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2010年  第38卷  第4期

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套管柱井口装定计算方法研究
韩志勇
2010, 38(4): 1-6. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.001
摘要:
传统的套管柱井口装定计算方法,由于在计算套管柱轴向力时采用的是压力面积法,导致计算过程复杂繁琐。为此,采用浮力系数法,重新推导了套管柱井口装定计算的整套公式,并给出了按照复合管柱和单一管柱计算的井口轴向力计算公式。算例计算表明,浮力系数法更简单、更准确,因而更实用。
深水钻井隔水管脱开模式下纵向动态行为研究
张炜, 高德利
2010, 38(4): 7-9. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.002
摘要:
钻井隔水管在一些特殊情况下会与水下井口紧急脱开,其纵向固有频率很有可能落入波浪的能量窗口而发生纵向共振,造成隔水管损坏,甚至有可能对平台造成损伤。将隔水管视为均质等截面弹性细直杆,建立了隔水管纵向振动波动方程。把隔水管的纵向振动视为自由振动,根据边界条件,利用数值方法,求出了隔水管纵向自由振动的固有频率。考虑动态放大系数计算了隔水管的动态载荷。计算结果表明,隔水管的自身重量影响其纵向振动的固有频率和动态载荷,并根据此提出了避免隔水管与波浪发生共振,减少其动态载荷的方法。
旋转导向钻井稳定平台控制系统仿真研究
薛启龙, 韩来聚, 杨锦舟, 黄蕾蕾, 施斌全
2010, 38(4): 10-14. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.003
摘要:
深入分析了调制式旋转导向钻井系统稳定平台的控制原理,在MATLAB/SUMULINK中建立了其控制系统模拟模型。该模型充分考虑了井下复杂状况,引入了一系列影响控制系统的因素,如上下涡轮电机的相互影响、轴承对平台的摩擦扭矩、旋转的钻井液传递给平台的黏滞摩擦扭矩、盘阀系统传递给平台的摩擦扭矩等。采用传统的PID控制算法,即使在采用最优PID参数的情况下,仍然无法得到令人满意的效果。鉴于此,提出了一种采用偏差模糊控制和微调增量的新型模糊控制算法。模拟结果表明,所采用的模糊控制方法能够更快地跟随控制信号,并且超调量较小,提高了系统的抗干扰能力。
提高油井水泥石抗CO2腐蚀外掺料的性能
张亮, 姚晓, 罗霄, 毛敬勋, 王顺利, 张嵇南
2010, 38(4): 15-18. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.004
摘要:
为提高油井水泥石抗CO2腐蚀的能力,进而提高油气藏开采质量和油井开采寿命,开发了抗CO2腐蚀外掺料F1。通过测试水泥石腐蚀前后抗压强度、渗透率、孔结构(MIP法测定)等性能及分析水泥石样品微观形貌和其腐蚀产物,评价了掺入F1水泥石的抗腐蚀性能。结果表明:在CO2分压2 MPa、150 ℃腐蚀介质中养护28 d,掺入抗CO2腐蚀外掺料F1能够明显提高水泥石的抗CO2腐蚀性能。主要表现为:水泥石试块腐蚀后的抗压强度较未腐蚀水泥石试块有所提高;与原浆加砂水泥石相比,水泥石总孔隙率明显降低,且孔径分布趋于无害孔化(50 nm);水泥石在7 MPa驱替压力下的水驱渗透率为0(原浆加砂水泥石的渗透率为0.91×10-3μm2)。F1的掺入使水泥石生成结构稳定的铝取代的雪硅钙石,有利于水泥石抗CO2腐蚀能力的提高。
加载速度对单齿压入破岩过程的影响
石祥超, 孟英峰, 李皋, 李家学, 赵向阳
2010, 38(4): 19-21. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.005
摘要:
