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2008年  第36卷  第5期

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利用模糊综合决策方法优选水平井完井方式
汪志明, 李春艳, 魏建光, 王京通
2008, 36(5): 1-6.
摘要:
优选完井方式时应权衡多个技术经济指标,运用模糊数学理论建立各指标的隶属函数,确定其隶属度,并应用系统工程理论中的层次分析方法,确定各指标的权重,通过模糊综合决策模型,将多个指标对优选结果的影响归属到优属度值上定量优选完井方式。优选过程均有数学计算支持,相对于以往的模糊数学方法优选结果更为客观、科学、可靠。敏感性分析结果表明,优选结果对油层厚度、水平段长度、泥饼厚度和完井投资4项因素最为敏感,建议在优选前尽量提高敏感因素的准确度,使优选结果与实际更为相符。
套管-水泥环-地层系统应力分布规律研究
王耀锋, 李军强, 杨小辉
2008, 36(5): 7-11.
摘要:
在推导非均匀地应力下套管抗挤强度的解析解时,国内外许多学者采用将其分解为均匀地应力和偏差地应力两个子问题求解的方法,使问题复杂化;又因为在推导套管载荷的解析解过程中省略了小量值,还影响到求解的精度。为此,以弹性力学为基础,推导出了计算套管-水泥环-地层系统应力的线性方程组,并利用Matlab7.0编制了相应的计算机程序求解。该方法推导过程简单、求解精度高,所得结果与有限元结果相比,相对误差小于0.3%。实例分析结果表明:在非均匀地应力下套管径向压力的最大值方向指向原地应力场中最小主应力,而水泥环径向压力的最大值方向指向原地应力场中最大主应力。
海上废弃钻井液处理研究
薛玉志, 马云谦, 李公让, 周守菊, 王 萍
2008, 36(5): 12-16.
摘要:
针对胜利油田海上钻井液类型及特征,研究出了一套废弃钻井液处理工艺——化学强化固液分离技术。通过对两口井钻井液样品的试验,研究了脱稳剂类型、离心机转速、稀释比和离心时间等因素的影响,筛选出了脱稳剂,确定了最佳水力条件。对废弃钻井液固液分离出的钻井污水处理技术进行了研究,通过正交试验,筛选出了无机絮凝剂和有机助凝剂,并确定了其最佳加量。处理后的水质达到国家综合排放标准。
提高定向井第二界面胶结质量的钻固一体化技术
刘贵传, 王治法, 陈亮珍, 万绪新, 江山红
2008, 36(5): 17-20.
摘要:
定向井由于其井眼轨迹复杂、套管不易居中,导致固井顶替效率低、泥饼清除困难。而顶替不干净的钻井液和未清除的井壁泥饼与水泥浆不相溶是固井第二界面胶结质量差的主要原因。钻固一体化技术的实质是在钻井液中引入一种可固化的潜活性胶凝材料,在井壁形成可固化的泥饼,固井时通过补充潜活性材料和加入激活剂可将其转换做为固井液,有效解决了钻井液与固井液不相溶的难题。该技术在两口定向井成功应用,有效提高了油层段的第二界面胶结质量,有效防止了各种流体层间窜流的可能性。
转盘钻井条件下套管钻井管柱连接技术
刘玉民, 张洪军, 杨决算, 金志富, 李玉海, 王洪亮
2008, 36(5): 21-23.
摘要:
大庆油田为了实现对外围未动用储量的经济有效开采,开展了转盘钻井条件下的套管钻井技术研究。研究开发了固定式和铰接式套管夹持器、方套转换接头、偏梯扣加止扭台肩套管,以及特殊扣型加止扭台肩套管,详细介绍了其结构及工作机理,并对偏梯扣加止扭台肩套管的受力进行了计算分析,结果证明套管丝扣强度完全满足安全钻井的要求。室内检测和7口井的现场试验结果表明,转盘钻井条件下套管钻井管柱连接技术能满足现场使用要求。
随钻测量中井下大功率发电技术的研究与试验
李 林, 张连成, 魏志刚, 王 磊, 范锦辉
2008, 36(5): 24-27.
