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塔里木博孜区块超深井自动垂直钻井难点与技术对策
滕学清, 刘洪涛, 李宁, 王天博, 汝大军, 董仁
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020113
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 640KB](0)
摘要:
塔里木盆地博孜区块属于典型的山前高陡构造,地层倾角大、自然造斜能力强、防斜打直难,采用常规的防斜打直技术井斜控制难于保证;分析了自动垂直钻井技术在博孜区块超深井的应用难点,针对博孜区块上部砾岩地层的井下震动大、防斜打直难等情况,开展了减震优化、超深井信号传输、防斜打直工艺优化等方面的防斜打直技术研究。BZ1501井一开198~417及565~1 000 m井段应用了自动垂直钻井系统,两趟钻累计工作循环时间281 h,平均机速2.43 m/h,井斜角0.2°,与该井应用常规钟摆钻具及BZ18井应用自动垂直钻井系统相比工作寿命长,机械钻速快,井斜控制好。现场应用表明,超深井防斜打直钻井技术在塔里木博孜区块的钻井提速效果较好,可在该区块推广应用。
川西地区油基钻井液井壁强化技术
王星媛, 陆灯云, 袁志平
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020116
[摘要](1) [HTML全文](1) [PDF 1378KB](0)
摘要:
在川西地区钻进深部地层时,井眼垮塌和井漏问题频发,如采用油基钻井液则厚泥饼形成效果差、泥饼致密度低、井筒压力穿透能力强。针对该问题,根据钻井液成膜机理,采用核壳结构设计,以苯乙烯、丙烯酸酯类等为原料,合成了致密膜护壁剂CQ-NFF;根据风险地层的地质、工程特性分析结果和d90规则,选用超细碳酸钙、弹性石墨、高强度树脂和高分散纤维复合形成了内充填封堵剂。采用扫描电镜对钻井液成膜机理及形貌进行了分析,通过高温高压滤失、高温渗透失水、高温渗透失油试验对钻井液成膜效应进行了评价,通过高温高压砂床滤失试验对充填材料的承压封堵能力进行评价。试验结果显示,CQ-NFF可在油包水乳状液和油基钻井液中形成致密薄膜,并有效吸附在泥饼表面,薄膜承压封堵能力达到2.0 MPa;将内填充封堵剂加入油基钻井液后,内泥饼的承压能力可提高至3.5 MPa以上。以上述处理剂为核心的川西地区油基钻井液井壁强化技术,在双探6井和中江2井进行了现场应用,深层井漏、井眼垮塌、卡钻等井下故障时间大幅降低,表明效果显著。
储气库注采过程有效应力变化模拟试验
游利军, 邵佳新, 高新平, 康毅力, 王福荣
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020102
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 1363KB](0)
摘要:
储气库周期注采过程有效应力变化会引发储层发生应力敏感,为了解应力敏感对储气库储层渗透率的影响程度,给优化储气库注采制度提供依据,开展了碳酸盐岩岩样考虑与不考虑有效应力作用时间的应力敏感试验,测试了试验过程中岩样的渗透率,并运用扫描电镜等手段,观测了考虑有效应力作用时间试验前后岩样裂缝的壁面。试验结果表明:不考虑有效应力作用时间时,碳酸盐岩裂缝和基块岩样的应力敏感程度为弱—中等偏弱和无;考虑有效应力作用时间时,裂缝和基块岩样的应力敏感程度为中等偏强—强和弱;随着有效应力作用时间增长,岩石裂缝壁面微凸体的破碎与微裂纹的萌生和扩展会强化岩样的应力敏感性。研究结果表明,为弱化储气库的应力敏感程度,应合理控制储气库的注采压力。
废弃井地热能开发技术现状与发展建议
宋先知, 许富强, 宋国锋
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020120
[摘要](4) [HTML全文](1) [PDF 943KB](1)
摘要:
地热能是替代石油等化石燃料的可再生能源之一,然而其开发成本高昂,难以大规模开发利用。石油行业每年都会产生大量废弃井,利用废弃井进行地热开发不仅可以缓解能源问题,节省钻井成本,还可以有效控制废弃井所造成的污染。为此,结合废弃井地热开发的研究现状,对废弃井改造的可行性进行了分析,对改造目标井的选取、利用途径等进行了阐述,对废弃井的改造和取热方式进行了讨论。整体而言,国内外废弃井地热能开发还处于理论研究和试验性研究阶段,与大规模工业应用还存在较大差距。因此,对于废弃井地热能开发研究,建议从地热发展整体趋势出发,重点攻克多分支径向井关键技术、改善废弃井系统取热性能、建立智能决策与优化系统、加强地面配套设施研究。研究结果及发展建议,对获取废弃井地热资源具有一定的指导作用。
厄瓜多尔Parahuacu油田固井技术
李万东
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020109
[摘要](11) [HTML全文](3) [PDF 973KB](3)
摘要:
厄瓜多尔Parahuacu油田固井中,二界面易发生边底水窜,水泥浆滤液及固相易侵入储层孔喉,常规密度水泥浆易从储层漏失。针对这些问题,通过模拟冲洗试验,研制酸性冲洗液、暂堵型隔离液和界面胶结增强剂,配成了多效固井前置液;通过选用空心玻璃微珠,确定液固比设计窗口,控制失水、增强防水窜性能,研制出一种防水窜胶乳低密度水泥浆。室内试验结果表明,多效固井前置液能清除井壁95.0%的结构性泥饼,使储层渗透率恢复率超过90.0%,提高水泥界面胶结强度5倍以上;防水窜胶乳水泥浆密度1.74 kg/L,浆体性能稳定,API失水量不超过20 mL,静胶凝强度过渡时间短于10 min。由上述前置液、水泥浆和相关配套技术措施(如扶正器加放措施、注替方案设计)形成的Parahuacu油田固井技术,在现场5口井进行了应用,应用后套管居中度达到85.8%,水泥浆环空顶替效率超过95.0%,储层区域无水泥浆漏失和边底水窜现象,固井质量优良。研究结果表明,Parahuacu油田固井技术现场应用效果显著,能解决该油田油层固井中存在的问题。
准噶尔盆地玛东油田水平井高性能油基钻井液技术
张雄, 余进, 毛俊, 刘祖磊
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020106
[摘要](57) [HTML全文](11) [PDF 852KB](18)
摘要:
准噶尔盆地玛东油田水平井造斜段和水平段存在因泥岩水化、压力异常和砂砾层多而造成的起下钻阻卡、井眼失稳和机械钻速低等问题,针对这些问题,开展了高性能油基钻井液技术研究。根据玛东油田的储层特征和中长水平段的施工要求,配制了XZ高性能油基钻井液,并通过室内试验评价了其加重、抗高温、提切、封堵承压、抗污染和抗冻等性能。结果显示:该油基钻井液密度为1.35~2.01 kg/L时流变性能稳定、切力可调;热、冻稳定性好,低温可至–24 ℃,高温可达180 ℃;乳化稳定性好,破乳电压普遍在1 000 V以上;抗污染能力强,可抗20%钻屑、20%地层水和10%水泥的污染;封堵能力强,分别采用孔径为120和150 μm的砂盘进行承压封堵时,承压均可达15 MPa。该钻井液在玛东油田4口井进行了应用,使用后井眼稳定性好,造斜段井径扩大率仅3.55%,起下钻顺利,平均机械钻速较同层位水基钻井液提高79%,取得了显著的提速效果。研究表明,采用XZ高性能油基钻井液可以解决玛东油田砂砾岩储层开发中存在的技术问题,满足该油田长水平段安全快速钻井需求。
聚能筑巢堵漏用金属割缝管爆炸成形数值模拟及试验研究
张逸群, 于超, 程光明, 宋先知, 赵克贤
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020107
[摘要](48) [HTML全文](10) [PDF 1236KB](11)
摘要:
对于油气和地热钻井完井过程中发生的溶洞型漏失,目前仍然缺乏有效的解决办法。为此,提出了聚能筑巢堵漏技术,并开展了金属桥架管柱优选和爆炸成形性能试验研究。首先介绍了聚能筑巢堵漏技术及其原理;然后建立了金属割缝管爆炸成形数值模型,分析了不同材料、不同割缝形式金属割缝管爆炸后的形态;最后设计了地面试验装置,确定了试验方法,并根据模拟结果,分别在空气、淹没、淹没围压环境中进行了地面试验。数值模拟得出,交错垂直开槽的5系铝合金割缝管在爆炸后变形适宜且不会失效,可以用作筑巢桥架材料;设计的试验装置可以较为真实地模拟井下工况,为进一步研究不同结构筑巢工具的炸药用量提供了条件。研究结果表明,聚能筑巢堵漏技术有望较好地解决堵漏材料难以留存、不易形成人工井壁的技术问题,进而提高溶洞型漏失的堵漏成功率、降低钻井完井成本。
多尺度纤维韧性水泥浆体系研究与应用
邹双, 冯明慧, 张天意, 邹建龙, 曾建国, 赵宝辉
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020084
[摘要](53) [HTML全文](8) [PDF 902KB](20)
摘要:
针对油井水泥石脆性大,抗拉强度低,抗冲击、抗破裂性能差等问题,优选了3种不同尺度的无机纤维,并通过正交试验进行复配,形成了多尺度纤维增韧剂BCE-230S。考察了BCE-230S加量对水泥浆施工性能及水泥石力学性能的影响,确定了其最佳加量,形成了多尺度纤维韧性水泥浆体系。性能评价试验结果表明:与普通水泥石相比,多尺度纤维韧性水泥石的劈裂抗拉强度、抗压强度及抗冲击功显著提高,杨氏模量显著下降,且水泥浆性能良好。多尺度纤维韧性水泥浆体系在冀东油田低渗透油藏应用了10余井次,2个胶结面的胶结质量较邻井显著提高,后期压裂顺利,试油未见层间窜流。研究表明,多尺度纤维韧性水泥浆能够解决油井水泥石易脆裂的问题,可以保障井筒密封完整性及固井长期封固质量,具有广泛的应用前景。
塔里木油田防漏堵漏技术进展与发展建议
王涛, 刘锋报, 罗威, 晏智航, 陆海瑛, 郭斌
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020080
[摘要](55) [HTML全文](19) [PDF 580KB](25)
摘要:
针对塔里木油田复杂地质条件下的井漏问题,结合地层特征分析了发生在该油田的井漏类型,总结了该油田防漏堵漏技术发展历程及取得的技术成果。分析可知,塔里木油田漏失类型包括孔隙性漏失、裂缝性漏失和溶洞型漏失,但以裂缝性和缝洞型漏失为主。该油田的防漏堵漏技术发展经历了基础体系建立阶段和特色技术发展完善阶段,形成了油基钻井液防漏堵漏、高强度承压堵漏、高压盐水层防漏堵漏和缝洞型漏失堵漏等技术。通过分析梳理,明确了塔里木油田防漏堵漏技术现状和依然存在的漏失难题,确定了攻关方向,提出了加强地层预测、研发或引进新型堵漏技术、丰富工程技术手段和开发大数据堵漏软件等技术发展建议。
干热岩热储体积改造技术研究与试验
陈作, 张保平, 周健, 刘红磊, 周林波, 吴春方
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020098
[摘要](27) [HTML全文](7) [PDF 1071KB](14)
摘要:
干热岩的岩性、力学特性和开发利用方式与常规油气资源相比差异较大,不能直接采用页岩油气与致密砂岩油气压裂技术改造干热岩,需要研究适用于干热岩的改造技术。为此,利用井下花岗岩岩心和大尺寸露头岩样,采用高温测试和真三轴物理模拟系统,测试分析了高温岩石力学特性,模拟研究了裂缝起裂与扩展形态特征,分析了高温下花岗岩的脆塑性、岩石破坏特性以及天然裂缝对裂缝破裂压力、扩展路径和形态的影响特性,提出了“低排量热破裂+胶液扩缝+变排量循环注入”体积改造技术;并进行了现场试验,验证了室内研究结果。研究表明,花岗岩在高温下塑性强、脆性差、水平应力差大,岩石以张性和剪切混合破坏为主,天然裂缝和温差效应可显著降低破裂压力和提高裂缝复杂性,实现体积改造。研究结果对于干热岩热储高效开发具有较好的指导作用。
苏里格南区块小井眼井二开一趟钻钻井技术
沈兆超, 霍如军, 郁燕飞, 董易凡, 倪小伟, 雷宇
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020081
[摘要](59) [HTML全文](11) [PDF 692KB](23)
摘要:
为了进一步提高苏里格南区块小井眼井钻井速度、降低开发成本,开展了二开一趟钻技术攻关研究。进行了钻头改型,通过优化钻头布齿和流线设计,以增强钻头稳定性及抗研磨性;优化了螺杆设计,以延长螺杆使用寿命、提高输出功率;优化了钻进参数,实行激进化钻进,以提高钻头破岩效率;优选了钻具组合,调整了井眼轨迹,以保证一趟钻完成长稳斜段、降斜段钻进。SN00XX平台2口小井眼井开展了二开一趟钻试验,其中SN00XX-02井实现了二开螺杆一趟钻完钻,SN00XX-04井实现了二开螺杆、钻头均一趟钻完钻;另外2口井应用一趟钻钻井技术后钻井周期缩短7.6%。研究表明,苏里格南部小井眼井二开一趟钻钻井技术能够顺利实施,且钻井提速效果明显,可为后续苏里格南区块小井眼井钻井提速提效提供技术支持。