由于试验条件及途径对单齿压入试验结果有重要影响,因此,应用三维显示有限差分程序,模拟了单齿压入岩石的破碎过程,分析了不同加载速度对单齿压入破岩过程的影响。结果发现,随着加载速度的加快,破坏单元的累计总数减少,破坏单元的累计数曲线波动幅度加大;随着加载速度的加快,峰值强度及所对应的侵入深度增大,侵入载荷曲线的波动幅度增大;当加载速度较低时,侵入载荷曲线的波动幅度不大,并呈现出逐渐上扬的趋势;当加载速度较快时,侵入载荷曲线呈现出波动衰减趋势。
川西深井井下复杂情况及故障预防与处理
徐进, 胡大梁, 任茂, 廖忠会, 黎昌华
2010, 38(4): 22-25. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.006
摘要:
川西地区具有井深、地层温度和压力高、压力系统多等特征,钻井过程中存在一系列技术难题:地层裂缝发育,裂缝分布难以预测,井控风险很大,尤其是又喷又漏的复杂井控问题突出;地层岩性纵向上砂泥岩、页岩、碳质页岩、薄煤岩互层频繁,井眼稳定性差;深层岩石致密、可钻性差,钻井周期长。这严重影响了川西深层的勘探开发进程。为此,西南油气分公司开展了深井钻井提速活动,针对川西地区地质构造复杂、喷漏故障发生概率高的情况,坚持“以防漏为主,堵漏为辅”的原则,根据地层和钻具等情况,采取相应的技术措施;针对钻具失效故障频发的情况,制定了保证下井钻具质量、优化钻具组合和钻井参数等技术措施;针对套管磨损,制定了优化井身结构设计和套管选型、提高钻井液润滑性能、使用非金属防磨套、保证井身质量等措施。川西地区采取以上技术措施后,井下复杂情况及故障显著减少,故障预防和处理水平得到了提高。
元坝地区钻井提速探索与实践
高航献, 瞿佳, 曾鹏珲
2010, 38(4): 26-29. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.007
摘要(17843) [PDF 427KB](3493)
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。
川西深井提高钻井速度配套技术
蒋祖军, 肖国益, 李群生
2010, 38(4): 30-34. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.008
摘要:
川西地区须家河组气藏埋藏深、岩性致密、研磨性强、可钻性极差。钻井面临的突出问题是机械钻速低、钻井周期长。针对须家河组气藏钻井难点,重点从井身结构、钻井工艺、破岩工具以及钻井液方面入手进行分析,提出了提高川西深井钻井速度的配套技术,即:优化井身结构,推广应用欠平衡钻井技术,在新型井身结构下应用“长寿命螺杆+高效钻头”和“涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术及垂直钻井技术,优化钻井液性能等。2008—2009年,川西地区深井钻井应用该配套技术后,平均机械钻速较2006—2007年提高20%,钻井周期缩短30%。建议川西地区进一步推广应用该提速配套技术,并进行新技术、新工具的应用试验,以便进一步提高该地区的钻井速度。
空气钻井技术在元坝地区的应用
肖新磊
2010, 38(4): 35-37. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.009
摘要:
元坝地区应用空气钻井技术钻进时,大尺寸井眼携岩差,上部地层易出水,钻进中频频出现断钻具故障。针对大尺寸井眼段的携岩问题,提出采用空气钻井最小气体流量计算方法确定空气、泡沫钻井时携岩所需要的最小气体流量;优选出了适合该地区空气钻井的牙轮钻头和塔式钻具组合;针对元坝地区空气钻井过程易出现地层出水、断钻具、井斜和井壁垮塌等复杂情况,也提出了相应的处理方法和技术措施,并针对元坝地区推广应用空气钻井技术,提出研制性能可靠、使用寿命长的空气锤,防止空气钻井转换为常规钻井液钻井时出现井下复杂情况的建议。
复合钻井技术在元坝地区陆相地层中的应用
董明键, 肖新磊, 边培明
2010, 38(4): 38-40. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.010
摘要:
川东北元坝地区陆相地层,特别是须家河组地层具有研磨性强、可钻性差的特点,致使该地区陆相地层的机械钻速较低,而“PDC钻头+螺杆”和“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术可以提高机械钻速。在元坝地区陆相地层的应用表明,与常规钻井技术相比,“PDC钻头+螺杆”和“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术均能提高该地区的机械钻速和单只钻头进尺,但“PDC钻头+螺杆”复合钻井技术只适用于该地区的上沙溪庙组地层,“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术适用于须家河组地层。复合钻井技术的成功应用为高研磨性的元坝地区陆相地层提速提供了一种有效的技术手段。
元坝地区Ф146.1mm尾管固井技术难点与对策
周仕明, 李根生, 方春飞
2010, 38(4): 41-44. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.011
摘要:
元坝地区已完成11口井的Ф146.1 mm 尾管固井施工,其中有5口井固井质量不合格,合格率只有54.6%,这严重影响了地层评价及油气勘探开发进程。计算分析认为,不能压稳易导致气窜、窄间隙偏心、环空顶替效率低、井下高温及存在腐蚀性气体是该地区产层固井质量低的主要原因。室内数值模拟结果表明,水泥浆顶替效率随着偏心度的增大近似呈指数降低,而通过改善隔离液的稠度系数与流性指数可有效提高顶替效率,从而提出了合理设计环空液柱结构并采取环空加压措施以确保压稳、改善隔离液的流变性能、应用高温胶乳水泥浆体系等提高固井质量的技术措施,并在元坝11井Ф146.1 mm尾管固井中进行了应用,固井质量合格率100%,优良率85.9%。
充气泡沫钻井液在元坝地区陆相地层的应用
王文刚, 王萍, 杨景利
2010, 38(4): 45-48. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.012
摘要:
针对川东北元坝地区地层硬度大、研磨性强、可钻性差、用常规钻井液机械钻速较慢、采用气体钻井常因地层出水无法顺利实施的情况,优选出了适合该类地层钻进的充气泡沫钻井液。室内性能评价试验表明,优选出的充气泡沫钻井液可以携带出地层水和岩屑、抑制岩屑水化分散。优选出的充气泡沫钻井液在元坝地区4口井的上部可钻性极差的砂泥岩地层进行了应用,结果表明,优选出的充气泡沫钻井液解决了气体钻井钻遇出水地层无法实施、井壁稳定及大尺寸井眼携岩的问题,提高了钻井速度,缩短了钻井周期,可以满足元坝地区陆相地层快速钻进的需要。
变注入参数空气钻井流场模拟对比分析
朱红钧, 林元华, 李强, 杜仁德, 王新虎, 牟鹤林
2010, 38(4): 49-52. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.013
摘要:
空气钻井具有钻速快、成本低、对储层伤害小等特点,但关于井内流场分布及工艺参数研究仍不够完善。基于流体动力学方法,利用Fluent软件对空气钻井不同注入参数下的流场进行了数值模拟,得出了井内压力和流速分布。结果表明:过流截面积变化与钻具表面的粗糙度均会影响流场,关键部位因环空截面积的增大流速明显减小,易于岩屑的沉积;注入压力一定时,井口是否采用回压,要根据井筒内具体的流速分布确定,流速既要满足携岩要求又不可超过冲蚀速度。因此,根据井眼净化要求,结合冲蚀控制标准,利用Fluent软件进行多组次模拟分析对比,可取得较优的工艺参数组合,为空气钻井注入参数设计提供了一种简单、快捷的方法。
无风险钻井关键技术及其应用
张卫东, 何德磊, 袁文奎, 黄杰
2010, 38(4): 53-58. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.014
摘要:
各种先进设备和工具的广泛应用为提高钻井效率、降低钻井成本起到了积极作用,但是各种复杂钻井故障仍然是影响钻井周期和钻井成本的主要因素。无风险(NDS)钻井技术通过钻前详细计划、钻进过程中收集各种可用的实时信息,预测可能出现的风险,并给出减小或消除风险的措施,从而减少甚至消除钻井过程中故障的发生,实现无风险钻井的目标。介绍了NDS钻前风险预测、随钻风险发现、随钻风险决策及钻后风险评价技术,并对NDS技术在北海Mungo油田的实际应用进行了详细介绍。
新926-2井沙溪庙组气层射孔完井后突发井喷原因分析
张仕强, 吴月先, 张杰, 陈怀高, 钟水清, 李闽
2010, 38(4): 59-62. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.015
摘要:
气井射孔完井后,仍有突发井喷出现,值得引起高度重视。针对新926-2井沙溪庙组气层射孔完井后突发性井喷的问题,剖析了新场气田沙溪庙组复杂气藏的地质特征,介绍了新926-2井井喷及压井的概况。分析了井喷原因:气藏高压是动力,较大产气量是物质基础,Ⅰ类储层是气源,裂缝是气的高导流通道,井喷推迟由堵塞引起的,未观察到溢流、失去防范时机,油管高速流使井喷来势猛烈。得到的启示是:注重裂缝储层预测,提高钻井水平,改进完井技术,完善压井后期的处理措施。
挤压法压井计算与应用
李勇政, 袁骐骥, 方军, 康伟
2010, 38(4): 63-66. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.016
摘要(6279) [PDF 412KB](10035)
摘要:
挤压法压井是在不能建立正常循环时实现井控的一种有效方法,它的基本思路就是在井口设备、套管抗内压强度、地层破裂压力等所有因素安全的前提下进行压井施工,在井口将压井液通过环空或钻柱泵入到井内,将井内溢流气体或混合流体压回地层并重新建立循环。根据在挤压法压井的原则,总结了挤压法压井应用条件和注意事项。根据挤压法压井原理进行了理论推导,建立了相关参数的数学模型,并编制了计算程序。实例计算表明,所编制挤压法模拟计算程序计算结果正确,可用于挤压法压井模拟计算。
缅甸D区块二开井段防斜钻具组合优选
王斌, 李洪乾, 李强
2010, 38(4): 67-69. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.017
摘要:
缅甸D区块处于高陡构造,上部地层的地层倾角大,地层软硬交互频繁,在二开钻进过程中井斜角难以控制,随井深增加呈增大趋势。在分析常用防斜钻具组合(塔式钻具组合、钟摆钻具组合、刚性满眼钻具组合)的降斜能力及特点的基础上,结合缅甸D区块二开井段的地层特征,优选出塔式钻具组合做为钻进该区块二开井段的钻具组合。现场应用表明,该区块二开井段采用“PDC钻头+塔式钻具组合”或“PDC钻头+螺杆钻具”钻进,均能实现防斜打快的目的。建议在缅甸D区块二开井段推广应用“PDC钻头+塔式钻具组合”或“PDC钻头+螺杆”的钻具组合,以实现防斜打快、提高勘探开发进度的目的。
前34井充氮气欠平衡钻井设计与施工
陈勋
2010, 38(4): 70-74. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.018
摘要:
为准确评价前进潜山腰部太古界地层的含油气情况,辽河油田在前34井应用了充氮气欠平衡钻井技术。该井钻前使用UBDS Ver6.2欠平衡钻井多相流动计算软件系统进行了水力参数设计,分析了井口套压及起下钻过程对欠平衡钻井的影响,最终确定了充氮气欠平衡钻井技术方案:采用密度1.20 kg/L的无固相钻井液为充气钻井基液,井底欠压差-3.5~-1.7 MPa,液相排量12 L/s,注气量25 m3/min,井口套压控制在2 MPa以内,起下钻速度不超过0.5 m/s。该井在钻井过程中严格按照设计施工,真正实现了井底欠平衡,避免了井漏等井下复杂情况,有效保护了储层。该井与使用常规钻井技术的同类型井相比,机械钻速提高了21%。该井充氮气欠平衡钻井的成功,验证了太古界地层深井充氮气欠平衡钻井的可行性,为辽河油田低压潜山深部油层勘探开发过程的油气层保护和储能评价提供了一条新的技术途径。
不同密度水泥石和微环尺寸情况下的套管波特征
郭辛阳, 沈忠厚, 步玉环, 李娟, 苏远大