摘要:
随着随钻测量和井下导向控制技术的发展,随钻测量仪器和控制工具的功能越来越强,作为井下主流电源的电池已难于满足随钻测量仪器和控制工具对电力的需求。研究分析发现,用大功率发电机作井下电源是解决电力供给的较好方法。介绍了一种可匹配EM-MWD或其它随钻测量仪器和控制工具的井下大功率涡轮发电机。该发电机由发电机本体、涡轮驱动器和无接触传动机构3部分组成,在钻井液排量大于22L/s、额定输出电流为5A时,设计输出功率大于600W。在全排量的试验中,当排量在28L/s时输出功率达到了1100W。试验结果表明,该发电机达到了设计的要求。根据试验中采集的数据,分析了该发电机实际的工作特性。
天然气钻井气体回收设备的研制
付双成, 孙国刚, 柳贡慧,  姬忠礼
2008, 36(5): 28-31.
摘要:
天然气钻井过程中,井筒返回至地面的携岩天然气直接放燃,这样既浪费能源又污染环境。为了回收井筒返回至地面的携岩天然气,研究了天然气回收工艺,设计了由一级分离器、二级分离器、缓冲罐和过滤器组成的回收设备。一级分离器起预分离的作用,具有分离效率高、防粘壁、防返混的特点;二级分离器利用导叶式旋分管做分离元件。两级分离器能够除净气体中粒径大于7um的钻屑颗粒。一级和二级分离器均采用液体输送方式进行连续排料。过滤器选用了外层玻璃纤维滤芯加内层金属纤维滤芯的双层复合滤芯,过滤分离效率可达99.8%以上,能够除净气体中粒径大于5um的钻屑颗粒,可以保证过滤后的气体达到压缩机的进气要求。该回收设备不仅适用于天然气钻井中的携岩天然气回收,同时适用于其他气体钻井过程中携岩气体的净化和回收。
天然气水合物钻探取心关键技术研究进展
许俊良, 薄万顺, 朱杰然
2008, 36(5): 32-36.
摘要:
天然气水合物是一种高效、清洁的新能源,由于它的不稳定性,采用的钻探取心装置必须具备保温保压功能。目前,国内的取样装置均是在调查船上进行作业的,仅限于在10m之内的沉积物中取样,石油钻探用保压取心工具均无法达到该要求。国外资料调研表明,采用绳索保温保压取心方案可减少样品在起钻过程中的时间,使岩样尽量接近原始状态。简要介绍了国内外钻探取样技术的发展情况及天然气水合物取样方案的初步设想,目的是加快水合物的勘探步伐,使该清洁能源早日服务于人类。
LK30/2.5QZ气体钻井用空压装置噪声控制
黄小兵, 陈次昌,  李德禄
2008, 36(5): 37-39.
摘要:
我国气体钻井设备多为国外产品,因其进口交货不及时、售后服务滞后,且设备价格昂贵,严重制约着我国气体钻井技术的进一步发展。为此,我国研制了LK30/2.5QZ气体钻井用空气压缩机装置以替代进口产品。该装置的工作噪声主要集中在50~600Hz,呈低频特性,噪声强度达100dB,噪声控制方案为采用隔声罩阻断噪声传播途径及减振,分别采用了材料吸声、结构吸声、隔声及管路振动控制等降噪隔振措施。经测定,该装置噪声水平为74.8dB(A声级),降低噪声20~30dB,达到了较好的噪声控制水平。现场试验结果也表明,机组运转平稳、振动小、噪声低,各项指标都达到了国际同类机型水平。
计算流体动力学在冲击器设计和模拟中的应用
杨顺辉, 陶兴华, 殷 琨,  彭枧明, 索忠伟, 涂玉林
2008, 36(5): 40-42.
