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吉木萨尔页岩油下甜点二类区水平井压裂技术
陈超峰, 王波, 王佳, 许译文, 秦莹民, 李雪彬
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021089
[摘要](37) [HTML全文](14) [PDF 2295KB](12)
摘要:
为了解决准噶尔盆地吉木萨尔页岩储层因流度低和页岩层理发育缝高受限导致的水平井提产困难问题,提高下甜点二类储层的有效动用程度,开展了密切割改造提升缝控程度、薄互层穿层压裂增加纵向动用程度技术攻关。研究了密切割改造技术,将平均簇间距减小至13.6 m,大幅提高了页岩储层缝控程度;提高了直井压裂施工的排量及冻胶用量,验证了下甜点二类储层具备穿层压裂的可行性,形成了以水平井12~14 m3/min大排量、冻胶和滑溜水多段塞泵注、中小粒径支撑剂组合和2.7 m3/m高加砂强度等为核心的穿层压裂关键技术,保证了层理转折裂缝有效支撑。现场试验表明,该技术能够提高水平井压裂动用体积,二类储层试验水平井年累计产油量达9 183 t,是前期水平井产油量的3倍以上。研究结果表明,水平井密切割穿层压裂技术可以解决二类储层多薄油层的动用难题,为页岩油二类区水平井压裂有效动用提供了新的技术途径。
长庆油田页岩油大井丛水平井钻井提速技术
倪华峰, 杨光, 张延兵
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021076
[摘要](14) [HTML全文](3) [PDF 1614KB](6)
摘要:
长庆油田页岩油大井丛水平井钻进过程中存在摩阻扭矩大、滑动钻进托压、机械钻速慢和储层地质导向识别程度低等问题,为此,进行了大井丛水平井多层系布局设计、长7储层岩性分析、三维井眼轨迹控制技术和提速工具配套试验等关键技术研究,在平台井网/井序优化部署、密集式井组轨道防碰设计与控制、水平井一趟钻完钻、储层随钻评价与精准控制和注水区安全钻井等方面取得了技术突破,形成了长庆油田页岩油大井丛水平井钻井提速技术。该技术在华H40、华H60等3个大井丛进行了现场试验,井丛水平井井数最大达31口,平均钻井周期18.9 d,缩短7.5%。研究与现场应用表明,大井丛水平井钻井提速技术实现了长庆油田页岩油的规模开发,助推了陇东国家级页岩油示范基地建设。
济阳坳陷泥灰质纹层页岩脆性各向异性数值模拟研究
贾庆升, 钟安海, 张子麟, 丁然
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021086
[摘要](24) [HTML全文](16) [PDF 2193KB](17)
摘要:
为了掌握济阳坳陷博兴洼陷北部沙四纯上亚段页岩脆性各向异性的规律,选用该区块樊页X井泥灰质纹层页岩岩心,以通过室内试验获得的岩心应力–应变曲线为基准标定岩石力学参数,采用三维数值模拟方法,计算分析了岩心的泊松比、弹性模量和强度参数;并采用4种典型的脆性指数计算方法,计量了所有岩心的脆性指数。研究发现:随着围压增大,各力学参数的各向异性度都呈下降趋势,且弹性参数较强度参数的各向异性对围压变化更为敏感,因此建议采用弹性参数评价岩心力学特性的各向异性;基于能量守恒原理的脆性指数计算方法计算出的脆性指数较为客观;脆性指数随围压增加而显著下降,且随着层理倾角增大,脆性指数总体上呈先降低、后升高的变化趋势,也即在与内摩擦角角度接近的方向,脆性指数最低,0°和90°取心方向上的脆性指数较高。研究结果可为济阳坳陷页岩油储层可压性评价及选井选层提供理论依据。
东营凹陷页岩油储层层间干扰及裂缝扩展规律研究
孟勇, 贾庆升, 张潦源, 郑彬涛, 邓旭
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021094
[摘要](9) [HTML全文](7) [PDF 2831KB](7)
摘要:
东营凹陷页岩油储量丰富,但储层物性差,纵向含油层系多而薄,多为灰泥岩互层。为了准确描述东营凹陷页岩油储层层间应力干扰机理及水力压裂裂缝的扩展规律,利用非线性有限元法建立了基于渗流–应力–损伤耦合的多薄互层分层压裂模型,用其模拟分析了不同排量、压裂液黏度及不同上、下隔层厚度下的裂缝扩展形态、规律和诱导应力场大小,研究了裂缝扩展形态与诱导应力场大小的关系,并对压裂施工参数进行了优化。模拟结果表明:随着水力裂缝的扩展,应力干扰区域会越来越大,当排量为9~12 m3/min、黏度为20 mPa∙s时,裂缝尖端诱导应力大,易连通天然裂缝,压裂改造效果明显;在上部隔层厚度大于2.5 m、下部隔层厚度大于4.5 m时,极少出现串层现象。研究结果可为东营凹陷页岩油储层后续的水力压裂施工提供理论支撑。
页岩油藏裂缝网络多相渗流数值模拟研究
咸玉席, 陈超峰, 封猛, 郝有志
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021090
[摘要](25) [HTML全文](9) [PDF 2198KB](12)
摘要:
为了准确表征页岩油藏复杂裂缝中多相流体的流动,建立了嵌入裂缝多相流动模型和多裂缝交叉网络多相流动模型,采用数值模拟方法,研究了多相流体在多裂缝交叉网络中的流动规律。研究结果表明,裂缝网络多相渗流数值模拟方法解决了表征流体单一、裂缝尺度范围大、划分网格要求精度高、流体参数在裂缝界面处不连续等问题,能够判断水力压裂裂缝与天然裂缝沟通的规模及距离,数值模拟计算的地层压力可以表征页岩油藏裂缝网络附近区域内压力随生产时间的变化规律。裂缝网络多相渗流数值模拟,实现了数值模拟的高效计算,为评价页岩油藏储层提供了新的技术方法。
陆相页岩油录井重点发展领域与技术体系构建
王志战, 杜焕福, 李香美, 牛强
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021093
[摘要](25) [HTML全文](10) [PDF 1609KB](14)
摘要:
陆相页岩油在国内刚刚起步,录井作为地质工程一体化的纽带,其重点发展领域尚不明确,没有建立系统的采集与评价技术体系,在一定程度上制约了页岩油录井技术的发展与录井作用的充分发挥。为此,在系统分析国内外页岩油录井技术现状与页岩油地质工程一体化需求的基础上,从矿物组分定量分析与有利岩相随钻识别、储集性与含油性评价、可动性评价、可压性评价等4个方面深入分析了录井评价的内容、难点及存在的不足,提出应重点发展漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)、钻井液含油性核磁共振在线录井与岩样T1T2二维核磁共振录井、录井岩石力学3个领域。在此基础上,根据针对性、有效性、经济性的原则,分中低成熟度、中高成熟度2种类型,建立了基于储集性、含油性、可动性、可压性、可钻性评价的录井技术体系,以期促进页岩油录井技术的进步和指导生产实践。
页岩油水平井压裂渗吸驱油数值模拟研究
欧阳伟平, 张冕, 孙虎, 张云逸, 池晓明
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021083
[摘要](64) [HTML全文](41) [PDF 2032KB](21)
摘要:
为了提高压裂页岩油水平井产量预测精度、优化闷井时间及压裂液用量等参数,建立了一种考虑压裂液注入、闷井渗吸及开井生产的压裂页岩油水平井油水两相渗流数学模型,利用控制体积有限元法求其数值解,模拟了渗吸作用下基质–裂缝油水置换的过程,获得了油水压力场、速度场、产量及含水率的动态变化。分析了压裂渗吸驱油特征,优化了闷井时间和压裂液用量,并研究了基质渗透率和缝网复杂程度对渗吸驱油的影响。研究结果表明:毛管力越大,闷井时间越长,则含水率越低,渗吸增产作用越明显;压裂液用量增加能够提升渗吸驱油产量,但同时会引起含水率升高,可通过含水率和产量增幅确定压裂液合理的用量;闷井所需时间受毛管力、基质渗透率和缝网复杂程度影响,其中毛管力和基质渗透率决定了渗吸速度,而缝网复杂程度决定了渗吸面积。所建立的渗吸油水两相渗流模型可为页岩油水平井压裂优化设计提供依据。
新疆吉木萨尔页岩油水平井超长水平段钻井关键技术
陈海宇, 王新东, 林晶, 陈涛, 李辉, 范琳
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021036
[摘要](87) [HTML全文](26) [PDF 2087KB](43)
摘要:
为了解决新疆页岩油水平井超长水平段钻井中井眼失稳和摩阻过大的难题,满足3 000.00~3 500.00 m长水平段安全快速钻井需求,进行了井身结构优化、双二维井眼轨道设计、根据井眼清洁情况确定钻井参数等降摩减阻技术研究,并在室内优化配制了抑制性强、稳定性好、润滑性强的油基钻井液,研究形成了新疆吉木萨尔页岩油水平井超长水平段钻井关键技术。该技术在现场应用3口井,水平段机械钻速达到10.90 m/h,有效缩短了钻井工期,3口水平井的通井、电测和下套管作业均一次完成,钻井完井过程中未发生任何井下复杂情况,并创造了国内非常规油气藏最长水平段纪录。研究与应用结果表明,该技术可以满足新疆页岩油井区水平井超长水平段安全高效钻井和进一步提高水平段延伸能力的技术需求,值得推广应用。
中国石化页岩油工程技术现状与发展展望
张锦宏
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021072
[摘要](69) [HTML全文](23) [PDF 1521KB](38)
摘要:
针对陆相页岩油储层特点及勘探开发需求,中国石化围绕陆相页岩油优快钻井完井技术、测井录井评价技术和储层改造技术等进行攻关研究,并完成了17口探井,有力支撑了济阳坳陷、泌阳凹陷和四川盆地等区域的陆相页岩油勘探开发评价,实现了济阳坳陷页岩油勘探的重大突破。与国外页岩油工程技术相比,中国石化页岩油工程技术仍存在较大差距,为此,还需要进行页岩油井工厂多层系立体开发技术、超长水平段水平井钻井关键技术和页岩油地质–压裂一体化技术攻关,以形成完善的页岩油工程技术体系,满足提质提速提效提产的需求,实现陆相页岩油的效益开发。
国内外页岩油储层改造技术现状及发展建议
陈作, 刘红磊, 李英杰, 沈子齐, 许国庆
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021081
[摘要](39) [HTML全文](31) [PDF 1623KB](28)
摘要:
北美海相页岩油采用长水平段水平井密切割体积压裂技术和“工厂化”施工技术等手段,已获得规模化商业开发,而国内陆相页岩油勘探开发起步晚,总体处于试验与示范阶段。为促进我国页岩油的勘探开发进程和页岩油开发技术的发展,总结分析了北美海相页岩油和国内陆相页岩油储层的基本特征、储层改造技术现状和特点,从中得到了诸多启示,从而针对国内陆相中高成熟度页岩油储层的特性,提出了强化基础与机理研究、进行多岩性偏塑性储层穿层压裂技术及复杂缝压裂技术攻关、研发多功能压裂液和压力敏感智能支撑剂、研究排采和CO2注采技术及进行压–驱–采一体化攻关的建议,以期提高我国陆相中高成熟度页岩油的开发效果。
吉木萨尔页岩油区块防漏堵漏技术
周双君, 朱立鑫, 杨森, 毛俊, 李萧杰, 黄维安
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021034
[摘要](26) [HTML全文](15) [PDF 1499KB](16)
摘要:
针对吉木萨尔页岩油区块钻井过程中漏失频发的问题,从地层分布、岩性差异与储层发育特性方面分析了漏失机理,发现该页岩油区块的漏失主要集中在侏罗系八道湾组和二叠系梧桐沟组,浅部漏失地层砂砾岩孔隙发育,胶结疏松,深部漏失地层诱导裂缝发育,所发生漏失分别为渗透性漏失和诱导裂缝漏失。基于吉木萨尔页岩油区块的漏失机理,结合该区块处理漏失的经验,制定了堵漏材料与漏失速度的匹配原则及防漏堵漏技术措施,形成了适用于吉木萨尔页岩油区块的防漏堵漏技术。吉木萨尔页岩油区块应用该技术以后,漏失发生率由38.0%降至19.7%,堵漏成功率提高到了75%。这表明,页岩油区块防漏堵漏技术可以解决吉木萨尔页岩油区块漏失频发的问题,可为该区块的开发提供技术支持。
长庆油田陇东地区页岩油大偏移距三维水平井钻井技术
田逢军, 王运功, 唐斌, 李治君, 刘克强
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021079
[摘要](30) [HTML全文](19) [PDF 1496KB](17)
摘要:
长庆油田陇东地区页岩油施工区域沟壑纵横,水资源、基本农田和森林资源保护区较多,采用水平井开发受地形地貌及资源保护区影响较大,三维水平井偏移距的大小直接影响水平井平台布井数量及大平台工厂化作业,影响地下资源的有效动用。为此,在分析大偏移距三维水平井特点及钻井难点的基础上,优化剖面设计,优选造斜点、消偏井斜角、方位角及消偏井段,完善井眼轨迹控制方式,在不使用旋转导向系统的情况下优化常规螺杆钻具和PDC钻头,并综合应用降摩减阻工具及适用于页岩油大偏移距钻井的水基CQSP-4钻井液体系等, 形成了陇东页岩油大偏移距三维水平井钻井技术。陇东地区6口水平段长度900.00 m以上的大偏移距三维页岩油水平井应用了该技术,摩阻扭矩明显减小,钻进安全高效,取得了很好的现场应用效果。该技术的成功应用,支撑了陇东地区页岩油大平台多层系多钻机工厂化高效开发,也支撑了钻井钻机作业方式由单机单队向工厂化集群化转型。
沧东凹陷页岩油水平井不压井作业技术
王栋, 赖学明, 唐庆, 周俊杰
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021077
[摘要](16) [HTML全文](13) [PDF 1733KB](6)
摘要:
沧东凹陷孔二段页岩油储层属于特低孔、特低渗储层,泥质含量高,作业过程中极易因压井液等外来流体侵入造成污染。针对这一问题,对页岩油井常用的有杆泵、电动潜油泵举升工艺及其生产管柱和井下工具进行优化设计,形成了由预制内防喷工具不压井作业技术、可控桥塞暂闭井筒完井技术和敷缆连续油管带压下泵技术等组成的沧东凹陷页岩油水平井不压井作业技术。现场应用结果表明,不压井作业技术可以解决有杆泵井内衬油管无法有效密封、电动潜油泵井无法带压作业等问题,作业后储层零污染,无需等待完全泄压结束再下泵投产。
胜利油田济阳坳陷页岩油水平井钻井完井关键技术
韩来聚, 杨春旭
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021073
[摘要](47) [HTML全文](19) [PDF 1717KB](22)
摘要:
济阳坳陷页岩油地质条件复杂,水平井钻井完井过程中面临安全风险高、机械钻速低、井眼轨迹控制效率低、复杂时效高和固井质量差等技术难题。通过钻井工程优化设计、页岩油水平井提速提效、高性能合成基钻井液和页岩油水平井固井等技术攻关与集成应用,初步形成了济阳坳陷页岩油水平井钻井完井关键技术,并在8口页岩油水平井进行了成功应用,平均完钻井深4 402.60 m,平均机械钻速8.86 m/h,实现了济阳坳陷页岩油水平井千米水平段一趟钻完钻,复杂时效大幅降低。研究与应用结果表明,该技术能为济阳坳陷页岩油资源的有效开发提供技术支持,对我国其他页岩油区块的勘探开发也有一定的借鉴作用。
长庆油田陇东地区页岩油水平井细分切割压裂技术
李杉杉, 孙虎, 张冕, 池晓明, 刘欢
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021080
[摘要](22) [HTML全文](13) [PDF 2094KB](8)
摘要:
长庆油田陇东地区页岩油储层脆性指数低、天然裂缝不发育、不易形成复杂缝网,进行分段多簇体积压裂时,由于受储层物性、地应力、各向异性及水力裂缝簇间干扰等因素影响,簇间进液不均,达不到储层均匀改造的目的。针对该问题,依据缝控储量最大化原则,在页岩油水平段储层品质分级评价以及非均质地质模型的基础上,开展了基于甜点空间分布和综合甜点指数的细分切割单段单簇压裂布缝设计方法研究,优化了压裂施工参数,形成了页岩油水平井细分切割压裂技术。应用该技术在长庆油田陇东地区10口页岩油水平井进行了现场应用,取得了很好的压裂效果,应用井投产后日产油较邻井高出35.9%。长庆油田陇东地区页岩油水平井细分切割压裂技术的成功应用,为页岩油储层改造提供了新思路、新技术。
鄂尔多斯盆地页岩油体积压裂技术实践与发展建议
赵振峰, 李楷, 赵鹏云, 陶亮
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021075
[摘要](31) [HTML全文](8) [PDF 1807KB](12)
摘要:
采用体积压裂技术可提高鄂尔多斯盆地页岩油单井产量,但低油价条件下仍可能无法实现经济有效开发,原因是体积压裂技术思路、压裂技术模式、压裂参数体系等不够合理。为此,长庆油田根据该盆地延长组长 7 段页岩油体积压裂矿场实践和室内模拟研究结果,转变了体积压裂技术思路,研究形成了“大井丛、长水平井、细分切割、分簇射孔、可溶球座、变黏滑溜水”压裂技术模式,优化了体积压裂参数体系。结合该盆地页岩油储层地质特征,系统分析了体积压裂增产机理和关键技术。分析认为,对于页岩油在储层中渗流机理的认识,已逐步由常规油藏单一的有效驱替机理转变为有效驱替和油水渗吸置换复合机理;该盆地形成的体积压裂技术模式,其关键技术材料全部自主研发,且具有很好的现场应用效果。但为了深化与提升该盆地页岩油体积压裂技术,追求更高产能目标,建议进一步研究压裂增产机理、优化关键技术参数、发展体积压裂可视化技术。研究结果可为页岩油水平井体积压裂优化设计提供依据,对同类储层的压裂改造具有借鉴作用。
胜利油田页岩油水平井樊页平1井钻井技术
赵波, 陈二丁
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021078
[摘要](31) [HTML全文](16) [PDF 1629KB](13)
摘要:
东营凹陷页岩油资源丰富,但油气地质条件复杂,钻井中常遇坍塌掉块、油气侵等井下复杂情况,为了勘查东营凹陷博兴洼陷北部沙四纯上亚段页岩含油气情况,部署了页岩油水平井樊页平1井。根据勘查目的,首先对该井进行了工程设计;然后结合樊页平1井钻遇地层的地层岩性,分析了钻井技术难点;针对钻井难点,研究形成了井眼轨道优化技术、合成基钻井液技术、安全钻进技术。应用研究的各项技术,顺利完成了樊页平1井的钻井施工,钻进中未出现井下复杂情况,井径扩大率小,取得了很好的实钻效果。樊页平1井钻井技术的成功应用,为胜利油田的页岩油钻井积累了经验。
吉木萨尔页岩油水平井大段多簇压裂技术
王磊, 盛志民, 赵忠祥, 宋道海, 王丽峰, 王刚
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021091
[摘要](8) [HTML全文](6) [PDF 1684KB](4)
摘要:
吉木萨尔凹陷芦草沟组储层物性差,非均质性强、原油流动性差,水平井精准改造优势储层难度大,分段压裂方式提产效果有限,压裂高投入、低产出矛盾突出。针对吉木萨尔页岩油水平井开发中存在的问题,采用非均匀极限限流布孔技术改善段内各簇的压裂液进液分布,应用缝口暂堵和封内暂堵,提高净压力以形成复杂缝网,优化压裂施工参数促进段内多簇裂缝均衡起裂,最终形成了适用于吉木萨尔页岩油油藏的水平井大段多簇压裂技术。现场应用效果表明,大段多簇压裂及配套技术的实施,可有效提高页岩油储层改造程度和生产效果,为页岩油经济有效开发提供有力支撑。