2010, 38(4): 75-78. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.019
摘要:
利用声波变密度测井评价固井质量时,掌握不同情况下套管波的特征有助于套管波的分析和剔除,提高固井质量评价的精度。利用实轴积分法模拟分析了不同密度水泥石、不同微环尺寸情况下的套管波时域和频谱特征。结果表明:对于正常密度水泥石,第一、二界面完全胶结时,无套管波;第一界面存在不同尺寸微环时,套管波出现且套管波频率相同,但幅度差别不大。对于低密度水泥石,第一、二界面完全胶结时,出现较小幅度套管波,且水泥石密度越低,套管波幅度越大;第一界面存在不同尺寸微环时,套管波出现且各套管波频率相同,但幅度差别不大。对于同一套管,不同密度水泥石、不同微环尺寸情况下套管波具有相同的频率。
甲酸盐钻井液完井液研究与应用
王西江, 曹华庆, 郑秀华, 于培志
2010, 38(4): 79-83. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.020
摘要:
钻进高温高压地层时,常规高密度钻井液完井液因其重晶石含量高、高温稳定性不好及流变性难以控制等原因,常常不能满足现场钻井和完井的需求。为此,在分析甲酸盐的抑制性、增黏性和毒性的基础上,筛选出了以甲酸盐溶液为基液的甲酸盐钻井液完井液配方,评价了其抑制性、抗污染能力和油层保护效果。甲酸盐钻井液完井液性能评价试验及在库1井的现场应用效果表明,甲酸盐钻井液完井液具有密度可调、高温稳定性好、抑制性强、抗污染能力强、低毒且易降解、油层保护效果好等特点,能很好地满足高温高压地层钻井、完井的需要。
底部钻具组合的涡动特征分析
姚永汉, 狄勤丰, 朱卫平, 胡以宝, 王文昌, 姚建林
2010, 38(4): 84-88. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.021
摘要:
编制了井底钻具组合动力学特性的模拟程序,模拟结果与文献中的结果对比表明,所编模拟程序的模拟结果正确。利用井底钻具组合动力学特性的模拟程序模拟了钻铤形心的径向速度、径向加速度、涡动加速度、涡动速度功率谱以及相图,较全面地反映了井底钻具组合的动力学特性。结果表明:井底钻具组合在特定的情况下可以做规则涡动,更多的是做非规则涡动,没有运动周期;做规则涡动时,钻铤形心的涡动速度较小,其径向速度、径向加速度和涡动加速度均为0。在文中条件下,钻铤形心的涡动速度高达568.73 r/min,远大于规则向后涡动速度(79.41 r/min),该种状态的出现对钻具组合的导向能力及安全性将造成很大的的影响,值得进一步探讨。
钻井液高速离心机变频调速闭环控制系统研制
冯来田, 董怀荣
2010, 38(4): 89-93. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.022
摘要:
为使钻井液离心机的参数能够根据钻遇地层、井深和钻井工艺的变化自动调节,研制出了基于离心机主电机电流为控制信号的变频调速闭环控制系统。详细阐述了基于离心机主电机电流为控制信号的变频调速闭环控制系统的原理、控制流程以及控制过程设定。现场应用表明:钻井液离心机配套变频调速闭环控制系统,能够根据钻井工艺实际情况以及钻遇不同地层使用钻井液的黏度、密度和排渣量的变化,利用离心机主电机电流信号,自动调节供浆泵的排量和高速离心机的实际参数,实现钻井液离心机闭环控制,保证排渣量和离心机的处理能力始终处于最大状态;钻井液离心机变频调速闭环控制系统的参数能够自动调节,并能实现自我保护,可有效避免离心机过载、堵塞等故障的发生,提高离心机的运行可靠性,减少因意外故障而造成的不必要的经济损失。
考虑表皮影响的底水油藏水平井流动分析
廉培庆, 程林松, 张继龙, 程佳
2010, 38(4): 94-98. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.023
摘要(4201)
摘要:
考虑变表皮系数的影响,建立了水平井井筒与底水油藏的耦合模型,可应用于非稳态和稳态流动阶段。给出了模型的求解方法,并编制了相应的计算机程序进行了实例计算。结果表明:底水油藏水平井非稳态流动阶段持续很短时间便进入稳态流动阶段;由于摩阻和加速度的影响,井筒内存在一定的压力降,与摩阻压降相比,加速度引起的压降较小;忽略井筒压降的井筒流量分布误差非稳态阶段比稳态阶段要大;表皮效应对井筒流量分布有一定的影响,随着表皮系数的增大可以使井筒流量分布更加均匀;表皮系数沿井筒变化时,井筒流量分布的均匀性比定表皮系数时差。
压裂水平井裂缝参数优化实验
袁帅, 李春兰, 曾保全, 李想, 苏宏益
2010, 38(4): 99-103. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.024
摘要:
压裂是开发低渗透油气藏的有效技术手段,人工裂缝参数是影响水平井产能的主要因素,因此压裂前需分析裂缝参数对压裂水平井产能的影响。针对低渗透油藏井网产能以及单缝贡献率物理模拟研究成果甚少的现状,利用电解模拟实验,分析了水平段封闭条件下交错排状井网中水平井不等缝长压裂、人工裂缝数以及裂缝穿透比对单条裂缝及井网产能的影响规律。结果表明:在总缝长一定时,不等缝长压裂对井网产能影响很小;在固定水平段长度和固定裂缝间距两种情况下增加压裂水平井人工裂缝数,单井产量递增,但缝数增加到3条后,增产幅度逐渐变缓;增大人工裂缝穿透比,中缝贡献率减小,端缝贡献率增大,但井网产量增幅不明显。
泡沫渗流机理及渗流模型研究
王玉斗, 李茂辉, 温科扬, 魏学敬
2010, 38(4): 104-107. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.025
摘要:
利用稳态法测量了气、液流速对泡沫渗流的影响及气液两相相对渗透率曲线,结果表明:液相渗透率不因泡沫的存在而改变;存在临界含水饱和度,当含水饱和度小于临界饱和度时,泡沫不能稳定存在,气相渗透率与无泡沫时相同,当液相饱和度大于临界含水饱和度时,泡沫稳定存在,气相渗透率大幅度降低;泡沫具有剪切变稀的特性。基于分离压力和毛细管压力对气液相对渗透率规律进行了合理的解释。考虑发泡沫剂质量分数、油相饱和度、渗流速度及临界含水饱和度的影响,建立了泡沫作用下气液两相相对渗透率数学模型,利用该模型对试验结果进行了拟合,并与文献中的模型进行了对比,结果表明,所建模型可以很好地拟合试验结果,实用性强。
非定向全直径岩心现今地应力特征试验测试一体化研究
谢润成, 周文, 杨志彬, 张生军, 杨元科, 周秋媚
2010, 38(4): 108-111. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.026
摘要:
岩石地应力的大小与方向在钻井工程、压裂工程等方面具有重要的参考价值。实验室测试岩心地应力是获取井下原岩现今地应力特征的有效方法之一。但定向取心成本高、工序繁多,因此,现场多为非定向岩心。在文献调研的基础上,分别介绍了古地磁法、声波各向异性法和差应变法,及它们确定地应力方向和大小的原理,建立了非定向全直径岩心实验室测试地应力大小及方向的一体化方法。现场实际井下岩心测试应用表明,该一体化方法的测试结果与成像测井结果具有一致性。
城壕油田西259井区长3特低渗透储层特征及综合评价
杨慧, 丁丽可, 莫建武, 梅丽
2010, 38(4): 112-117. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.027
摘要:
利用测井资料、铸体薄片、扫描电镜、X-衍射、粒度分析和压汞等化验分析资料,综合分析了城壕油田西259区块长3特低渗透储层的岩石学特征、微观孔隙结构特征及它们的影响因素,评价了该储层的储集性能。长3油藏的储层物性总体较差,粒间孔、溶蚀孔、晶间孔等孔隙发育,孔隙结构属小孔隙、微细喉道类型。长3油藏的特低渗透特征受沉积作用和成岩作用的共同影响,沉积微相控制着储层特征,水下分流河道和河口坝明显好于水下分流间湾,而且成分成熟度低和粒度偏细也是造成特低渗的主要因素之一;同时成岩压实、胶结作用使储层的孔隙度、渗透性进一步减小、变差,而溶蚀作用和成岩缝的产生又在很大程度上改善了储层的特低渗透特征。将长3油藏储集岩分为3类进行了综合评价,认为水下分流河道与河口坝砂体是主要储层分布相带。