摘要:
冲击器对旋冲钻井技术的实施起着至关重要的作用。随着计算流体动力学(CFD)技术的发展,CFD也逐渐应用到冲击器的设计和模拟当中。优选了适合液动射流式冲击器性能模拟的CFD软件,建立了计算模型并进行了计算分析,同时利用先进的粒子图像测速(PIV)技术对射流元件的内部流场进行了观测,对CFD模型进行了验证。最后指出,随着计算机技术的不断发展以及CAD/CAE、CFD和PIV技术的有机融合,冲击器虚拟样机设计和模拟技术将会得到进一步的发展和提高,这也是冲击器设计和模拟技术的一个重要发展方向。
针对须家河组岩性特征选择仿生金刚石钻头参数
徐 良, 孙友宏, 高 科, 安 娜
2008, 36(5): 43-46.
摘要:
通过对四川须家河组岩石做切片分析、硬度和研磨性测试可知,该岩层石英含量高,硬度大,研磨性非常强,钻进中对钻头提出了非常高的要求。根据岩性分析,对金刚石钻头参数(如钻头胎体硬度、金刚石体积分数和粒度、仿生钻头的非光滑度等)进行了优选。介绍了仿生学的非光滑原理,并将其应用到孕镶金刚石石油钻头的设计中,以此来提高钻头的寿命和钻进效率。
疏松砂岩应力损害分析评价
孙 峰, 薛世峰, 葛洪魁, 宋丽莉
2008, 36(5): 47-50.
摘要:
疏松砂岩为应力敏感介质,完井、开采过程中储集层易产生膨胀/压实变形,造成应力损害,影响油井产能。以疏松砂岩介质的力学性能及其在孔隙流体作用下的动态应力演化过程为基础,综合考虑流体渗流、储层变形和破坏等因素,建立了流固耦合形式的疏松砂岩应力损害定量评价模型,并采用有限元数值模拟方法求解。采用该模型对胜利油田某裸眼油井疏松砂岩油藏进行了应力损害定量评价,结果表明:近井壁储集层沿最大主应力方向剪切膨胀,孔隙度、渗透率相应提高,而沿最小主应力方向区域塑性压实,孔隙度、渗透率均下降;开采过程中油藏压力衰竭导致储集层骨架有效应力增加,储层孔隙度和渗透率下降,随生产压差增大,储层渗透性能将进一步降低,生产过程中应采取必要措施以消除应力损害。
裂缝性低渗砂岩气藏水基钻井液欠平衡钻井储层保护
谢晓永, 孟英峰, 唐洪明, 王 滢, 王春华
2008, 36(5): 51-53.
摘要:
采用水基钻井液欠平衡钻进裂缝性低渗砂岩气层时,裂缝面和基质孔隙内同时存在指向地层的毛细管力,欠平衡压差并不能完全抵消该力,因而为钻井液侵入提供了驱动力。评价水基钻井液欠平衡钻井是否对裂缝性低渗砂岩储层造成损害的相关研究较少,为此,设计了一套试验装置模拟水基钻井液欠平衡钻井条件,研究了裂缝性低渗砂岩气藏在水基钻井液欠平衡钻井过程中的损害情况及其机理。研究结果表明:水基钻井液欠平衡钻井过程中逆流自吸效应以及伴随的钻井液吸附是造成储层损害的主要原因,但损害程度低,侵入深度浅;如果欠压状态不稳定,钻井液会迅速侵入裂缝,影响其渗流能力,并且这种影响随裂缝宽度的增大而增强。
松科1井(主井)防塌钻井液技术
蔡记华, 乌效鸣, 朱永宜, 谷 穗, 李晓芬, 王稳石
2008, 36(5): 54-57.