石墨烯改性海绵取心工具研制与试验
陈忠帅, 吴仲华, 司英晖
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020111
[摘要](65) [HTML全文](10) [PDF 879KB](7)
摘要:
为了直接测量、准确获取岩心含油饱和度,将常规海绵经石墨烯溶胶浸渍、老化、超临界干燥等工艺改性处理得到石墨烯海绵材料,海绵内部孔隙直径可调,常温下原油吸附量可达自身质量的80.5倍,并设计开发了石墨烯改性海绵取心工具。该取心工具采取预充海绵保护液和设置密封活塞方式对海绵材料进行防污染保护,通过室内实验确定了海绵衬筒直径小于岩心直径0.6~1.0 mm,采用长条薄片压紧方式保护海绵内衬,同时满足了吸油和岩心进筒要求;在与含油饱和度常规计算方法比较的基础上,确定了岩心含油饱和度的测量、计算方法。石墨烯改性海绵取心工具可在不影响取心收获率的前提下收集岩心逸出的原油,具有较好的推广应用前景。
冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术
李云峰, 潘俊英, 周岩, 朱宽亮, 王在明
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020090
[摘要](85) [HTML全文](10) [PDF 869KB](21)
摘要:
为解决冀东油田浅层ϕ139.7 mm套管开窗侧钻水平井存在的钻井泵压高、机械钻速低、油水层封隔效果差、油井投产后含水上升快等问题,选用了可以降低钻井泵压的ϕ79.4 mm非标钻杆,试用了能给钻头柔性加压的小尺寸水力加压提速工具,选用了ϕ95.3 mm非标套管、采用了膨胀悬挂尾管筛管顶部注水泥完井技术,并制定了提高侧钻小井眼固井质量的技术措施,形成了适用于冀东油田浅层小井眼侧钻水平井的钻井完井关键技术。该技术在冀东油田5口浅层高含水油藏侧钻水平井进行了应用,与未应用该技术的邻井相比,试验井泵压得到了有效控制,机械钻速提高了24.6%,钻井周期缩短了14.1%,同时解决了小井眼窄间隙井眼封隔差的问题,实现了对水平段水层的封隔和侧钻窗口处的密封,避免了对后期采油生产的影响。试验结果表明,冀东油田浅层小井眼侧钻水平井钻井完井关键技术能够提高小井眼侧钻水平井的机械钻速、缩短钻井周期和有效分隔油水层,提速提效效果显著,具有较好的推广应用价值。
涪陵页岩气田连续油管生产效果评价
刘尧文, 李牧
当前状态:  doi: 10.1911/syztjs.2020089
[摘要](48) [HTML全文](5) [PDF 1081KB](24)
摘要:
连续油管作为采气管柱在涪陵页岩气田的应用越来越广泛,其规格主要有ϕ50.8 mm×4.45 mm和ϕ38.1 mm×3.68 mm两种,不同页岩气井连续油管的生产效果存在差异。为分析存在差异的原因、提高连续油管在页岩气井的应用效果,基于现场应用情况,从页岩气井携液效果、井筒压耗、气井稳产能力等3方面,开展了连续油管生产效果评价,分析了连续油管直径、下入深度和下入时机对连续油管生产效果的影响。结果表明:相比于ϕ60.3 mm×4.83 mm普通油管,采用ϕ50.8 mm×4.45 mm连续油管生产,临界携液气量能够降低38%;水气比对连续油管生产效果影响较大,水气比越大,连续油管直径、下入深度对井筒压耗和气井稳产时间的影响越显著;对于水气比0~1.5 m3/104 m3的页岩气井,越早下入ϕ50.8 mm×4.45 mm连续油管,自喷稳产期越长,自喷生产阶段的累计产气量越高。研究表明,低水气比页岩气井下入连续油管可实现连续稳定生产。研究结果对于提高连续油管在涪陵页岩气田的应用效果具有指导作用。
井下大径垮塌物打捞划眼一体化处理技术
秦春, 陈小元, 程智勇
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020088
[摘要](45) [HTML全文](11) [PDF 1865KB](19)
摘要:
钻进深部裂隙发育泥岩地层和破碎地层时极易垮塌,且垮塌物尺寸大。如采用段塞清扫、牙轮钻头和反循环打捞篮划眼等常规方法处理井下大径垮塌物遇阻,划眼时间长,严重影响钻井成本和效益。因此,在分析常规方法处理大径垮塌物划眼难度大、时间长的原因的基础上,从划眼工具入手,采用了集破碎、划眼和打捞于一体的打捞工具,并根据井下情况采用不同的划眼、打捞参数及垮塌物取出工艺,形成了井下大径垮塌物打捞划眼一体化处理技术。12口因井下垮塌遇阻划眼的井应用了该技术,划眼打捞成功率达到了100%。这表明,井下大径垮塌物打捞划眼一体化处理技术,能实现井下硬脆性泥岩大径垮塌物划眼、打捞一体化作业,对快速处理井下硬脆性泥岩大径垮塌物导致的遇阻具有较好的效果,可缩短井下故障处理时间。
井下安全监控系统设计与实现
张智亮, 王威, 伊明, 刘强
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020094
[摘要](99) [HTML全文](16) [PDF 1111KB](20)
摘要:
针对目前国内井下故障频发,而预警效率低、安全监测技术较为滞后的问题,设计研制了一种具有自主知识产权的井下安全监控系统。该系统通过直接测量近钻头力学参数和工程参数,利用钻井液脉冲将所测参数实时传输至其钻井风险分析评估模块,该模块分析计算接收到的数据,判断钻井风险类型并评估风险等级。现场试验证明,井下安全系统功能完善、性能稳定,风险评估准确率大于95%,部分技术指标达到了国外同类监测系统的水平。研究表明,井下安全监测系统可以降低深部复杂地层钻井风险和钻井成本,解决了深部复杂地层井下故障预警效率低等问题,可产生较大的经济效益。
缝洞型碳酸盐岩储层压裂效果评价方法试验研究
李新勇, 耿宇迪, 刘志远, 汪文智, 周舟
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020074
[摘要](34) [HTML全文](10) [PDF 951KB](5)
摘要:
缝洞型碳酸盐岩储层压裂裂缝沟通效果评价体系缺失,无法量化分析压裂改造效果,需要针对缝洞型碳酸盐岩富含天然溶洞和裂缝的特征建立压裂改造效果评价方法。利用人造缝洞型碳酸盐岩岩心进行了水力压裂物理模拟试验,基于试验结果建立了符合缝洞型碳酸盐岩压裂特征的评价标准,提出了“缝洞沟通系数”的概念,然后利用该系数定量分析了地应力差对缝洞型碳酸盐岩压裂效果的影响。试验发现:用以评价压裂效果的SRV系数无法准确评价缝洞型碳酸盐岩压裂效果,而缝洞沟通系数可以针对此类缝、洞发育的岩石情况作出准确的压裂效果评价;利用缝洞沟通系数评价了水平地应力差对缝洞碳酸盐岩压裂效果的影响,发现随着地应力差增大缝洞沟通系数先降低后升高。研究结果表明,缝洞型碳酸盐岩储层中各因素对压裂改造效果的影响规律与常规储层不同,利用缝洞沟通系数分析压裂裂缝扩展沟通情况针对性更强、评价缝洞碳酸盐岩储层压裂改造效果更有效。
苏里格南区块小井眼钻井关键技术
杨静, 涂福洪, 霍如军, 陶瑞东, 尚子博, 郭亮
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020082
[摘要](119) [HTML全文](20) [PDF 690KB](30)
摘要:
针对苏里格南区块小井眼钻井存在的钻头选型困难、井眼轨迹控制难度大、电测遇阻频繁、井漏严重和钻井速度慢等技术难点,开展了PDC钻头优化、螺杆钻具改进、钻具组合优选、井眼轨迹控制、钻井液体系优选和防漏堵漏等关键技术研究,形成了苏里格南区块小井眼钻井关键技术,并在80余口井进行现场应用。应用结果表明:改进后的PDC钻头性能稳定,机械钻速高,6口井钻井周期在10 d以内;优选的钻具组合和螺杆钻具能实现二开"两趟钻"的提速要求;采取调控钻井液密度、降低压耗和预加随钻堵漏材料等措施钻穿易漏层,防漏堵漏效果显著;优化钻井液性能,提高了电测一次成功率。苏里格南区块小井眼钻井关键技术为该区块小井眼安全高效钻井提供了技术支撑。
顺北油气田一区超深井三开长封固段固井技术
杨红歧, 孙连环, 敖竹青, 桑来玉, 杨广国, 高元
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020110
[摘要](55) [HTML全文](8) [PDF 858KB](14)
摘要:
针对顺北油气田一区三开钻遇的志留系地层承压能力低、井漏严重,固井一次性封固段长、漏失率高的问题,研究了长封固段防漏固井技术。从地质因素和工程因素2方面进行了原因分析,明确了技术需求。优选高抗挤空心玻璃微珠作为减轻剂,利用颗粒级配原理研制了低密度水泥浆。采用在隔离液中加入不同尺寸纤维的方式,提高地层承压能力。并且,基于对极易漏层的准确判断,开发了适合超深井长封固段尾管固井的“正注反挤”防漏固井工艺。室内试验结果显示:在100 MPa液柱压力下低密度水泥浆的密度增幅小于0.03 kg/L,水泥石抗压强度高于15 MPa,具有良好的承压能力和较高的抗压强度;堵漏型隔离液可将地层承压能力提高1.5 MPa。由“正注反挤”固井工艺与低密度水泥浆、堵漏型隔离液结合形成的顺北油气田一区超深井三开长封固段固井技术,在该区10多口井ϕ177.8 mm尾管固井中进行了应用,应用井环空全部被水泥浆封固,没有漏封井段,较好地解决了固井漏失问题。研究与应用结果表明,顺北油气田一区超深井三开长封固段固井技术效果显著,可解决该区存在的固井难题。
考虑壁面滑移效应的高密度油基钻井液流变性研究
李文哲, 钟成旭, 蒋雪梅, 李郑涛, 曹世平, 吴双
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020085
[摘要](67) [HTML全文](12) [PDF 969KB](20)
摘要:
壁面滑移效应会严重影响高密度油基钻井液流变性测量的准确性,需要对其进行检测和校正。基于Tikhonov正则化方法,建立了高密度油基钻井液流变性测量过程中的壁面滑移效应校正方法;利用六速旋转黏度计,进行了考虑滑移效应的深层页岩气井现场高密度油基钻井液流变性测量试验,分析了高密度油基钻井液壁面滑移特性,优选流变模型并计算了流变参数。计算结果表明,与校正前的流变参数相比,滑移校正后的深层页岩气井现场高密度油基钻井液的动切力更小,而流性指数更大且接近于1.00,其真实流变性可用宾汉模型表达;壁面剪切应力大于临界剪切应力时,滑移速度随壁面剪切应力增大而呈指数增大。研究表明,测量高密度油基钻井液流变性时会发生滑移效应,滑移校正前后的流变模式与流变参数存在明显差异,因此应消除滑移效应的影响。
高温深层碳酸盐岩裸眼酸压完井封隔器研制与现场试验
刘阳
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020044
[摘要](210) [HTML全文](108) [PDF 964KB](32)
摘要:
针对塔北深层奥陶系油藏裸眼完井过程中封隔器胶筒易老化、骨架易破损的问题,进行了故障原因分析,设计了柔性锚瓦结构,以保护钢骨架,防止大扩张比、高承压状态下钢骨架变形过大造成的胶筒破坏;在保持氟橡胶(FKM)优异耐老化性能的基础上进行了改性,提高其塑性和热稳定性,使其更容易在模具中注胶和成型;坐封机构进液通道设计了可投球激活的保护滑套,可以避免钻井液沉淀堵塞。改进后的裸眼封隔器耐温达180 ℃,封隔能力强,适用于不规则裸眼地层的长期密封。塔北哈拉哈塘作业区4口井应用了改进后的裸眼完井封隔器,封隔器下入顺利,坐封显示明显,大规模酸压施工及求产过程中套压无异常。研究结果表明,改进后的封隔器满足完井–酸压–求产一体化工艺需求,解决了塔里木盆地深层油气开发存在的问题,具有较好的推广应用价值。
干热岩钻井钻具磨损及防磨技术方案研究
王恒, 王磊, 张东清, 张进双
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020099
[摘要](50) [HTML全文](9) [PDF 1340KB](18)
摘要:
针对干热岩钻井过程中出现的钻具磨损问题,为了明确钻具磨损机理,并采取合适的防磨技术方案来降低钻具磨损,首先分析了井筒内钻柱的运动状态,描述了钻柱与井壁的接触关系,并采用有限单元法,建立了钻柱动力学有限元理论分析模型;然后以某干热岩典型实钻井为例,通过求解钻柱动力学模型,分析了钻具与井壁的接触状态;最后以降低钻具与井壁间的接触作用力为目标,探讨了钻具组合以及钻进参数对钻具动态特性的影响规律,并进行了钻具组合优选和钻进参数优化,给出了推荐的钻具组合、钻进参数防磨技术方案。干热岩钻井现场进行了防磨技术方案试验应用,试验进尺116.00 m,稳定器磨损3.0 mm,取得了较好的钻具防磨效果,为解决干热岩钻井钻具磨损问题提供了新的技术手段。
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2020-05期封面
2020, 48(5): 0-0.  