适用于低温地层的纳米复合水泥浆体系研究
王胜, 谌强, 袁学武, 华绪, 陈礼仪
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021009
[摘要](31) [HTML全文](18) [PDF 1304KB](17)
摘要:
为了解决低温地层钻探过程中的井壁坍塌和井漏问题,研制了适用于低温地层的纳米复合水泥浆体系。采用宏观试验与微观分析相结合的方法,研究了低温下纳米Al2O3对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆性能和水化过程的影响;以普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合产生的水化协同效应为基础,结合纳米Al2O3、防冻剂EG、减水剂JS-1和早强剂TEOA,研发了NAC纳米复合水泥浆体系;采用扫描电镜、X射线衍射和水化放热实验相结合的方法,研究了NAC的低温水化过程及其机理。实验结果表明,在温度–9 ℃时,纳米复合水泥浆具有良好的初始流动性,可泵期为57 min,初凝和终凝时间分别为84和101 min,24 h抗压强度为6.9 MPa。研究表明,NAC具有“直角稠化”效应,低温下性能优越,能够满足钻进低温地层时的护壁堵漏要求。
安83页岩油水平井大规模蓄能体积压裂技术
李凯凯, 安然, 岳潘东, 陈世栋, 杨凯澜, 韦文
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021026
[摘要](50) [HTML全文](13) [PDF 1681KB](12)
摘要:
安83页岩油藏位于鄂尔多斯盆地,由于储层致密,能量补效果差,早期提高单井产量措施未能获得预期效果。基于前期注水补能探索及重复压裂试验认识,在注水补充地层能量和升级压裂工具的基础上,结合极限分簇射孔、储层差异化改造和多级动态暂堵等工艺,提高裂缝复杂程度,同时优化焖井时间,形成了水平井大规模蓄能体积压裂技术。现场试验结果表明,应用该技术后,水平井产量大幅提高,最高单井日产油达到邻井的7倍,措施后生产10个月,单井累增油达到2 010.0 t,效果效益显著提升。该技术可实现同时补充地层能量及有效改造储层,对同类油藏的开发具有一定参考意义。
填砂分段压裂技术在页岩油套变水平井的应用
王金刚, 孙虎, 任斌, 尹俊禄
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021084
[摘要](19) [HTML全文](5) [PDF 1661KB](10)
摘要:
针对井筒满足承压要求,但由于套管变形不能下入常规压裂工具进行分段压裂的页岩油水平井,引用水平井填砂分段压裂技术,采用极限填砂形成缝内砂塞,实现对已压裂层段的有效封隔,进行分段压裂。为了不增加新的设备,通过摸索形成了“尾追填砂”和“吹填缝口”2种填砂模式。长庆油田在页岩油华H40平台进行套变水平井填砂分段压裂试验,累计填砂压裂8段,各段破裂压力均不一样,封堵效果可靠,施工成功率100%。现场试验结果表明,以“尾追填砂”填砂模式为主,“吹填缝口”填砂模式为辅,可以形成缝内砂塞,有效分隔已压裂层段,实现套变页岩油水平井的分段压裂,解决常规压裂工具无法下入的问题。
大港油田页岩油水平井钻井液技术
田增艳, 杨贺卫, 李晓涵, 尹丽, 王信, 黄臣
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021012
[摘要](32) [HTML全文](11) [PDF 2211KB](17)
摘要:
大港油田沧东凹陷和歧口凹陷页岩油水平井水平段钻进过程中存在井壁易失稳、井眼清洁效果差、摩阻和扭矩高等技术难点。为解决这些技术难点,在分析地质特征的基础上,制定了增强钻井液抑制性、封堵性和携岩性的技术对策,据此通过优选封堵剂、润滑剂等关键处理剂,形成BH-KSM-Shale和BH-WEI-Shale强抑制强封堵高性能水基钻井液。性能评价结果,BH-KSM-Shale和BH-WEI-Shale强抑制强封堵高性能水基钻井液的动塑比均在0.35以上,滤饼摩阻系数比常规水基钻井液降低40%以上,能降低页岩渗透率,阻止压力传递,渗透性封堵滤失量小于17 mL。大港油田36口页岩油水平井的水平段使用BH-KSM-Shale和BH-WEI-Shale强抑制强封堵高性能水基钻井液钻进,水平段平均井径扩大率6.8%,未发生与钻井液有关的井下故障。这表明,应用BH-KSM-Shale和BH-WEI-Shale强抑制强封堵高性能水基钻井液能解决大港油田页岩油水平井水平段钻进过程中的技术难点,能满足硬脆性页岩油水平井安全钻井对钻井液的要求,可为大港油田页岩油水平井钻井提供技术支撑。
盐池区块深层页岩气水平井钻井关键技术研究
石崇东, 王万庆, 史配铭, 杨勇
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021007
[摘要](62) [HTML全文](17) [PDF 1597KB](26)
摘要:
为了进一步提升鄂尔多斯盆地盐池区块非常规油气资源的勘探效果,分析了深层页岩气钻井技术难点,研究形成了深层页岩气钻井关键技术。采用“双级PDC+单弯螺杆”侧钻工艺,提高大井眼侧钻效率;优化“多粒径桥塞+纤维水泥”堵漏工艺,提高堵漏效果,降低堵漏成本;研发高性能纳米封堵高性能水基钻井液体系,实现页岩气水平段安全钻进,同时设计,个性化PDC钻头,并配合PowerDrive Orbit在水平段应用。忠平1井采用水平井体积压裂改造后,测算无阻流量达11.65×104 m3/d,日产气量稳定在(1.5~2.0)×104 m3。深层页岩气钻井关键技术提升了长庆油田页岩气勘探开发效果,对长庆油田释放非常规储层潜能和实现资源有序接替具有重要作用。
中国石化页岩油水平井分段压裂技术现状与发展建议
蒋廷学, 王海涛
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021071
[摘要](30) [HTML全文](22) [PDF 1592KB](10)
摘要:
水平井分段压裂技术是实现页岩油高效开发的关键,经过十几年的研究与实践,中国石化初步形成了以“超密切割布缝、暂堵转向、高强度加砂、储层保护”为主体的页岩油水平井分段压裂技术,并在部分地区实现了页岩油勘探重大突破,但是工艺参数和技术水平与国外水平井分段压裂技术相比尚有差距。为此,在介绍中国石化页岩油水平井分段压裂技术现状的基础上,对比了国内外主要页岩油区块地质特征差异,分析了中国石化页岩油压裂技术需求及面临的挑战,并针对中国石化陆相页岩油储层特点,从地质–开发–工程一体化研究与实施的角度,同时考虑经济性及现场可操作性,提出了中高成熟度页岩油压裂技术和中低成熟度页岩油原位改质技术的发展建议,对于尽快形成陆相页岩油开发技术体系,实现页岩油经济效益开发具有一定的指导意义。
南海超大水垂比大位移M井钻井关键技术
张强, 秦世利, 饶志华, 田波, 左坤
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021045
[摘要](52) [HTML全文](20) [PDF 1852KB](21)
摘要:
为开发南海东部某油田边际油藏,设计了一口水垂比高达4.9的大位移井M井,钻井过程中面临储层埋深浅、稳斜裸眼井段长、安全密度窗口窄、井眼清洁困难、套管下入摩阻大等技术难点。通过井眼轨迹控制和井身结构优化、井筒当量循环钻井液密度ECD控制工艺、安全高效下套管工艺等,顺利完成了该井的钻井作业。结果表明,采用五开井身结构显著提升了井壁稳定性;使用连续循环阀系统及岩屑床破坏器使井底ECD变化率降低至小于1.9%;应用漂浮下套管及全掏空旋转下尾管工艺顺利下入ϕ244.5 mm套管×4 200.00 m及ϕ177.8 mm尾管×5 772.00 m。超大水垂比大位移井钻井关键技术在M井的成功实施创下了中海油海上油田最大水垂比大位移井钻井作业纪录,为后续类似大位移井的开发积累了宝贵经验。
玛湖凹陷风城组页岩油巨厚储层直井体积压裂关键技术
郝丽华, 甘仁忠, 潘丽燕, 阮东, 刘成刚
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021092
[摘要](24) [HTML全文](11) [PDF 3408KB](11)
摘要:
玛湖凹陷风城组页岩油储层砂体埋藏深、厚度大、整体含油、基质致密、富含金属离子,压裂面临着纵向动用程度不足、裂缝复杂程度低、加砂风险高、常规胍胶压裂液不配伍等改造难题。为充分释放该区页岩油勘探潜力,通过精细描述储层力学性质,评价缝网形成主控因素,建立可压性指数计算模型,结合人工裂缝纵向扩展能力,优选射孔簇及层间距,形成了纵向精细分层方法;基于天然裂缝发育程度,通过优选体积压裂工艺,采用大排量施工提高缝内净压力、组合粒径支撑剂多尺度充填、缓增幅泵注安全加砂,优化大规模组合改造工艺;配套研发低伤害耐温聚合物压裂液,综合形成了针对玛湖深层巨厚页岩油储层直井体积压裂关键技术。该技术于MY1井风城组页岩油储层施工成功率100 %,压后获日产50 m3高产油流,开创了玛湖凹陷非常规油藏勘探新局面,对指导该区后续页岩油效益开发意义重大。
胜利油田东营凹陷陆相页岩油强化缝网改造生产制度优化研究
王增林, 鲁明晶, 张潦源, 李爱山, 孟勇, 郑彬涛
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021074
[摘要](27) [HTML全文](16) [PDF 2238KB](12)
摘要:
为最大限度提高胜利油田东营凹陷陆相页岩油水平井全生命周期累计采油量,开展了强化缝网改造合理生产制度研究。针对页岩油藏复杂的赋存和渗流机理,建立了页岩油藏双重介质两相流压–闷–采全周期流动表征模型,模拟研究了不同生产制度下(即不同闷井时间、自喷期和机采期的压降速度)产量变化规律,对合理生产制度优化方法进行了初步探讨。根据模拟结果,得到了目标井合理生产制度:闷井时间为60 d;自喷初期控制压降速度0.06~0.10 MPa/d,自喷中期控制压降速度0.02~0.04 MPa/d,自喷末期放液生产,快速将油压将至0;机采期控制压降速度保证油井持续生产,防止压力过快下降,地层基质供液不足。研究结果为胜利油田东营凹陷陆相页岩油开发方案的优化提供了理论依据,也为其他地区页岩油水平井生产制度优化提供了借鉴。
深井超深井短轻尾管短路故障测试方法与现场应用
刘国祥, 赵德利, 李振, 孔博
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021042
[摘要](44) [HTML全文](26) [PDF 1562KB](18)
摘要:
为了精准测试深井超深井短轻尾管是否发生短路问题,在尾管短路常规测试方法的基础上,结合实际施工作业条件,提出了变密度浆体循环压力变化曲线测试方法,分析了变密度循环测试原理、控制过程,研究了可操作的测试流程与技术关键点。变密度浆体循环压力对井下循环通道变化具有较高的敏感性,反映在压力曲线上会有不同的压力变化,通过对比现场实测压力曲线与理论压力曲线,可准确判断井下管柱短路情况。现场应用表明,该测试方法具有抗干扰因素强、测试结果精准度高和现场操作简便的优点,能够准确判断尾管管柱是否发生短路。变密度浆体循环压力变化曲线测试方法解决了深井超深井短轻尾管短路测试难的问题,具有较好的现场推广应用价值。
碳中和约束下油气行业发展形势及应对策略
王敏生, 姚云飞
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021070
[摘要](80) [HTML全文](56) [PDF 1832KB](32)
摘要:
为积极应对气候变化,多国明确提出了碳达峰和碳中和时间表,经济低碳化成为必然,能源结构将持续转向低碳化,化石能源需求占比将大幅下降,油气行业发展面临着严峻的挑战。为此,分析了碳中和约束下经济与能源低碳转型特征、碳中和对油气行业的影响,介绍了油公司和油服公司应对碳中和目标的主要举措,包括制定绿色低碳发展战略、加速发展低碳能源业务、加大低碳技术研发与应用、加大新能源业务投资、加快石油工程业务低碳化和布局低碳能源服务业务等,提出了我国油气行业发展建议,包括推进油气行业提质升级、有序推进能源低碳化转型、加速低碳技术创新和加快油气产业转型发展等,为我国油气企业在保证油气供应安全的基础上,加快新能源与油气业务协同发展、促进企业绿色低碳转型发展有一定的指导意义。
长宁区块强封堵油基钻井液技术研究及应用
王志远, 黄维安, 范宇, 李萧杰, 王旭东, 黄胜铭
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021039
[摘要](27) [HTML全文](9) [PDF 2530KB](7)
摘要:
弄清长宁区块龙马溪组和五峰组地层井眼失稳原因,提出强化稳定井眼的钻井液技术对策,对该区块水平井水平段的钻井至关重要。基于X射线衍射、扫描电子显微镜、页岩膨胀、滚动分散试验,揭示了复杂地层井眼失稳机理,提出了“强化封堵微观孔隙,抑制滤液侵入,阻缓压力传递”协同井壁稳定方法。采用砂床滤失仪、高温高压滤失模拟装置、微孔滤膜等试验装置,研选了以封堵剂为主的长宁区块油基钻井液处理剂,构建了适用于长宁区块的强封堵油基钻井液体系,其抗温135 ℃,抗盐10%,抗钙1%,抗劣土8%,400 μm裂缝承压能力达5 MPa,0.22和0.45 μm微孔滤膜滤失量均为0,封堵效果突出,综合性能均优于普通井浆。该钻井液在长宁区块现场试应用10余口井,龙马溪组和五峰组地层水平段均未出现井眼稳定问题;与同区块采用常规钻井液技术的已钻井相比,复杂地层的井径扩大率平均降低10.82%,建井周期平均缩短4.5 d。研究结果表明,强化封堵油基钻井液技术,对解决长宁区块水平井龙马溪组和五峰组水平段的井眼失稳问题具有较好的效果。
吉兰泰油田吉华1区块超浅层水平井钻井关键技术
谭天宇, 邱爱民, 汤继华, 李浩, 席佳男, 霍丽芬
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021038
[摘要](35) [HTML全文](18) [PDF 587KB](14)
摘要:
吉兰泰油田吉华1区块超浅层水平井钻井过程中,由于上部白垩系地层松软,下部变质岩地层硬度高、可钻性差、非均质性强,存在造斜率难以保证、钻井周期长、硬地层水平段延伸困难和后期完井套管安全下入困难等问题。针对该区块的这些问题,开展了超浅层水平井钻井技术研究。结合该区域的地质特性,应用片麻岩岩石力学参数进行模拟计算,优化了井身结构,进行了PDC个性化钻头设计,优化了钻具组合及提速工具,并集成环保性高、储层保护强的低固相钻井液和漂浮下套管等配套技术,形成了吉兰泰油田吉华1区块超浅层水平井钻井关键技术。现场应用4口井,均未发生任何井下复杂情况,成井效果良好,为后续该区块的水平井开发提供了技术支撑。
随钻测井仪流道转换器优化设计与数值分析
药晓江, 卢华涛, 尚捷, 王清华, 李洋
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021069
[摘要](60) [HTML全文](19) [PDF 1065KB](17)
摘要:
随钻测井仪流道转换器流道截面设计不合理,不仅会造成随钻测井仪器内流道局部流场紊乱,致使仪器的局部冲刷严重,缩短仪器的使用寿命;还会导致仪器压力损失偏高,影响仪器的适用性。为此,采用CFD方法,对某型随钻测井仪流道转换器进行优化设计,并对4种设计方案进行了全三维数值模拟和对比,认为影响流道转换器流场性能的主要因素是扩张角和内流道截面积的连续性。最优设计方案的扩张角较小,内流道截面积连续,轴向速度下降更平缓,总压损失最小,流场流速分布更均匀。试验结果表明,流道转换器扩张角、内流道截面积不连续性与流道转换器流场分布均匀性呈负相关,与压力损失呈正相关;总压损失系数理论值与试验值对应的差值不大于0.076%,且变化趋势均与理论分析结果相同。研究结果为流道转换器的优化设计提供了理论依据。
钻井人工智能技术研究方法及其实践
杨传书, 李昌盛, 孙旭东, 黄历铭, 张好林
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020136
[摘要](100) [HTML全文](49) [PDF 999KB](60)
摘要:
人工智能技术飞速发展,在部分行业已取得明显的应用效果,但人工智能技术在钻井领域的应用尚处于探索阶段。为推动人工智能技术在钻井领域的应用,在简述钻井行业人工智能应用研究情况的基础上,提出了将人工智能技术具体应用到钻井领域的“三轮驱动”方法论,分析了钻井领域适合开展人工智能研究的业务场景以及人工智能技术工具,提出了基于方法论评价优选项目的方法,给出了评价优选实例,并以井下故障复杂实时诊断为例简述了钻井人工智能应用研究的过程。同时,指出了钻井领域开展人工智能应用研究存在的不足,提出了钻井人工智能技术的发展建议,以期推动钻井人工智能技术的发展。
塔里木油田跃满西区块高温恒流变钻井液研究与现场试验
舒义勇, 孙俊, 曾东, 徐思旭, 周华安, 席云飞
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021037
[摘要](52) [HTML全文](27) [PDF 616KB](18)
摘要:
塔里木油田跃满西区块深部地层钻井液安全密度窗口窄,易出现井漏、井塌、卡钻和盐水浸等井下复杂情况,目前所用钻井液存在高温增稠、抗CO32–/HCO3和劣质土污染能力差等问题。为解决这些问题,研究了以抗高温聚合物降滤失剂APS220和新型高温稳定剂HTS220为主剂的高温恒流变钻井液,在试验分析主要试剂性能的基础上确定了基本配方。通过室内试验,评价了该钻井液的高温恒流变性、抗CO32–/HCO3污染性能和抗钠膨润土污染性能,试验发现,其在100和180 ℃时的塑性黏度比为1.3,动切力比为1.5,初切比为1.7,终切比为1.2,随温度升高各流变参数的变化幅度明显低于常用钻井液,可抗2.0%的CO32–/HCO3复合污染、10.0%的钠膨润土污染。高温恒流变钻井液在跃满西区块2口井现场试验中,流变性能稳定,钻后井眼畅通,减少了井下复杂情况,取得了显著效果。
井下钻柱振动信号的测量及振动激励源研究
陈会娟
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021011
[摘要](141) [HTML全文](57) [PDF 2269KB](49)
摘要:
为深入认识钻井过程中井下钻柱振动的特征、明确振动激励源,利用ESM存储式测量系统对某超深井旋转钻进过程中的振动信号进行了测量,根据测量原理分析了钻柱粘滑和涡动的特征;以此为基础,分别采用快速傅里叶变换和短时傅里叶变换方法对钻柱振动信息进行频域和时频分析,确定了引起钻柱振动的主要频率,进而明确了其振动激励源。研究发现:钻柱发生粘滑运动时,三轴加速度呈同步周期性变化,其周期为10 s,主要频率成分为0.1 Hz;钻柱发生涡动时,所测三轴加速度均呈杂乱无章的不规则波动,主要振动频率为钻头转速的2倍频、转盘转速的1~5倍频。实例分析结果表明,引起钻柱涡动的激励源主要有钻头与地层的相互作用、稳定器或Power-V系统与井壁的摩擦等。
新疆玛湖地区致密油水平井套管螺纹扣型优选