摘要:
松科1井是全球第一口陆相白垩纪科学探井,采用“一井双孔”方案,由南孔和主井(北孔)组成。主井设计井深1810.00m,连续取心1630.00m,主要钻遇以泥岩和砂岩为主的沉积岩地层,钻进过程中存在防塌、护心、井壁稳定等方面的问题和难点。针对松科1井(主井)的钻井难点,在室内钻井液体系优选的基础上,根据不同地层分别采用了PAM钻井液体系、DF-LG-CMC钻井液体系和DFD-NH4HPAN-SAKH钻井液体系,同时结合钻井液粘度控制技术、降低钻井液循环压降技术等,解决了松散砂层、水敏性泥岩和硬脆性泥岩中取心钻进的防塌钻井液技术难题,探索出了一条用低钻井液成本进行类似科学钻探工程的成功之路。
正电聚醇/KCl钻井液体系室内研究
李 胜, 鄢捷年, 李志勇, 李怀科, 曹 明, 李 礼
2008, 36(5): 58-61.
摘要:
为解决大港油田南部滩海地区因泥岩地层易剥落掉块而造成坍塌、起下钻阻卡等复杂事故的问题,并降低钻井液成本,通过分析该地区地层粘土矿物,结合地层特征对处理剂进行评价,并利用正交设计试验,优化出了适合于该地区的正电聚醇/KCl钻井液体系。其作用机理主要为浊点机理、吸附效应、协同效应、晶格作用和润湿反转作用,尤其是正电聚醇与KCl具有很好的协同效应,使正电聚醇/KCl钻井液体系能够很好地抑制页岩水化分散,起到稳定井壁的作用。评价结果表明,该钻井液体系的抑制性、流变性、滤失性、抗污染性和润滑性等性能优良。
低速注水泥时密度差对顶替效率影响 规律的数值模拟研究
杨建波, 邓建民, 冯予淇, 赵海艳, 王丹丹
2008, 36(5): 62-65.
摘要:
借助计算流体力学(CFD)软件FLUENT,对环空低速注水泥顶替过程进行了数值模拟。分析了在低流速不同偏心度条件下,密度差对顶替效率和顶替界面稳定性的影响规律:套管偏心和非正密度差顶替都会影响顶替界面的稳定性;低速顶替时正密度差顶替效果最好,负密度差顶替效果最差;在偏心环空低速顶替过程中,采用较大的正密度差能够克服偏心影响而提高顶替效率。数值模拟结果与试验结果相吻合,表明采用数值模拟方法研究低速注水泥时密度差对顶替效率的影响规律是可行的。
国外可膨胀尾管悬挂器的新进展
郭朝辉, 马兰荣,  朱和明, 汪文昌, 彭汉标
2008, 36(5): 66-69.
摘要:
近年来,随着实体膨胀管技术的不断发展,国外成功研制了可膨胀尾管悬挂器并逐渐趋于成熟,在很多油气田投入工业性应用,取得了显著的经济效益。详细介绍了里德公司的HETs-LH悬挂器、TIW公司的XPAK悬挂器、哈里伯顿公司的Versa Flex悬挂器和威德福公司的EXR悬挂器的基本结构、工作原理及现场应用情况,分析了其优缺点,并在此基础上对国内可膨胀尾管悬挂器的研究与发展提出了建议。
海洋深水钻井新概念———“ABS”装置
张 俊, 夏宏南, 孙清华, 屈胜元, 严维峰
2008, 36(5): 70-71.
摘要:
为解决使用水下井口施工带来的问题,挪威开发出了人工浮筒海底(ABS)。介绍了ABS的构造和主要技术参数,预测了ABS的应用前景及使用ABS在深水作业时的风险。使用ABS在深水作业时最大的风险是:如果ABS与连接管柱之间出现脱落,ABS快速上浮冲撞平台会导致财产损失、人员伤亡和环境污染。由于应用ABS可以延伸和扩张半潜式钻井平台的能力,有效利用现有的半潜式钻井平台,达到提高深水油田开发效益的目的,因此应用前景广阔。
二段直线法预测高含水期油田开发指标
高丽, 宋考平, 马春华, 李丽丽
2008, 36(5): 72-74.
