求,对国内外类似超深井高效钻井具有一定的借鉴。
北部湾盆地开发井高效安全钻井技术
刘贤玉, 管申, 韩成, 陈力, 曹峰
2020, 48(1): 21-25.   doi: 10.11911/syztjs.2019116
[摘要](400) [HTML全文](205) [PDF 690KB](28)
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2段地层井眼失稳问题突出,导致井下故障频发。为了提高北部湾开发井钻井效益,使用废弃井槽,在隔水导管内开窗侧钻建立井口,以高效利用槽口资源;表层井段使用海水聚合物钻井液,同时减小其井眼直径,达到增加表层井段钻深的目的;目的层井段使用强封堵全油基钻井液钻穿涠洲组2段地层;在优选钻井液的基础上,将三开井身结构优化为二开井身结构,提高了目的层井段钻井安全,同时提高了机械钻速、缩短了钻井周期,最终形成了北部湾盆地开发井高效安全钻井技术。该技术在北部湾盆地多个油田30余口井进行了现场应用,避免了槽口资源浪费,降低了表层井段钻井液成本和目的层井段发生井下故障的概率,全井段机械钻速提高超过20%,钻井周期缩短近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。
力化耦合作用下的层理性页岩气水平井井壁失稳研究
邓媛, 何世明, 邓祥华, 彭远春, 何世云, 汤明
2020, 48(1): 26-33.   doi: 10.11911/syztjs.2020010
[摘要](272) [HTML全文](131) [PDF 2354KB](18)
摘要:
针对现有页岩气水平井井壁稳定力化耦合分析大都仅考虑水化作用对岩石强度的影响,鲜有考虑水化应力应变影响的情况,以弹性力学和岩石力学等理论为基础,同时考虑水化作用对岩石力学参数的弱化效应和附加水化应力,建立了力化耦合作用下层理性页岩气水平井井壁坍塌压力预测模型,研究了层理性页岩气水平井井壁失稳机理,分析了影响井壁稳定的因素及影响规律。研究结果表明:存在层理面时,会使坍塌压力大幅升高;沿层理面方位钻进,井壁稳定性最好;当水化时间一定时,坍塌压力随距井壁径向距离增加而降低,水化时间越长,近井壁处易坍塌区域越大;考虑水化应力影响后坍塌压力会大幅升高,在设计钻井液密度时,不能忽略水化应力的影响。研究成果丰富了页岩气水平井井壁失稳理论,对层理性页岩气水平井钻井设计具有指导作用。
钻井液环保润滑剂SMLUB-E的研制及应用
钱晓琳, 宣扬, 林永学, 杨小华
2020, 48(1): 34-39.   doi: 10.11911/syztjs.2019113
[摘要](121) [HTML全文](55) [PDF 791KB](8)
摘要:
针对现有钻井液润滑剂耐温与环保性能难以兼顾的不足,以天然脂肪酸、有机多元醇等为原料,合成了钻井液环保润滑剂SMLUB-E。室内试验发现:膨润土浆中加入1.0% SMLUB-E时,摩阻系数可降至0.05,且形成的润滑膜强度高;聚磺钻井液中加入2.0% SMLUB-E,可使摩阻系数从0.31降至0.08,其润滑性能优于加入8.0%原油;SMLUB-E耐温160 ℃,对钻井液的流变性、滤失量无不利影响,无毒,环保性能好。SMLUB-E在塔河油田TP238CH井等深井进行了现场应用,加入SMLUB-E的钻井液中表现出良好的润滑降摩性能,大幅降低了井下摩阻,避免了托压、卡钻等复杂情况发生。研究结果表明,SMLUB-E具有良好的耐温性与环保性,能有效解决深井超深井钻井井下摩阻大的技术难题。
顺北鹰1井ϕ444.5 mm长裸眼固井技术
邹书强, 王建云, 张红卫, 伊尔齐木
2020, 48(1): 40-45.   doi: 10.11911/syztjs.2020008
[摘要](171) [HTML全文](91) [PDF 694KB](20)
摘要:
顺北鹰1井二开采用ϕ444.5 mm钻头钻至井深5 395.00 m中完,需下入ϕ339.7 mm技术套管固井。固井施工存在套管悬重大、裸眼段长、二叠系火成岩易漏失层发育和超深大尺寸分级注水泥器下入难度大等技术难题,造成下套管过程中易发生阻卡和注水泥时易发生返性漏失等井下故障。因此,针对顺北鹰1井的特殊工况,通过校核载荷配套下套管工具、优化通井措施、设计套管下放速度和调整钻井液性能,确保套管顺利下入;通过设计适用于超深井的大尺寸分级注水泥器和固井施工流体排量、采用非连续式分级注水泥工艺和复合低密度防漏水泥浆,防止注水泥过程发生漏失,保证固井质量。顺北鹰1井二开固井采取上述技术措施,ϕ339.7 mm套管顺利下至设计井深,注水泥过程中只出现轻微漏失,易漏失层位固井质量中等,实现了有效封固。顺北鹰1井ϕ444.5 mm长裸眼段顺利封固,为顺北油气田大尺寸长裸眼固井积累了成功经验,其固井技术措施可为国内深井超深井大尺寸长裸眼固井提供借鉴。
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
2020, 48(1): 46-53.   doi: 10.11911/syztjs.2019120
[摘要](481) [HTML全文](213) [PDF 967KB](10)
摘要:
为有效开发伊拉克H油田特低渗透油藏Sadi油藏,针对该油藏的特征和鱼骨井钻井条件,综合考虑地质、油藏及工程因素,进行了鱼骨井井眼布置方案优选方法研究,以获得既能满足开发要求又能在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,确定了鱼骨井主井眼及分支井眼的极限钻井深度;以累计产油量为目标,分析了鱼骨井主要参数(分支井眼数量、分支井眼长度、相邻分支井眼的间距、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;以鱼骨井不同井段井眼轨道的钻井难度,建立相应模型评价了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的最优井眼布置方案。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,并为其他相似油藏进行鱼骨井井眼布置方案设计提供了借鉴。
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
2020, 48(1): 54-60.   doi: 10.11911/syztjs.2019111
[摘要](595) [HTML全文](260) [PDF 1154KB](26)
摘要:
极地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、防喷器等关键钻井设备出现密封失效问题,影响正常生产并带来安全隐患。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,模拟分析了–45 ℃温度下处于工作状态的O形橡胶密封圈的密封性能,找出了设备在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。
油气开发
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
2020, 48(1): 61-65.   doi: 10.11911/syztjs.2019124
[摘要](387) [HTML全文](171) [PDF 950KB](23)
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”,而用氮气驱替“阁楼油”时,由于横向驱动作用弱,在井间富集了大量剩余油。为此,根据塔河油田碳酸盐岩缝洞型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,根据剩余油分布特征,构建了气水复合驱开发模式;根据井间连通通道的特征,设计了开发井网;利用历史水驱数据和累计注气量,设计了气水复合驱参数。塔河油田4区7个注采井组应用了气水复合驱技术,井组产油量平均增加80.0 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再将其驱出,从而提高了剩余油的动用程度。
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
2020, 48(1): 66-71.   doi: 10.11911/syztjs.2019127
[摘要](357) [HTML全文](171) [PDF 951KB](25)
摘要:
古城油田B125区块普通稠油油藏储层非均质性严重,原油平均黏度达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;黏弹性强,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降低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,日产油量增加45.0 t,含水率降低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。研究与应用表明,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。
复合电热化学聚能冲击波储层强化改造试验与评价
李昂, 杨万有, 丁乾申, 康少飞, 杨维, 吴飞鹏
2020, 48(1): 72-79.   doi: 10.11911/syztjs.2019129
[摘要](121) [HTML全文](53) [PDF 1253KB](5)
摘要:
为了完善复合电热化学聚能冲击波技术的工艺参数优化及效果评价,首先进行了大尺寸混凝土岩样的复合电热化学聚能冲击试验,评价了该技术的冲击破岩效果和控制因素;然后建立了可实现强动载重复冲击的数值模型,进行了大尺寸岩样模拟试验;最后利用数值模型系统评价了冲击次数、峰值压力、岩石弹性模量和地应力对措施效果的敏感性,分析了各工艺参数对岩石裂缝数量及作用距离的影响规律,并预测了措施后的增产效果。试验结果表明:复合电热化学聚能冲击波技术可将常规电脉冲的脉冲宽度扩展约1.5倍,冲击峰值压力提高约3.0倍;岩样冲击6次后,产生4条宏观裂缝,模拟井眼周围产生不同程度的破碎。该研究结果为利用复合电热化学聚能冲击波技术的工程应用提供了理论指导。