[摘要](34) [PDF 16186KB](15)
摘要:
2020-05期目录
2020, 48(5): 1-2.  
[摘要](38) [PDF 327KB](9)
摘要:
专家视点
少水压裂技术及展望
蒋廷学, 左罗, 黄静
2020, 48(5): 1-8.   doi: 10.11911/syztjs.2020119
[摘要](64) [HTML全文](6) [PDF 1028KB](27)
摘要:
针对常规水力压裂用水量大、无水压裂难以达到高砂液比和泡沫压裂难以形成复杂裂缝等问题,提出了少水压裂技术的概念,即充分利用水力压裂、无水压裂和泡沫压裂的技术优势,在满足压裂造缝体积要求的基础上,最大限度地减少用水量。重点介绍了超临界二氧化碳与低黏度滑溜水复合破岩技术、基于多因素的多簇裂缝均衡延伸控制技术、造缝及携砂全程加砂技术和压裂后返排及生产全生命周期管理等少水压裂关键技术,给出了大幅度提高压裂液的造缝效率、最大限度提高多尺度水力裂缝的砂液比和应用微泡沫压裂液等少水压裂关键工艺。少水压裂技术的提出,对国内压裂思路转变和开发效果提升具有较强的理论价值和现实指导意义。
钻井完井
长宁页岩气超长水平段水平井钻井完井关键技术
王建龙, 冯冠雄, 刘学松, 郭瑞, 高学生, 霍阳
2020, 48(5): 9-14.   doi: 10.11911/syztjs.2020086
[摘要](145) [HTML全文](23) [PDF 1418KB](82)
摘要:
为了解决长宁区块页岩气超长水平段水平井机械钻速低、钻井周期长和井下安全风险高等技术难点,通过理论分析和软件模拟计算,优化了井眼轨道,优选了钻井设备和套管下入方式,并制定了减振提速、防漏堵漏等降低和消减井下安全风险的技术措施,形成了长宁页岩气超长水平段水平井安全高效钻井完井关键技术。该技术在长宁区块3口超长水平段水平井进行了试验,3口井钻井和完井过程中均未发生井下故障,与未应用该技术的邻井相比,机械钻速提高了2.5%,钻井周期缩短了16.9%。这表明,该技术可以解决长宁区块页岩气超长水平段水平井钻井完井存在的技术难点,满足长宁区块安全高效钻井完井需求,可以在该区块进行推广。
南川地区页岩气水平井优快钻井技术进展及发展建议
彭兴, 周玉仓, 龙志平, 张树坤
2020, 48(5): 15-20.   doi: 10.11911/syztjs.2020057
[摘要](115) [HTML全文](21) [PDF 748KB](43)
摘要:
南川地区是中国石化继涪陵页岩气一期产建区后的又一个页岩气产建区,为进一步促进该地区页岩气水平井钻井提速提效,在借鉴涪陵页岩气一期建设成熟经验的基础上,分析了该地区页岩气水平井钻井存在的技术难点,进行了井身结构优化、个性化高效钻头优选、井眼轨道设计优化、固井完井方式优化和组合钻机“井工厂”钻井模式等方面的技术研究,形成了适合于南川地区的页岩气水平井优快钻井技术。该钻井技术在南川平桥南区块应用了30余口井,平均钻井周期由应用初期的93.00 d缩短至79.67 d,平均优质储层钻遇率达98%以上,其中一趟钻进尺大于1 000 m的井超过60%,提速提质效果良好。在此基础上,分析了焦页10井区和东胜区块的水平井钻井技术难点,提出了技术攻关建议,以期为南川地区后续产能建设中高效钻井提供技术支撑。
涪陵页岩气田加密井钻井关键技术
刘衍前
2020, 48(5): 21-26.   doi: 10.11911/syztjs.2020039
[摘要](101) [HTML全文](15) [PDF 697KB](40)
摘要:
涪陵页岩气田加密井多处于页岩气压裂区且井网部署密集,导致钻井溢漏等井下故障多发、钻井液安全密度窗口确定难、压裂液侵入造成井壁坍塌及卡钻、防压裂干扰井眼轨道设计难度大等问题。针对上述钻井技术难点,从压裂区地层孔隙压力计算模型建立、合理钻井液密度窗口设计、防压裂干扰井眼轨道设计、加密井防漏堵漏和溢漏同存防控等方面进行了技术攻关,形成了适用于涪陵焦石坝主体区块的加密井钻井关键技术。该关键技术在涪陵页岩气田应用31口井,平均水平段长1 933.25 m,平均钻井周期52.38 d,平均机械钻速10.31 m/h,较前期加密评价井机械钻速提高了15.3%,钻井周期缩短了10.7%。涪陵页岩气田加密井钻井关键技术为涪陵页岩气田二期产能建设提供了技术支撑,也为其他页岩气田开发提供了技术参考和借鉴。
苏里格气田致密气藏水平井优快钻井技术
史配铭, 薛让平, 王学枫, 王万庆, 石崇东, 杨勇
2020, 48(5): 27-33.   doi: 10.11911/syztjs.2020083
[摘要](150) [HTML全文](24) [PDF 617KB](36)
摘要:
苏里格气田致密气藏水平井钻井时存在机械钻速低、地层井漏坍塌漏并存、钻井周期长等问题。为此,在分析钻遇地层情况和钻井技术难点的基础上,开展了 “工厂化”水平井钻井模式优化、“高效PDC钻头+大功率螺杆”激进参数钻井技术、不同偏移距井眼轨迹控制模式优化和强抑制低密度CQSP-4防塌钻井液分段优化等研究,形成了苏里格气田致密气藏水平井优快钻井技术。2019年苏里格气田应用致密气藏水平井优快钻井技术完钻56口井,平均机械钻速12.76 m/h,钻井周期39.12 d,建井周期52.20 d,较2018年平均机械钻速提高了23.16%,钻井周期缩短了23.71%,建井周期缩短了16.02%。研究与应用表明,苏里格气田致密气藏水平井钻井关键技术提速效果显著,为苏里格气田致密气藏高效开发提供了技术支撑。
沙特HWY区块HWY-116井提速技术
尹慧博, 索忠伟, 李博东, 涂玉林
2020, 48(5): 34-38.   doi: 10.11911/syztjs.2020048
[摘要](83) [HTML全文](16) [PDF 701KB](32)