摘要:
高含水期马克西莫夫-童宪章(甲型)水驱规律曲线发生上翘,用于油田动态分析时误差较大,分析认为曲线上翘的原因是,油水相对渗透率比(Kro/Krw)与含水饱和度(Sw)在半对数坐标系下,高含水期曲线直线段再次发生向下偏折,出现第二段直线段。在此基础上引进了二段直线法,即甲型水驱规律曲线在中含水期及高含水期各成直线段。运用几种水驱规律曲线公式,分别计算了大庆油田杏北开发区西部过渡带和杏四~六面积区块未措施井的可采出储量,并验证了累积产油量和含水率。结果表明,高含水期二段直线法优于甲型、西帕切夫(丙型)和张金庆型水驱规律曲线。
纳米SiO2改性稠油高效破乳剂的研制及应用
辛迎春
2008, 36(5): 75-77.
摘要:
针对稠油脱水困难的问题,利用纳米SiO2的表面效应对现有常规聚醚破乳剂进行改性,采用表面接枝聚合法合成了纳米SiO2改性破乳剂。纳米SiO2具有粒径小、比表面积大的特性,通过对其进行表面改性处理,消除了纳米SiO2团聚现象,然后将其与常规聚醚破乳剂进行表面接枝聚合,合成了稠油高效破乳剂。室内评价结果和孤东四号聚合站的现场应用结果表明,纳米SiO2改性破乳剂比常规破乳剂破乳脱水效果好,不但破乳脱水速度快,而且脱出水清,脱水性能提高20%。
水平井水平段长度计算及影响因素分析
周生田
2008, 36(5): 78-80.
摘要:
由于水平井水平段的流动是变质量流,因此在水平井水平段存在流动压降,特别是当水平段较长时,会导致水平段井筒末端油藏和井筒的压降很小甚至为零。因而研究水平井水平段有效长度对水平井设计具有重要意义。在考虑水平段流动阻力的情况下,对水平段流动进行了简化,建立了计算水平井水平段长度的模型。对于一定的生产压差和预期达到的产量,利用该模型可以计算出所需水平段长度;反之,对于一定的生产压差和预期的水平段长度,利用该模型可以计算水平井所能达到的产量;并可利用该模型对影响水平井产量的因素进行敏感性计算分析。井例计算表明,对于具体油藏中的具体水平井存在一个最优的水平段长度。
秋南1井206.4mm超深小间隙长封段尾管固井技术
徐孝光
2008, 36(5): 81-83.
摘要:
秋南1井四开井段采用直径215.9mm钻头钻至井深6476m,钻进中存在钻井液密度大、环空间隙小、盐膏层蠕变严重、井底温度高、井下压力大、压力窗口窄和封固段长等难点。在详细分析主要固井难点的基础上,采用了尾管固井的方式,选择了贝克休斯公司的HMC型液压悬挂器及其工具附件,优选了高密度抗盐双凝水泥浆体系,并使用固井设计软件对该井尾管固井进行了详细的设计,制定了主要的技术措施。现场施工顺利,固井质量合格,达到了封固盐膏层、保护套管的预期目的。
国内固井质量检测技术发展现状分析
李世平, 李建国, 于 东
2008, 36(5): 84-86.
摘要:
目前国内固井质量检测方法主要有声幅测井、声幅/变密度测井、SBT扇区胶结测井、PET成像测井和声波/伽马变密度测井。在介绍这些方法检测固井质量原理的基础上,对各种检测方法进行了分析对比,总结出了各自的优缺点。结合勘探开发对固井质量的要求和国内固井质量检测技术的发展现状,指出了国内固井质量检测中存在的问题,并给出了具体、合理又实用的建议。