舒博钊, 赵文龙, 王航, 黄永智, 张智, 祝效华
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021041
[摘要](94) [HTML全文](38) [PDF 2219KB](41)
摘要:
为了解决新疆玛湖地区致密油水平井下套管作业过程中套管螺纹接头断裂失效的问题,采用套管螺纹接头有限元数值模拟方法和全尺寸套管实物试验方法,对比分析了下套管作业上提–下放过程中API-LC长圆扣型和TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的连接强度和疲劳寿命。数值模拟和试验结果表明,在相同上提拉力或下放压力作用下,TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的应力水平明显低于API-LC长圆扣型套管螺纹接头的应力水平;在相同拉伸–压缩循环交变载荷作用下,TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的疲劳寿命约为API-LC长圆扣型套管螺纹接头的6.9倍。研究表明,新疆玛湖地区致密油水平井下套管作业时以TP-G2特殊扣型套管螺纹接头代替API-LC长圆扣型套管螺纹接头,能够更好地满足现场下套管作业技术需求,提高工程作业效率。
连续油管打捞砂埋的节流器技术研究与现场试验
王思凡, 张安康, 胡东锋
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021067
[摘要](62) [HTML全文](48) [PDF 900KB](27)
摘要:
为了解决节流器砂埋后打捞失败导致的气井关停问题,在分析卡瓦式节流器结构原理的基础上,提出了气井节流器的砂埋判识方法,分析了节流器砂埋后的打捞复杂原因;结合常规钢丝打捞作业、连续油管磨铣打捞作业和起管柱作业的节流器处理措施,研究了连续油管冲砂打捞砂埋的节流器的技术思路和作业流程,推荐了冲砂打捞工具串,并分析了对应连续油管及油管直径的理论最小冲砂排量。现场试验4口水平井,冲砂后均成功打捞出了砂埋的ϕ88.9 mm油管节流器,成功率100%,平均总耗时小于1.5 d,取得了良好的试验效果。研究表明,采用连续油管冲砂打捞砂埋的节流器技术可靠、成功率高,具有较好的现场推广应用价值。
自固结堵漏剂性能评价及现场应用
王在明, 许婧, 张艺馨, 沈园园, 徐小峰, 李祥银
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021044
[摘要](71) [HTML全文](28) [PDF 798KB](31)
摘要:
针对井下钻井液冲刷及负压易破坏堵漏层、常规复合堵漏剂堵漏成功率低的问题,开展了自固结堵漏剂研究。采用流化包衣机在堵漏剂外表面涂覆可在井下固结的环氧胶黏剂,硫化包衣可在井下温度条件固结,从而提高堵漏剂的井下封堵强度。调节流化包衣机的进风口温度50~100 ℃、出风口温度25~40 ℃、喷枪速率0.5~2.0 L/h可实现喷雾、包衣、干燥一体完成。室内高温堵漏试验表明,自固结堵漏剂具有较好的抗钻井液扰动和抗负压抽吸作用,通过选择环氧树脂的型号、固化剂和促进剂DL-1的加量,能够调节自固结堵漏剂的井下固结时间。110 ℃温度下,堵漏剂在2.0 h以后开始初步固结,强度逐渐增加,15.0 h时抗压强度达到4.6 MPa。堵漏层扫描电镜图片显示,涂覆层在温度升高过程中发生了软化和固结,固结后材料之间结合紧密。研究结果表明,自固结堵漏剂能够大幅提高严重裂缝性漏失的堵漏成功率,可为实现漏失层的有效封堵提供技术支撑。
井下同轴闭式地热系统循环工质综合评价优选
于超, 张逸群, 宋先知, 王高升, 黄浩宸
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021066
[摘要](49) [HTML全文](31) [PDF 906KB](21)
摘要:
井下同轴闭式地热系统中,不同循环工质对系统取热性能影响尚不明晰,仅通过单一因素无法对取热性能进行全面评价。为此,首先利用COMSOL软件,建立了井下同轴闭式地热系统三维流动传热数值模型,利用现场数据进行了验证;然后选取出口温度、取热功率、循环压耗及性能系数(COP)等4个参数,采用层次分析法确定参数的权重系数;最后基于模糊综合评判法,建立了综合评价模型,对9种循环工质的取热性能进行了综合评价。根据综合评价值,将循环工质分为3级,其中CO2综合评价值最高,表明CO2的综合换热性能最好,是最优循环工质。研究表明,建立的综合评价模型可以全面评价循环工质的换热性能,采用CO2作为循环工质,可以大幅提高井下同轴闭式地热系统的换热效率。
ϕ273.1 mm无限极循环尾管悬挂器在元坝气田的应用研究
郭朝辉, 李振
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021004
[摘要](63) [HTML全文](40) [PDF 878KB](35)
摘要:
针对元坝气田ϕ273.1 mm尾管固井中裸眼段长、环空间隙小、尾管段长等因素引起的尾管难以下到位、中途开泵受限、替浆计量困难等技术难题,在分析地质状况、井眼条件、工具功能等因素的基础上,采用了具有压力平衡机构、卡瓦内嵌结构的无限极循环尾管悬挂器及配套胶塞系统,并针对性制定了尾管下入措施。在元坝气田现场应用了7口井,实现了中途循环解阻及套管安全下入到位,套管到位率100%,胶塞复合信号明显,实现了精准替浆作业,碰压率85%。研究结果表明,在元坝气田ϕ273.1 mm尾管固井中采用无限极循环尾管悬挂器技术效果显著,该技术为元坝气田大尺寸、长裸眼的尾管固井提供了一套行之有效的技术手段,具有一定的推广应用价值。
缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气致稠机理研究
刘中云, 李兆敏, 赵海洋
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021015
[摘要](35) [HTML全文](31) [PDF 888KB](16)
摘要:
为明确缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气变稠的机理并制定相应的解决对策,从而保障注氮气提高采收率技术的发展,开展了缝洞型油藏注氮气致稠机理研究。该研究模拟现场注入氮气抽提对黏度影响的测试与分析、氮气中不同含氧量的氧气氧化对黏度影响的测试与分析、原油掺水对黏度影响的测试与分析3个方面的高温高压实验。实验表明,氮气含氧是引起原油黏度增大的主导因素,含氧量为1%时,仅需2 d多即可将氧气耗尽,黏度达到18 000 mPa·s,为初始黏度的6倍;含氧量为5%时,在7 d多时间内黏度持续升高达到1 122 000 mPa·s,为初始黏度的366倍。乳化含水和抽提对原油黏度的影响相当,增黏2~4倍。研究表明,提高注入氮气的纯度是防止塔河油田缝洞型油藏注氮气致稠的最有效方法,研究结果为解决缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气原油致稠问题提供了理论依据。
沧东凹陷页岩油水平井优快钻井技术
刘天恩, 张海军, 袁光杰, 李国韬, 阴启武, 陈斐
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2020127
[摘要](179) [HTML全文](77) [PDF 2063KB](71)
摘要:
在沧东凹陷页岩油水平井钻井过程中,面临机械钻速低、安全风险大、固井质量难以保证等问题。为解决这些问题,预测了地层漏失压力和坍塌压力,进行了井身结构和井眼轨道优化、PDC钻头个性化设计,并集成盐水钻井液、旋转导向钻井技术、韧性水泥浆和漂浮顶替固井等配套技术,形成了沧东凹陷页岩油水平井优快钻井技术。该技术在沧东凹陷20口页岩油水平井进行了应用,应用结果显示:固井质量优质率提高了30.4%;井深超过4 500.00 m井的平均机械钻速提高了20.2%,平均钻井周期缩短了30.6%;井深小于4 500.00 m井的平均机械钻速提高了82.9%,平均钻井周期缩短了49.9%。研究与应用结果表明,该技术满足了沧东凹陷页岩油水平井优快钻井需求,为页岩油水平井高效开发提供了技术手段,也为国内各油田非常规油气藏钻井技术优化提供了借鉴。
大港油田陆相页岩油滑溜水连续加砂压裂技术
田福春, 刘学伟, 张胜传, 张高峰, 邵力飞, 陈紫薇
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2021021
[摘要](192) [HTML全文](64) [PDF 2019KB](46)
摘要:
针对页岩油水平井应用常规滑溜水压裂时存在的用液量大、砂比低、增产效果不理想等问题,通过优选聚合物降阻剂,优化黏土稳定剂、破乳助排剂和过硫酸盐类破胶剂的加量,形成了变黏滑溜水压裂液体系,调节聚合物降阻剂的加量可实现滑溜水压裂液黏度的调控。通过支撑剂导流能力模拟试验,优选了70/140目石英砂和40/70目陶粒的支撑剂组合,通过先导性试验,形成了大港油田陆相页岩油滑溜水连续加砂压裂技术,并在G页2H井进行了现场试验,有效提高了施工效率和单位液体的携砂量,减少了压裂液用量,形成了较好的缝网体系,提高了储层改造程度,取得了良好的压裂增产效果。现场试验表明,该技术能够满足页岩油水平井滑溜水连续加砂压裂要求,可以为页岩油高效开发提供技术支撑。
封面
2021-03期封面
2021, 49(3): 0-0.  
[摘要](71) [PDF 14799KB](67)
摘要:
目录
2021-03期目录
2021, (3): 1-2.  