摘要:
为提高沙特HWY区块三开直井段钻进坚硬、强研磨性地层时的机械钻速,在HWY-116井三开井段进行了液动射流冲击器旋冲钻井技术试验。根据液动射流冲击器性能参数与岩石抗钻特性参数的关系,与HWY-116井钻井设计结合,优化了钻具组合,选择了与液动射流冲击器配合的PDC钻头,优化了旋冲钻井参数,形成了适用于HWY-116井的ϕ228.6 mm液动射流冲击器旋冲钻井提速技术。应用该提速技术后,HWY-116井三开井段机械钻速为9.40 m/h,与邻井相同井段相比提高了45.5 %。这表明,应用液动射流冲击器旋冲钻井技术可以提高沙特HWY区块坚硬、强研磨性地层的机械钻速。
不同加载方式下页岩强度与变形的尺度效应规律试验研究
李帅, 陈军斌, 赵庆磊
2020, 48(5): 39-48.   doi: 10.11911/syztjs.2020075
[摘要](36) [HTML全文](8) [PDF 2886KB](5)
摘要:
为了认识加载方式对页岩强度与变形尺度效应的影响,将鄂尔多斯盆地长7段页岩露头切割成不同尺度岩样,进行了三轴压缩、单轴压缩和巴西劈裂试验,分析了不同加载方式下页岩强度与变形的尺度效应规律。三轴压缩试验中,页岩强度与变形的尺度效应在岩样高径比大于2和小于2时存在明显差异,岩样高径比为0.4~0.8时,端部摩擦效应和非均质性对页岩强度与变形的尺度效应起主导作用;页岩强度与变形参数的尺度效应,单轴压缩时最显著,巴西劈裂次之,三轴压缩最不明显;进行三轴和单轴加载时,页岩应力应变曲线的分段变形特征不存在尺度效应现象,但在巴西劈裂试验时,页岩应力应变曲线的分段变形特征多样,其与尺度的关系比较复杂;3种加载方式下,页岩的破坏模式均不存在尺度效应;非均质性、各向异性和端部摩擦效应是页岩在不同加载方式下强度与变形尺度效应程度不同的根本原因。上述研究结果可为室内选择合理的岩样加载方式、测试尺度和确定页岩力学参数等提供参考。
满深1井奥陶系桑塔木组高性能防塌水基钻井液技术
于得水, 徐泓, 吴修振, 陈迎伟, 徐金永
2020, 48(5): 49-54.   doi: 10.11911/syztjs.2020070
[摘要](86) [HTML全文](17) [PDF 596KB](22)
摘要:
满深1断裂带奥陶系桑塔木组为泥岩、泥灰岩地层,裂缝发育,井壁坍塌风险极高,给安全钻井带来了极大挑战。满深1井钻进至井深7 392.54 m(桑塔木组)时钻遇走滑断裂带,发生坍塌卡钻,处理难度大,最终选择回填侧钻。为此,分析了桑塔木组地层特点,研究应用了高性能防塌水基钻井液技术:选择合理的钻井液密度,强化对井壁的力学支撑,并采用复合降滤失措施降低水敏性泥岩地层的水化;在引入多氨基井壁抑制剂的同时,提高K+质量浓度,实现多元抑制防塌;提高钻井液的抗温能力、润滑性能及封堵性能,以满足桑塔木组对抑制、封堵防塌及抗高温稳定性的要求。现场应用表明,该井侧钻过程中钻井液性能稳定,K+质量浓度保持在35 000 mg/L左右,150 ℃温度下的高压滤失量由11.3 mL降至8.0 mL,桑塔木组钻进过程中未发生井眼失稳情况,顺利钻至三开中完井深,套管一次下到设计位置。这表明,高性能防塌水基钻井液防塌效果显著,达到了预期目标。
水平井高密度钻井液润滑减阻技术研究及现场试验
甄剑武
2020, 48(5): 55-60.   doi: 10.11911/syztjs.2020076
[摘要](62) [HTML全文](7) [PDF 1167KB](17)
摘要:
高密度水基钻井液在水平井钻井中普遍存在润滑性较差、摩阻较大等问题,为此研究了润滑减阻技术。分析了高密度水基钻井液润滑减阻性能的影响因素,研制了以长链脂肪酸植物油为原料的润滑剂RHJ-1。性能评价结果表明:RHJ-1能使5.0%膨润土浆的极压润滑系数降至0.040;密度2.10 kg/L的钻井液加入RHJ-1后,其润滑系数最低可降至0.105,抗温能力达到150 ℃;钻屑加量为10.0%和15.0%、RHJ-1加量增大至4.0%时,钻井液的润滑系数最大降低率达55.58%。为了保证水平井钻井时高密度钻井液的润滑减阻作用,还采取了控制固相含量、利用加重剂 “轴承”效应等多种技术措施,形成了水平井高密度钻井液润滑减阻技术。该技术在西南某深层页岩气区块WY23-4HF井进行了现场试验,完钻时起钻摩阻仅300 kN,完全满足水平段钻井的润滑减阻要求。研究结果表明,水平井高密度钻井液润滑减阻技术可行,效果良好,值得推广应用。
深水水合物试采过程中地层沉降及井口稳定性研究
李莅临, 杨进, 路保平, 柯珂, 王磊, 陈柯锦
2020, 48(5): 61-68.   doi: 10.11911/syztjs.2020095
[摘要](74) [HTML全文](12) [PDF 1374KB](35)
摘要:
在深水非成岩地层天然气水合物试采过程中,随着试采时间增长,大面积弱固结地层中的水合物分解后,可能造成海底地层沉降,损坏井口和海底管汇,导致试采工程失败。为此,建立了非成岩地层水合物试采过程中的海底地层沉降和井口稳定性分析模型,分析认为水合物分解后产生的负摩阻力和下拉载荷是导致井口失稳的主要因素,并采用有限元强度折减法模拟研究了水合物分解对地层沉降和井口稳定性的影响,结果发现,水合物分解后管柱周围的负摩阻力主要分布于表层导管底部向上约1/3的区域,且水合物分解半径越大、水合物饱和度越高,负摩阻力越大。自主研发了天然气水合物开采井口模拟试验装置,进行了水合物分解对井口稳定性影响的室内模拟试验,负摩阻力的模拟试验结果与数值模拟结果相比,相对误差在10%以内,验证了计算模型和数值模拟结果的可靠性。研究成果可为深水非成岩地层水合物试采时间控制和井口安全评估提供理论参考。
轴扭复合冲击工具的研制与应用
刘书斌, 倪红坚, 张恒