超低渗透油藏水平井储能压裂机理研究与现场试验
黄婷, 苏良银, 达引朋, 杨立安
2020, 48(1): 80-84.   doi: 10.11911/syztjs.2020024
[摘要](83) [HTML全文](41) [PDF 1009KB](12)
摘要:
针对超低渗透油藏部分水平井生产一段时间后,出现单井产能降低的问题,开展了超低渗透油藏水平井储能压裂机理研究与现场试验。根据岩石破坏机理,进行了室内储能压裂模拟试验,利用声发射信号检测储能压裂对试件内部的破坏情况,并采用有限元法计算近井地带地应力变化情况。试验及数值模拟结果表明:在高孔隙压力作用下,天然裂缝面错动痕迹明显,憋压过程中试件内部产生了大量微破裂;压裂后焖井过程中,一段时间内地应力场受到影响。研究表明,压裂前注入适量的驱油压裂液,压裂后焖井进行渗吸扩散,可以有效补充地层能量,同时结合优化后的体积压裂重复改造技术,能够进一步增大压裂改造体积和裂缝复杂程度。该技术对能量亏空、裂缝闭合导致的低产水平井提高产量具有较好的适应性,可为同类超低渗透油藏重复压裂提供技术参考。
低渗透储层多级转向压裂技术
周丹, 熊旭东, 何军榜, 董波, 贺勇
2020, 48(1): 85-89.   doi: 10.11911/syztjs.2019077
[摘要](334) [HTML全文](76) [PDF 805KB](11)
摘要:
低渗透储层采用常规压裂工艺改造后,存在压裂改造波及体积小、有效期短和改造效果差等问题。为了提高低渗透油气田增储上产水平,根据油藏地质特点和多级转向压裂起裂机理,研制了溶解度高、溶解速度快、残渣含量少和对储层渗透率伤害小的高性能水溶性暂堵剂,并形成了多级转向压裂技术。在地层压开裂缝后,实时向地层中加入该高性能水溶性暂堵剂形成瞬时暂堵,提高缝内净压力,通过暂堵转向产生微裂缝和分支缝,从而形成复杂的网络裂缝,实现体积改造的目的。多级转向压裂技术在新疆油田X区块应用后,产油量大幅提高,单井日增油量为常规压裂井的2.0倍;稳产时间长,有效期较常规压裂井延长50%。多级转向压裂技术解决了低渗透砾岩储层改造难题,为低渗透砾岩储层开发后期稳产提供了新的技术手段。
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
2020, 48(1): 90-97.   doi: 10.11911/syztjs.2019128
[摘要](840) [HTML全文](514) [PDF 4567KB](43)
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,导热系数、比热容随温度变化的实际情况,建立了描述储层性质动态变化的数学模型,并采用多物理场模拟软件COMSOL求解数学模型,采用对比法分析了不同因素对温度分布的影响规律。计算分析发现: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温度升高,但温度随深度增大急剧下降;考虑储层性质动态变化时计算出的温度分布,与假设储层性质恒定时的计算结果存在差异;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的现场应用提供了理论依据。
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
2020, 48(1): 98-103.   doi: 10.11911/syztjs.2019125
[摘要](471) [HTML全文](351) [PDF 883KB](19)
摘要:
苏北盆地复杂断块油藏CO2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。分析结果为: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驱油效果越好,最佳注采比为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,在研究制定提高苏北盆地复杂断块油藏CO2驱油效果的技术措施时,应充分考虑这些主要影响因素。
测井录井
随钻方位伽马能谱测井影响因素分析及校正研究
郑健, 高辉, 黄禄刚, 段军亚, 董夺
2020, 48(1): 104-113.   doi: 10.11911/syztjs.2019131
[摘要](470) [HTML全文](123) [PDF 2445KB](11)
摘要:
在不同井眼环境和地层条件下,随钻方位伽马能谱响应会有一定差异,从而影响后续的测井解释及地质导向结果,因此,有必要研究井眼和地层因素对随钻方位伽马能谱的影响规律,以消除其带来的不利影响。对比分析了现有随钻方位伽马能谱测井仪器结构,选择了其中一种结构作为研究对象,建立了相应的MCNP计算模型;采用蒙特卡罗方法模拟了随钻方位伽马能谱测井在不同井眼、地层条件下的响应,得到了钻井液密度、钻井液中KCl含量、地层骨架,以及倾斜放射性地层的倾角、方位角、厚度对随钻方位伽马能谱测井的影响规律,在此基础上,给出了非地层因素影响的校正方法。研究结果表明:计数率与钻井液中KCl含量和地层倾角及厚度正相关,与钻井液密度、地层骨架密度和地层倾斜界面方位角负相关;KCl能改变能谱形状,其他因素不改变能谱形状。研究表明,利用井眼影响因素校正后的计数率或能谱计算的泥质含量及K,U和Th的含量更接近真实值,可为测井解释及地质导向提供更可靠的指导。