[摘要](79) [PDF 380KB](56)
摘要:
专家视点
中国石化极地冷海钻井技术研究进展与发展建议
路保平, 侯绪田, 柯珂
2021, 49(3): 1-10.   doi: 10.11911/syztjs.2021046
[摘要](132) [HTML全文](72) [PDF 2422KB](52)
摘要:
北极油气资源丰富,但其低温、浅层灾害、冻土层、井筒处于大温变条件等地质、环境因素给钻井作业带来诸多挑战,为此,在“十三五”期间,中国石化以钻井安全环保高效为总目标,以解决钻井装备及工具、钻井工艺及措施、井筒工作流体的“冷”适应性问题为核心,进行了钻井灾害风险评价控制与环保、钻井关键装备及工具、钻井工艺与井筒工作液等关键技术研究,在浅层气、天然气水合物灾害地层的定量风险评价方法、–50 ℃低温轨道钻机及钻井工具、冻土层井壁稳定性评价与控制技术、低温钻井液与固井水泥浆等工程技术方面取得了重要进展,初步形成了极地冷海钻井关键技术体系。随着北极油气开发,陆地上将进入更高纬度、更厚永冻层区域,海洋上将向更深水域、常年冰或更厚浮冰海域进军,极地冷海钻井将面临更大的挑战,需要进一步完善极地冷海钻井完井技术理论与方法,研制新型钻井完井关键装备与工具,形成较为完善的极地冷海钻井完井技术体系,以满足北极地区油气藏高效勘探开发的需求,提升我国石油公司在极地油气合作项目中的经济效益和核心竞争力。
极地冷海
极地钻井井筒温度压力预测模型及分布规律研究
余意, 王雪瑞, 柯珂, 王迪, 于鑫, 高永海
2021, 49(3): 11-20.   doi: 10.11911/syztjs.2021047
[摘要](118) [HTML全文](57) [PDF 2921KB](41)
摘要:
极地永久冻土层的低温条件会影响钻井液的流变性,从而影响极地钻井中井筒温度和压力的分布。为了解极地永久冻土层低温条件对钻井中井筒温度和压力分布的影响规律,为极地钻井设计和钻井施工提供依据,分析了低温对水基和油基钻井液流变性的影响,考虑低温对钻井液流变性的影响、永久冻土层与井筒之间的耦合作用,建立了极地钻井井筒温度压力预测模型。通过与实测结果和试验结果对比,证明极地钻井井筒温度压力预测模型的预测精度达到了极地钻井要求。利用所建模型模拟了一口极地井钻井循环和停泵工况下的温度和压力分布,结果表明:循环期间,钻井液吸收下部高温地层的热量,通过环空上返时将热量传递至井筒浅部永久冻土层,导致近井地带冻土层融化,冻土层融化消耗热量使井筒温度降低;随着循环时间增长,环空循环摩阻增大;停泵时间越长,井筒钻井液的温度越接近地层环境温度,开井时环空循环压耗越大,开井泵压也越高。研究结果可为极地井钻井设计和钻井施工提供依据和指导。
保护冻土层的真空隔热套管性能试验与数值模拟研究
周晓晖, 苏义脑, 牛成成, 程远方, 魏佳
2021, 49(3): 21-26.   doi: 10.11911/syztjs.2021050
[摘要](84) [HTML全文](48) [PDF 2212KB](29)
摘要:
针对冻土层钻井过程中可能引发的冻土融沉和井口下沉等问题,研究采用真空隔热套管保护冻土层,并采用试验和数值模拟方法研究了真空隔热套管的保温性能。试验结果显示:真空隔热套管能在限制径向传热的同时限制表面的轴向传热,减小套管表面的升温幅度和升温范围;其视导热系数远小于传统套管,在不同环境温度和钻井液温度下都具有保温性能;降低真空度可以提高其保温性能,强化其对冻土层的保护。数值模拟结果表明,真空隔热套管可以减小冻土层融化区域,降低冻土融沉和井口下沉的可能性。在此基础上,提出了降低真空度、加大套管总成内的隔热套管段长度和接箍处包裹隔热泡沫等提高真空隔热套管保温性能的工程措施。研究结果验证了真空隔热套管对冻土层保护的有效性和稳定性,对开发极地油气资源具有一定的指导作用。
漠河冻土模拟岩样三轴力学试验及强度多元回归分析
牛成成, 侯绪田, 李阳
2021, 49(3): 27-34.   doi: 10.11911/syztjs.2021049
[摘要](66) [HTML全文](35) [PDF 2059KB](30)
摘要:
在冻土地层钻探过程中,不合理的作业方案可能引发井壁坍塌、井口沉降等一系列工程问题,而弄清深层冻土力学演化规律是施工设计的基础。为此,用漠河冻土重塑了不同深度冻土的模拟岩样,开展了不同围压、温度条件下的冻土三轴力学试验,分析了不同条件下的冻土应力–应变曲线特征。通过多元回归方法对冻土强度进行了统计分析,进一步构建了冻土强度准则。研究发现:模拟岩样的应力–应变曲线整体呈非线性变形特征,在冻结状态下,温度、围压对土体强度起主要作用;非冻结状态下,其强度由围压和土体深度决定;冻土强度由土体骨架强度和孔隙中冰的胶结强度构成,其骨架强度满足Mohr-Coulomb强度准则,内聚力、内摩擦角随深度增加而增大;孔隙中冰的胶结强度随环境温度降低而增强,随围压增加呈先增强后减弱的趋势。基于此构建了漠河冻土强度准则,验证结果表明,可以较好地表征漠河冻土融化–冻结状态下的强度分布。
低温环境下钻柱材料力学特性试验及强度设计
王宴滨, 张辉, 高德利, 柯珂, 刘文红
2021, 49(3): 35-41.   doi: 10.11911/syztjs.2021051
[摘要](74) [HTML全文](32) [PDF 3147KB](35)
摘要:
低温条件下的钻柱强度校核与设计研究,对解决极地等低温环境下钻柱的技术问题具有重要意义。在低温和常温条件下,进行了G105钻杆和S135钻杆的力学特性试验,获取了2种材料的抗拉强度、屈服强度及冲击性能等参数随温度的变化规律,在此基础上,提出了低温环境下钻柱的强度设计方法。试验发现,随着温度降低,G105钻杆和S135钻杆的抗拉强度和屈服强度均升高,断面收缩率基本不变。在低温环境下,为保证钻柱的服役安全,钻柱的强度设计方法应由常温下应力控制转换为应力与应变共同控制。低温服役环境下进行钻柱强度设计时,钻柱材料的屈服强度应依照宽温区的材料强度特性取值。该研究结果对确保低温环境下钻柱的工程设计及服役安全具有指导意义。
含寄生管和中心管的套管隔热效果影响因素研究
鲍洪志, 孙元伟, 邹德一, 牛成成
2021, 49(3): 42-47.   doi: 10.11911/syztjs.2021048
[摘要](75) [HTML全文](30) [PDF 2106KB](24)
摘要:
在冻土层钻井过程中,冻土容易受到钻井液影响而融化。针对该问题,提出使用含寄生管和中心管的套管对冻土层隔热,并应用含寄生管和中心管的套管的隔热效果试验系统分析了影响该套管隔热效果的因素。试验发现,含寄生管和中心管的套管其中间部分可以有效抑制径向传热和轴向传热,使外壁温度稳定在低值,但是两侧接箍部分隔热性能较差,提高了其外壁温度,使得外壁温度按U形轴向分布。通过对环境参数和施工参数进行敏感性分析并进行单因素拟合,发现环境温度、热流体温度和冷流体温度的提高会按线性关系升高套管外壁温度,提高钻井液排量会按对数关系降低外壁温度。根据多因素拟合方程的系数大小,可知对外壁温度的影响由大到小依次为环境温度、冷流体温度和热流体温度。研究结果表明,应用含寄生管和中心管的套管保护冻土层具有很好的可行性,而采取加长中间套管段、改进接箍结构、维持冷流体低温和排量等工程技术措施可显著提升其保护效果。
钻井完井
涪陵页岩气田焦石坝区块调整井钻井技术
范红康, 刘劲歌, 臧艳彬, 周贤海, 艾军, 宋争
2021, 49(3): 48-54.   doi: 10.11911/syztjs.2020122
[摘要](174) [HTML全文](78) [PDF 1838KB](76)
摘要:
随着涪陵页岩气田焦石坝区块进入开发调整期,单井可采储量降低,要继续经济开发就需要缩短钻井周期、降低钻井成本。为了实现钻井提速降本,进行了钻井优化设计、超长水平段钻井、强化参数钻井提速、基于等寿命理念的“一趟钻”钻井、“钻刮通洗一体化”完井和长效密封固井等方面的技术攻关,形成了涪陵页岩气田焦石坝区块调整井钻井技术。现场应用结果显示,调整井平均水平段长度达到2 096 m,同比涪陵页岩气田焦石坝区块一期增加37.8%;平均机械钻速达到9.49 m/h,同比一期提高26.2%;钻井周期62.27 d,同比一期缩短26.0%;环空带压比例由一期的70.0%降至4.6%。研究表明,涪陵页岩气田焦石坝区块调整井钻井关键技术满足了焦石坝区块部署调整井的技术需求,支撑了涪陵页岩气田稳产增效。
井壁深穿透电控钻孔技术研究与现场试验
刘平全, 李磊兵, 施禹岑, 韩龙
2021, 49(3): 55-61.   doi: 10.11911/syztjs.2021055
[摘要](70) [HTML全文](39) [PDF 2056KB](24)
摘要:
现有水力钻孔技术虽然弥补了传统火药射孔穿透距离短、有压实效应等不足,但施工时需要油管或连续管配合,作业周期长、成本高,而且仅依靠地面泵压信号难以直接准确监测施工进程。针对这一问题,进行了井壁深穿透电控钻孔技术研究。优选直流电机代替高压水泵作为施工的能量来源;采用电缆悬吊方式代替油管或连续管传送钻孔工具,通过电缆传输电能和发送控制命令控制钻孔作业;研制实时监测系统,以及时准确地监测地层钻进过程,形成了井壁深穿透电控钻孔系统。地面试验和现场试验证明,该技术可钻入地层2.00 m以上,形成直径20.0~30.0 mm的孔道,其监测系统通过识别和记录井下霍尔传感器在地层钻进时产生的脉冲电信号,可及时准确地计算出实际钻孔长度。研究结果表明,井壁深穿透电控钻孔技术采用电缆传送,高效、快速、成本低,很好地弥补了传统火药射孔的不足,为沟通改造近井地层提供了一种新方法;同时,该技术的监测系统可在施工时对钻进长度等参数实时监测,解决了现有水力钻孔技术无法监测施工进程的问题。
巨厚砾石层气体钻井井筒不规则性对井斜的影响研究
娄尔标, 周波, 刘洪涛, 陈锋, 王文昌, 薛艳鹏
2021, 49(3): 62-66.   doi: 10.11911/syztjs.2021003