2020, 48(5): 69-76.   doi: 10.11911/syztjs.2020072
[摘要](140) [HTML全文](18) [PDF 1542KB](57)
摘要:
为提高PDC钻头破岩效率并减小钻具的粘滑振动,研制了一种轴扭复合冲击工具。该工具以自激振荡脉冲射流为能量来源,通过螺旋面结构将轴向冲击力转换为轴扭复合冲击力进行破岩,具有结构简单和轴向、扭向冲击力同步作用的特点。现场应用结果表明:与常规钻具相比,轴扭复合冲击工具的机械钻速提高了95.2%~193.8%,单只钻头进尺增加了46.4%~229.2%;与螺杆钻具相比,轴扭复合冲击工具的机械钻速提高了71.0%;与轴向冲击工具相比,轴扭复合冲击工具的机械钻速提高了66.3%,单只钻头进尺增加了194.0%;与扭向冲击工具相比,轴扭复合冲击工具的机械钻速提高了30.2%~46.8%,单只钻头进尺增加了17.2%~191.8%。研究表明,轴扭复合冲击工具可以提高破岩效率,减小硬地层的粘滑振动,破岩提速效果显著,具有推广应用价值。
油气开发
川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术
曾波, 王星皓, 黄浩勇, 张柟乔, 岳文翰, 邓琪
2020, 48(5): 77-84.   doi: 10.11911/syztjs.2020073
[摘要](99) [HTML全文](14) [PDF 1088KB](46)
摘要:
针对川南深层页岩气水平井压裂技术不成熟、关键参数不合理和压裂后单井产量低的问题,在综合分析已压裂井压裂效果的基础上,结合川南深层页岩储层地质工程特点,以提高缝网复杂程度、增大裂缝改造体积、维持裂缝长期导流能力为核心,采用室内试验与数值模拟相结合的方式,优化了压裂工艺和关键参数,形成了以“密切割分段+短簇距布缝、大孔径等孔径射孔、大排量低黏滑溜水加砂、高强度小粒径组合支撑剂、大规模高强度改造”为主的深层页岩气水平井体积压裂关键技术。Z3井应用该技术后,获得了21.3×104 m3/d的产气量,较同区块未用该技术的井提高1倍以上;川南地区多口深层页岩气水平井应用该技术后获得高产,说明该技术有较好的适应性,可推广应用。川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术为3 500~4 500 m页岩气资源的有效动用奠定了基础。
不同注气介质驱替致密油藏微观孔隙动用特征研究
李二党, 韩作为, 高祥瑞, 马明宇, 邱钧超
2020, 48(5): 85-91.   doi: 10.11911/syztjs.2020078
[摘要](73) [HTML全文](11) [PDF 975KB](10)
摘要:
为了明确不同注气介质对致密油藏的微观驱油机理,基于核磁共振T2谱测试原理,开展了注N2/CO2岩心驱替试验,从微观孔隙尺度研究了注N2非混相驱和注CO2混相驱的微观驱油机理,评价了驱替过程中不同孔径孔隙原油的动用程度。试验结果显示,N2非混相驱和CO2混相驱的最终采出程度相差很小;N2驱替过程可划分为未突破期、突破初期和突破中后期3个阶段,小孔隙中的原油动用程度高于大孔隙;CO2混相驱时大孔隙中原油的动用程度大幅增加,小孔隙中的原油动用程度相对较低。岩心微观孔隙结构分布是造成N2/CO2驱替过程中大、小孔隙中原油动用程度存在差异的主要原因。研究结果表明,与CO2驱相比,致密油藏N2驱的开发效果更好,这为安塞油田采用注N2驱开发长6储层提供了理论依据。
非均相聚合物驱油藏防砂井近井挡砂介质堵塞机理实验研究
王力智, 董长银, 何海峰, 曹庆平, 宋雅君
2020, 48(5): 92-99.   doi: 10.11911/syztjs.2020118
[摘要](39) [HTML全文](9) [PDF 1527KB](8)
摘要:
针对非均相复合驱油田开发出现的聚合物堵塞问题,利用非均相复合驱介质堵塞模拟实验装置,使用粒径中值0.15 mm地层砂和粒径0.6~1.2 mm砾石,分别采用清水、增黏基液、聚合物与PPG复配液等3种流体以及防砂油井中的聚合物堵塞物样品,开展了聚合物堵塞物对近井挡砂介质的堵塞模拟实验。结果发现:砾石层内聚合物堵塞物明显趋向于沿高渗透带运移,受液体剪切携带会剥落小尺寸黏团,挤入深部砾石层孔喉中,阻碍了地层砂运移,从而加剧了砾石层的堵塞程度,导致总体渗透率下降,且堵塞程度与堵塞物含量呈正相关。研究结果表明,非均相复合驱砾石充填防砂井近井地带堵塞是聚合物原液、聚合物堵塞物及固相颗粒的物理化学复合堵塞的结果,需尽早采取解堵措施,防止堵塞程度进一步加剧。
温度对吉木萨尔致密油藏渗吸效率的影响研究
许锋, 姚约东, 吴承美, 许章, 张金风, 赵国翔
2020, 48(5): 100-104.   doi: 10.11911/syztjs.2020114
[摘要](51) [HTML全文](16) [PDF 761KB](14)
摘要:
为了明确密切割体积压裂后温度对致密油藏渗吸效率的影响,利用高温高压致密岩心渗吸实验装置,通过渗吸驱油实验,研究了吉木萨尔凹陷芦草沟组天然致密油藏岩心在不同温度、压力条件下的渗吸机理。实验结果显示:随着温度升高,渗吸效率提高,渗吸速度变快,渗吸所需时间缩短;实验温度高于吉木萨尔致密油藏温度时,温度升高对渗吸效率影响较小;实验温度低于油藏温度时,温度越低,对渗吸效率影响越大;不同温度下单位面积渗吸油量与单位面积饱和油量呈正相关关系。研究结果表明,温度的变化对吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油藏渗吸驱油作用具有较大影响,致密油藏体积压裂过程中应尽可能降低压裂液对地层造成的冷伤害。
河北博野某地热井结垢位置预测及影响因素分析
梁海军, 郭啸峰, 高涛, 卜宪标, 李华山, 王令宝