随钻超深电磁波仪器探测深度及响应特征模拟
黄明泉, 杨震
2020, 48(1): 114-119.   doi: 10.11911/syztjs.2019132
[摘要](276) [HTML全文](46) [PDF 1354KB](15)
摘要:
研究不同天线组合的边界探测深度是研发随钻超深电磁波仪器的基础工作。采用数值模拟方法,研究了轴向天线、水平天线和倾斜天线3种接收天线的探测深度和响应特征,结果发现:随钻超深电磁波仪器的探测深度与线圈距、工作频率及地层电阻率对比度相关;不同电磁场分量对地层界面响应特征不同,超深探测轴向接收天线测电阻率比常规电磁波更容易受邻层影响;采用水平接收天线时,天线距越小,工作频率越大,定向电动势信号幅度越大;采用倾斜接收天线时,天线距越大,工作频率越大,相对定向信号幅度越大。对于随钻超深电磁波仪器,采用水平接收天线时天线距要小,采用倾斜接收天线时天线距要大;多个频率和天线距的组合可以增大随钻超深电磁波仪器的探测深度和对地层电阻率的适应性;通过降低工作频率、增大天线距,可使随钻超深电磁波仪器的探测深度达到20.00~30.00 m。研究认为,该探测深度能弥合地震和测井之间的差距,使随钻油藏描述成为可能。
近井眼洞穴型地层双侧向测井敏感因素分析
谢关宝, 李永杰, 吴海燕, 黎有炎
2020, 48(1): 120-126.   doi: 10.11911/syztjs.2019134
[摘要](381) [HTML全文](72) [PDF 1382KB](16)
摘要:
洞穴、裂缝及缝洞组合体是火成岩、碳酸盐岩储层的重要存储空间,具有各向异性明显、非均质性极强的特点,测井识别及定量评价难度大。为了给洞穴型地层测井识别与评价提供理论依据,基于有限元法,采用数值模拟方法分析了井径、钻井液电阻率、基岩电阻率、洞穴半径、洞穴填充物及洞穴与井壁的距离等因素对双侧向测井响应的影响。结果表明:在近井眼洞穴型地层中,由于洞穴的存在使双侧向电阻率明显减小,且随着洞穴半径增大,双侧向电阻率的减小幅度也增大;洞穴中心处的双侧向电阻率最小,随着洞穴半径增大,深、浅侧向电阻率都减小;双侧向电阻率随着洞穴与井壁的距离增大而增大,且浅侧向电阻率的增大程度明显高于深侧向电阻率。研究结果可为洞穴型地层双侧向测井资料的解释提供理论指导。
涪陵页岩气田钻井技术难点及对策
牛新明
[摘要](4428) [PDF 1006 KB](4001)
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。
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](5740) [PDF 1148 KB](4168)
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。
涪陵页岩气田钻井关键技术
艾军, 张金成, 臧艳彬, 许明标
[摘要](3787) [PDF 1084 KB](4011)
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](4250) [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](4004) [PDF 1064 KB](4459)
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](3554) [PDF 1031 KB](3967)
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](3403) [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](3534) [PDF 1084 KB](4062)
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](3380) [PDF 1143 KB](3723)
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。
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](3688) [PDF 1030 KB](3629)
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。
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](46983) [PDF 462KB](41696)
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](25554) [HTML全文](179) [PDF 1027KB](23668)
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。