[摘要](122) [HTML全文](32) [PDF 1988KB](40)
摘要:
直井易斜和下套管困难是巨厚砾石层气体钻井存在的2个亟需解决的问题。现场测试数据表明,即使使用普遍认为具有较好控斜效果的空气锤钻井技术,井斜控制依然困难,且井筒的规则性很差,这很难用现有的控斜理论解释。现有底部钻具组合(BHA)受力模型均未考虑井筒的不规则性,都假设井筒光滑规则。为此,基于现场实测数据,利用有限元方法建立了BHA与不规则井筒相互作用的力学模型,分析了井筒不规则性对BHA受力特征的影响。模型分析表明,不规则井筒易形成附加支点,缩短有效钟摆长度,使降斜力大幅减小,甚至可能使钻头侧向力成为增斜力,造成井斜控制失败。实例分析证实,巨厚砾石层采用气体钻井时,预弯钟摆BHA所钻井筒相对较为规则,控斜效果好,下套管作业顺利。现场实测数据间接证明了井筒不规则性对井斜存在重要影响,BHA力学分析时应考虑井筒的不规则性。
顺北一区小井眼超深井井筒温度场特征研究与应用
苏雄, 杨明合, 陈伟峰, 张俊
2021, 49(3): 67-74.   doi: 10.11911/syztjs.2021006
[摘要](183) [HTML全文](43) [PDF 2571KB](65)
摘要:
顺北一区小井眼超深井井筒温度高,部分井超过国内现有测量仪器抗温能力,易引起测量仪器探管烧毁和无信号等问题。为此,建立了井筒瞬态温度场数学模型,分析了不同参数下的井筒温度场剖面特征,提出了“临界温度井深”概念。基于此概念,为了降低井底循环温度,使临界温度井深下移并到达井底,对钻井液的流变性、热属性、排量、入口温度及钻柱热属性等7个参数进行了敏感性分析,得到了能够显著影响井筒温度场的物理参数。分析发现:根据井筒温度变化曲线,可以把临界温度井深分为真实、过渡和当量3种类型;井筒温度场对钻柱导热系数、钻井液比热容、钻井液导热系数等3个参数敏感,其敏感程度为钻柱导热系数>钻井液比热容>钻井液导热系数,与之对应的是当量临界温度井深。研究结果表明,改变钻井液热属性或降低钻柱导热系数,能够有效降低顺北一区的井底循环温度。
救援井电磁探测定位方法及工具研究
郝希宁, 王宇, 党博, 李峰飞, 许亮斌, 刘正礼
2021, 49(3): 75-80.   doi: 10.11911/syztjs.2021005
[摘要](109) [HTML全文](38) [PDF 1967KB](43)
摘要:
为了提高靶点精度,连通救援井与事故井,需要利用探测定位工具确定事故井的井眼位置,而国内目前缺乏相关的成熟技术。针对这一问题,提出了一种基于对称激励的瞬变电磁救援井探测定位方法,根据麦克斯韦方程建立了探测距离和方位的计算模型,研制了救援井探测定位工具样机,进行了救援井电磁探测定位工具井下试验。试验结果显示,电磁探测定位工具的最大探测距离可达24.0 m,距离误差小于10%,方位误差小于5°。研究结果表明,该电磁探测工具可对事故井的井眼进行准确定位,可为救援井与事故井的直接连通提供保障,并为形成具有我国自主知识产权的救援井探测定位和连通技术奠定了基础。
埕海油田大斜度井超短尾管固井技术
胡晋军, 张立丽, 张耀, 孟庆祥, 黄志刚
2021, 49(3): 81-86.   doi: 10.11911/syztjs.2020132
[摘要](89) [HTML全文](39) [PDF 1682KB](33)
摘要:
埕海油田大斜度井技术套管下不到底而漏封水层,采用尾管补救固井时存在超短尾管串在大斜度井段悬重轻、丢手和判断丢手是否成功困难、水层活跃易窜流、尾管串居中度差及顶替效率低等问题,为此进行了大斜度井超短尾管固井技术研究。在封隔式尾管悬挂器下部增加牵制短节,增大尾管串悬重;使用膨胀防窜水泥浆体系,以防止地层水窜流;应用PVI软件模拟优化扶正器加装位置,提高尾管串居中度;优化固井浆柱结构及流变性能,以提高顶替效率。综合上述措施,形成了大斜度井超短尾管固井技术。该技术在埕海油田2口大斜度井进行了现场试验,试验中牵制短节反向牵引明显,尾管串丢手顺利,丢手判断明显,油水层封隔良好,后期开采获得了稳定高产油流。研究表明,大斜度井超短尾管固井技术可以解决埕海油田大斜度井超短尾管固井难题,也可为其他类似复杂情况的固井提供技术参考。
锥形齿旋冲及扭冲的破岩过程与破岩效率分析
胡思成, 管志川, 路保平, 梁德阳, 呼怀刚, 闫炎, 陶兴华
2021, 49(3): 87-93.   doi: 10.11911/syztjs.2021035
[摘要](130) [HTML全文](55) [PDF 2352KB](54)
摘要:
为了解锥形齿在旋转冲击和扭转冲击载荷作用下的破岩过程和破岩效率,采用数值模拟和试验数据验证的方法,研究了2种破岩方式下不同冲击幅值和冲击频率对应的岩石内部应力变化、岩石损伤特征、岩石破碎体积和破碎深度、破岩比功。数值模拟分析结果表明,锥形齿在旋转冲击和扭转冲击破岩过程中均表现为切削齿侵入岩石、岩石损伤贯通裂纹萌生、岩石损伤贯通裂纹扩展、裂缝贯通岩屑崩落4个阶段,拉应力是引起岩石内部到表面贯通裂缝产生的主要原因,压剪应力是岩石内部出现损伤和形成微裂纹的主要原因。随着冲击幅值和冲击频率增大,旋转冲击和扭转冲击破岩方式下,锥形齿破碎岩石的体积都会增大,但当冲击幅值和冲击频率增加到一定值时,岩石破碎体积的增加趋势趋于平缓;锥形齿旋转冲击破岩方式下的最大破碎体积高于扭转冲击破岩方式。常规切削、旋转冲击和扭转冲击3种破岩方式下,锥形齿常规切削的破岩比功最大,不同冲击幅值和冲击频率条件下,锥形齿扭转冲击破岩方式下的破岩比功普遍比旋转冲击破岩方式低。
煤层气保温保压保形取心工具研制及现场应用
王西贵, 邹德永, 杨立文, 高玮, 孙少亮, 苏洋
2021, 49(3): 94-99.   doi: 10.11911/syztjs.2021061
[摘要](70) [HTML全文](25) [PDF 4369KB](23)
摘要:
煤层气岩心从井下取到地面的过程中游离气逃逸、吸附气部分解吸和孔渗测试数据失真,严重影响了煤层气开发方案制订,为此研制了煤层气保温保压保形取心工具。设计了圆弧闭合球阀,采用全密封式球体仓,可耐受60 MPa压力,解决了保压密封失效的问题;设计了复合式保温取心内筒,采用橡胶筒存储煤心,以二氧化硅气凝胶为保温层,使取心工具具有围压加持和煤心保温的功能;优选了表镶、孕镶复合式金刚石取心钻头,提高了取心钻头进尺。G-X20井应用煤层气保温保压保形取心工具保压取心3筒次,累计进尺9.60 m,岩心收获率94.48%,保压成功率均大于80%。研究结果表明,煤层气保温保压保形取心工具的保压、保气效果良好,现场施工工艺完善,可为煤层气、页岩气等非常规油气资源的精细勘探开发提供技术支撑。
页岩气井旋转式井壁取心器爬行机构设计与优化
朱维兵, 张朝界, 庞青松
2021, 49(3): 100-104.   doi: 10.11911/syztjs.2021043
[摘要](95) [HTML全文](40) [PDF 1741KB](33)
摘要:
为了解决页岩气井旋转式井壁取心器不能靠自重下至取心位置的问题,分析了取心器的工作要求,确定了取心器在水平井中所受阻力,设计了一种由行星齿轮、锥齿轮组合传动的旋转式井壁取心器爬行机构。建立了爬行轮正压力与各参数的函数关系、支撑臂伸出速度与各参数的函数关系;以支撑臂伸出速度和支撑臂推靠力为多目标优化函数,利用正交试验分析方法,确定了爬行臂长度、支撑臂长度、爬行臂转角和偏心距等因素的影响程度,并优化了爬行臂和支撑臂的结构尺寸。分析得到:爬行臂转角对支撑臂伸出速度和推靠力的影响最大;当爬行臂转角、爬行臂长度、偏心距和支撑臂长度分别为45°、150 mm、8 mm和140 mm时,爬行臂伸出速度和推靠力最优;爬行臂和支撑臂长度优化后,可以降低支撑臂所需推靠力,提高支撑臂伸出速度。研究认为,设计的页岩气井旋转式井壁取心器爬行机构,为井壁取心器提供了一种新的驱动方式。
油气开发
体积压裂裂缝前端粉砂分布规律试验研究
张衍君, 葛洪魁, 徐田录, 黄文强, 曾会, 陈浩
2021, 49(3): 105-110.   doi: 10.11911/syztjs.2021065
[摘要](61) [HTML全文](38) [PDF 2058KB](37)
摘要:
粉砂在致密储层体积压裂中的作用尚未明确,其在裂缝前端的分布规律仍不清楚。为此,建立了利用动态滤失分析仪评价体积压裂裂缝(文中简写为“体积裂缝”)前端粉砂分布情况的模拟试验方法,在描述缝面形貌的基础上研究了粉砂的分布规律及影响因素。试验发现,携砂液在体积裂缝中逐渐滤失,滤失达到平衡后滞留在缝端的粉砂其分布差异很大;同时,随着滤失时间增长缝内压力逐渐升高,后达到稳定状态。最长运移距离和稳定压力能合理表征粉砂在裂缝前端的分布特征。缝端开度增大、缝面粗糙度减小、压裂液黏度升高,粉砂最长运移距离增加;粉砂粒度越小,最长运移距离越大。缝端开度越小、缝面粗糙度越大、黏度越高、粉砂粒度越小,缝内稳定压力越高。研究结果表明,压裂施工时添加粉砂能够封堵裂缝前端,提高缝内压力,抑制裂缝在某一方向过快增长,增加缝网复杂度。
考虑应力敏感效应的裂缝性碳酸盐岩气井拟稳态产能预测方法
李江, 陈先超, 高平, 舒成龙
2021, 49(3): 111-116.   doi: 10.11911/syztjs.2021032
[摘要](166) [HTML全文](62) [PDF 1934KB](48)
摘要:
为了准确评价非达西效应和应力敏感效应对裂缝性碳酸盐岩气井产能的影响,建立了一种双重介质径向复合二项式产能综合模型。该模型分为内外2个区域,其中内区用于模拟气井经过压裂后的生产过程,并利用该产能模型计算了四川盆地某裂缝性碳酸盐岩气藏实例井的产能。计算结果表明,与一点法相比,新模型能更合理地预测裂缝性碳酸盐岩储层气井的绝对无阻流量,现场应用效果良好。参数敏感性分析表明,应力敏感因素主要影响气井生产后期;地层系数对气井的绝对无阻流量有较大的影响,地层渗透率和地层厚度越大,越有利于气井开发。综合考虑非达西效应和应力敏感效应的裂缝性碳酸盐岩气藏产能预测模型,为气藏的高效开发和合理配产提供了理论依据。