2020, 48(5): 105-110.   doi: 10.11911/syztjs.2020096
[摘要](76) [HTML全文](11) [PDF 1314KB](12)
摘要:
地热井开发过程中的碳酸钙结垢严重制约了地热能的可持续开发利用,为了给地热井阻垢技术的应用提供理论依据,对河北博野地热井X井结垢位置进行了数值模拟研究。基于地热井井身结构,利用WELLSIM软件,进行了结垢位置预测和结垢影响因素分析研究。研究结果表明:根据出口流体成分反推得到的井底流体温度为128.0 ℃;地热流体沿井筒上升过程中压力迅速降低,在井下56.10 m处发生闪蒸,其干度、CO2分压随之发生突变;地热井内流体闪蒸位置随CO2质量分数、NaCl质量分数和地热流体流量增大而下移,其中CO2质量分数对地热水闪蒸位置的影响最大。现场防垢时,潜水泵的下入深度或阻垢剂的加注深度均应在闪蒸点56.10 m以下。研究表明,控制井口压力和流量可以调节闪蒸位置,实现地热开采与防垢技术的协同优化。
测井录井
基于测录井资料的环西—彭阳地区延安组储层流体性质识别方法研究
张丛秀, 郝晋美, 刘治恒, 郭浩鹏
2020, 48(5): 111-119.   doi: 10.11911/syztjs.2020079
[摘要](72) [HTML全文](21) [PDF 2454KB](14)
摘要:
针对鄂尔多斯盆地环西—彭阳地区延安组储层流体性质识别困难的问题,从测井、录井常规解释难点入手,引入SPSS软件中的Fisher判别方法,利用大数据理念,对测录井资料进行了深度挖掘。从判识率与分离度2方面考虑,筛选出15项对储层流体性质敏感的参数,进行Fisher非标准化判别函数分类识别,流体识别准确率可达92.8%。选用2个贡献率较大的函数F1F2进行交会,建立了解释图版,图版返判率为89%。利用解释图版对环西—彭阳地区9口井10个储层进行了流体识别评价,符合率达80%,且未遗漏有价值的储层。应用结果表明,Fisher判别方法适用于类似油藏的储层流体性质识别,流体识别准确率高,具有推广价值。
井下震源发生器优化设计
冯进, 迟少林, 张慢来, 陈维, 黄新宇
2020, 48(5): 120-126.   doi: 10.11911/syztjs.2020117
[摘要](52) [HTML全文](10) [PDF 1641KB](6)
摘要:
针对随钻地震强度低、不利于井眼间防碰监测的问题,设计了一种蓄能式井下震源发生器。该发生器主要由活塞、弹簧、冲锤、铁砧和延时装置等组成,通过钻井液蓄能获得高效冲击功。为使其获得最佳输出性能,以冲锤为研究对象,建立了井下震源发生器冲锤流道模型,基于CFD动网格技术,利用CFD软件分析了弹簧刚度、冲锤质量、节流面积、出口直径和数量等设计参数及钻井液密度对井下震源发生器输出性能参数的影响规律,分析得知:节流面积、出口数量、出口直径和钻井液密度与井下震源发生器输出性能参数呈正相关关系;弹簧刚度越大,冲锤最大冲击功对应的位移越小;冲锤的质量越大则速度越小。基于单因素分析结果,以冲锤冲击功为优化目标,利用正交试验优选了设计参数组合方案。研究结果表明:各设计参数对井下震源发生器输出性能的影响不尽相同;出口直径和弹簧刚度对井下震源发生器输出性能的影响极为显著,节流面积、冲锤质量和出口数量对井下震源发生器输出性能的影响显著,而钻井液密度的影响不显著。根据研究结果筛选出了各设计参数水平的最优组合,研究结果还可以为井下震源发生器的设计提供依据。
涪陵页岩气田钻井技术难点及对策
牛新明
[摘要](5425) [PDF 1006 KB](4007)
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](6022) [PDF 1149 KB](4174)
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](4107) [PDF 1084 KB](4019)
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](4592) [PDF 1211 KB](4003)
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](4310) [PDF 1065 KB](4473)
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](3882) [PDF 1031 KB](3973)
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](3704) [PDF 1055 KB](3676)
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](3838) [PDF 1085 KB](4069)
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](3683) [PDF 1143 KB](3728)
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](3985) [PDF 1031 KB](3632)
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](47586) [PDF 462KB](41701)
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](26114) [HTML全文](224) [PDF 1028KB](23677)
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。