覆膜支撑剂导气阻水效果可视化试验研究
谭晓华, 丁磊, 胥伟冲, 瞿霜, 温中林
2021, 49(3): 117-123.   doi: 10.11911/syztjs.2021064
[摘要](95) [HTML全文](24) [PDF 2012KB](32)
摘要:
为评价覆膜支撑剂的导气阻水效果,为应用覆膜支撑剂实现低渗水驱气藏控水稳产提供依据,采用喷涂工艺制备了用于水侵低渗气井压裂的覆膜支撑剂,采用水滴试验评价了其疏水性;通过填砂管相对渗透率试验,分析了覆膜支撑剂与普通石英砂的气–水两相渗透规律;模拟渗流通道建立渗流模型,进行了可视化水驱气试验,研究驱替过程中气水在普通石英砂带和覆膜支撑剂带的运移方向和规律。通过相渗试验发现,覆膜支撑剂具有提高气相相对渗透率、抑制水相流动的作用。通过可视化水驱气试验发现,覆膜支撑剂具有疏水导气的作用,与模型中处于普通石英砂带模拟井相比,处于覆膜支撑剂带模拟井的产气量大幅提高、产水量大幅降低。TN气田X21井采用覆膜支撑剂进行重复压裂后,产气量恢复正常,产水量大幅降低,实现了二次生产。研究结果表明,覆膜支撑剂具有较好的导气阻水效果,可以为低渗水驱气藏控水稳产提供技术支持。
基于最大注水效率的平面均衡驱替方法
陈存良, 马奎前, 王相, 岳红林, 吴晓慧
2021, 49(3): 124-128.   doi: 10.11911/syztjs.2021028
[摘要](75) [HTML全文](44) [PDF 1630KB](46)
摘要:
针对现有平面均衡驱替评价方法未定量考虑油藏非均质性的问题,基于注采井间动态驱替方程,并考虑油藏的非均质性,建立了注水效率与累计产油量之间的关系方程,以实现注水效率最大化为目标。然后,通过求导的方式得到了平面均衡驱替的特征条件,并以此为基础形成了平面均衡驱替注采结构调整方法。研究认为,均质油藏均衡驱替的特征条件是,各注采方向的注水量与孔隙体积的比相同;非均质油藏均衡驱替的特征条件是,平面各注采方向注水量与孔隙体积的比满足线性差异关系。海上BZ油田利用平面均衡驱替法调整注采结构后,日产油量增加155 m3,有效改善了开发效果。研究结果表明,基于最大注水效率的平面均衡驱替方法可用于指导油藏平面注采结构的调整。
胜利油田注水井分层酸化管柱研究现状及发展建议
李永康, 贾贻勇, 张广中, 王宏万, 崔玉海
2021, 49(3): 129-134.   doi: 10.11911/syztjs.2021030
[摘要](106) [HTML全文](69) [PDF 4150KB](43)
摘要:
分层酸化是胜利油田解决分注井纵向差异和堵塞的重要技术措施,分层酸化管柱是实施分层酸化工艺的重要载体。结合胜利油田油藏实际,分析了注水井分层酸化管柱技术需求,总结了该方面的研究现状。分析认为,已经形成的K344型、Y211/Y221型和Y341型等3种基本分层酸化管柱,可以满足胜利油田整装、断块、低渗透等油藏常规注水井的分层酸化需求;另外,研究的可替酸分层酸化管柱可实现酸洗功能,酸化–返排一体化管柱可实现酸化、高效返排功能,分层酸化分层注水一体化管柱可实现分层酸化、分层注水,重复酸化完井管柱可实现单层的重复酸化,这些分层酸化管柱都已大量应用,并取得了一定的现场效果。但相对于现场实际需求和日益迫切的降本增效要求,现有管柱还存在许多局限与不足,为此提出了不断优化完善分层酸化管柱、进一步研究多功能集成管柱、加强智能注水技术和智能管柱研究的发展建议。
测井录井
近钻头伽马高精度实时成像技术研究与应用
李继博, 钱德儒, 郑奕挺, 张卫, 吴金平
2021, 49(3): 135-141.   doi: 10.11911/syztjs.2021022
[摘要](117) [HTML全文](46) [PDF 2302KB](55)
摘要:
常规随钻测量工具的测点离钻头较远,无法及时准确判断钻头处的地层岩性和倾角,储层钻遇率较低,也不满足储层精确描述的要求。为此,研究了高转速条件下地层伽马射线动态扫描成像技术,以及时判断滑动和复合钻进状态下的地层岩性;研究了地层倾角的计算方法,实现了钻头处地层倾角的准确计算。研究认为,近钻头伽马高精度实时成像技术可以实时测量近钻头伽马、动态井斜角、温度及转速等参数,并进行成像,为实现钻头在储层内的精确控制提供数据。现场应用显示,该技术可以满足地质导向钻井对测量数据的需求,通过对所钻储层的精确描述及时调整钻井轨迹,从而提高优质储层钻遇率。研究结果表明,基于国产化近钻头伽马成像工具的地质导向钻井技术在薄油层、倾角变化快地层等具有较好的推广应用价值。
近钻头伽马成像仪测量结果环境校正方法研究
李洪强, 王瑞和
2021, 49(3): 142-150.   doi: 10.11911/syztjs.2021024
[摘要](148) [HTML全文](55) [PDF 4678KB](46)
摘要:
实际工况下近钻头伽马成像仪在井筒中难以保持绝对居中,需要根据偏心程度对不同方向上的伽马扇区原始测量数值进行环境校正。依据伽马成像测量原理以及近钻头伽马成像仪的结构特点,分析了不同工况下近钻头伽马成像仪偏心程度对测量结果的影响,建立了近钻头伽马成像仪偏心情况下钻井液衰减、钾基钻井液补偿等主要因素的修正图版和校正方法。试验结果表明,偏心条件下,由于井筒和近钻头伽马成像仪之间环空内钻井液的影响,根据原始伽马成像图谱计算出的地层倾角存在较大误差。采用建立的校正方法对偏心情况下的近钻头伽马成像图谱进行测量环境校正后,利用其计算出的地层倾角与地层真实倾角基本一致。研究结果表明,采用建立的测量环境校正方法对近钻头伽马成像仪偏心情况下获得的伽马成像图谱进行环境校正后,可以真实反映地层情况,计算出的地层倾角更准确。
基于水平井电阻率测井的井间夹层反演方法及应用
胡松, 王敏, 田飞, 赵磊
2021, 49(3): 151-158.   doi: 10.11911/syztjs.2021031
[摘要](141) [HTML全文](59) [PDF 2353KB](44)
摘要:
为了掌握夹层的空间分布特征,揭示剩余油分布规律,开展了井间夹层识别与预测研究。首先,根据岩心资料确定了夹层类型,并结合测井资料建立了夹层识别标准;然后,依据电测井原理构建反演算法,反演得到了水平井井轴外夹层的展布情况。研究发现,利用密度相对值与自然伽马相对值交会或补偿中子相对值与自然伽马相对值交会,能够识别研究区2类夹层;反演的钙质夹层厚度绝对误差为0.018 m,泥质夹层厚度绝对误差为0.017 m;钙质夹层较为发育,分布广,厚度变化大;泥质夹层分布数量相对较少,以顺物源北东向分布。研究结果表明,利用水平井电阻率反演井轴外夹层的分布,结合直井联合控制确定的夹层井间展布,可以提高夹层井间预测精度,为研究剩余油分布和挖潜提供依据。
涪陵页岩气田钻井技术难点及对策
牛新明
[摘要](5768) [PDF 1006 KB](4030)
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](4383) [PDF 1084 KB](4040)
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。
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](6321) [PDF 1149 KB](4193)
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。
“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](4847) [PDF 1211 KB](4020)
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](4670) [PDF 1065 KB](4505)
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](3980) [PDF 1055 KB](3695)
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。
页岩气"井工厂"钻井技术现状及展望
陈平, 刘阳, 马天寿
[摘要](4261) [PDF 1031 KB](3994)
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。
水力振荡器的研制与现场试验
李博
[摘要](4024) [PDF 1085 KB](4088)
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。
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](4188) [PDF 1031 KB](3650)
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。
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](3883) [PDF 1143 KB](3745)
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。
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](47771) [PDF 462KB](41723)
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](26472) [HTML全文](270) [PDF 1028KB](23710)
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。