绕丝筛管高压充填防砂井失效原因及对策
金潮苏
2010, 38(4): 118-120. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.028
摘要:
绕丝筛管高压充填防砂工艺是目前孤东油田应用最多、成功率最高的防砂工艺,但有些油井在采用绕丝筛管高压充填防砂后,短时间内供液能力变差,产液量下降,严重影响该油田的开发效益。分析认为,绕丝筛管高压充填防砂井失效是由砂桥被破坏、砾石粒径与地层砂不匹配及施工参数不合适造成充填砂体及绕丝筛管堵塞造成。提出了以下防治措施:采用托砂皮碗防止砂桥被破坏,优化砾石粒径,研制新型携砂液,优化生产参数,评估油井生产能力。该油田采取以上防治措施后,维持了油井的供液能力,延长了防砂有效期。
应用Darcy-Stokes方程求解缝洞型介质的渗透率
赵永强, 闫国亮, 谭猛
2010, 38(4): 121-124. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.029
摘要:
在对碳酸盐岩储层渗透率进行定量计算和预测时,目前主要采用多重介质模型对该类油气层进行数值模拟,但存在大洞穴、大裂缝不适合作为连续介质处理,大洞穴的等效渗透率难以确定等问题,因此,使用了一种更精细的求取缝洞型介质渗透率的方法:在微观尺度上,用Stokes方程模拟流体在缝洞中的流动特性,用Darcy定律模拟岩石基质中流体的渗流特性,在它们的界面利用Beavers-Joseph-Saffman边界条件,建立了Darcy-Stokes方程。在此基础上, 构建了3个二维缝洞型介质的概念模型,应用区域分解算法计算了概念模型的渗透率,并用解析方法进行了验证,结果表明,该计算方法与解析方法相吻合。最后讨论了孔洞形状、裂缝张开度对渗透率的影响,计算结果表明,裂缝张开度是影响缝洞型介质渗透率的最重要的因素。
海油陆采水平井桩147-平1井钻井技术
吕兴辉, 李燕, 常领, 巴涛
2010, 38(4): 125-128. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.030
摘要:
桩147-平1井是胜利油田在桩西滩海地区部署的一口重点海油陆采井,同时也是该地区第一口开采沙2段储层的深层水平井。该井井眼尺寸大、水平段长、摩阻大,上部地层泥岩造浆严重,中部砾岩层不稳定,下部地层泥岩易剥蚀坍塌。采用拟悬链线剖面、选用“PDC钻头+单弯螺杆+FEWD”导向钻具组合,控制和监测摩阻与扭矩,降低了摩阻,保证了实际井眼轨迹与设计井眼轨道重合,确保了水平段始终在油层最佳位置穿行;采用短起下钻、分段循环等手段有效清除了岩屑床,保障了井眼清洁和井下安全;采用高效润滑防塌钻井液,根据地层特点合理调整钻井液性能,满足了全井井壁稳定、携岩和润滑的要求;采用在水平段不同位置下入两段筛管而中间可疑层段加管外封隔器的完井方法,提高了水平井的产能。系统介绍了桩147-平1井井眼轨迹控制技术、摩阻与扭矩控制与监测技术、井壁稳定与井眼净化技术、钻井液维护处理措施、完井技术措施。
激光破岩方法研究及在石油钻井中的应用展望
徐依吉, 周长李, 钱红彬, 宋鹏
2010, 38(4): 129-134. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.031
摘要:
激光钻井破岩研究是钻探工程领域一项具有前瞻性的应用基础理论课题,它包括5大基础科学问题,即激光/岩石/流体相互作用原理、岩石相变的热力学与传热学理论、强激光的传输变换与微型化原理、激光破岩岩屑运移的多相流动理论、激光钻井的安全与环境保护科学等。阐述了激光直接破岩的机理,即击碎、熔化和蒸发的作用,并综述了国内外激光破岩试验研究成果,解释了比能、二次作用等专业概念;主要对激光破岩试验中出现的岩石热裂、液体汽化效应进行了分析,得出了影响激光热裂岩石、激光汽化钻井液的因素,从理论上探讨了激光-气体机械联合钻井与激光激励汽化射流辅助钻井方法的可行性,同时指出了发展激光钻井技术的优势及难点,为激光技术在钻井中的应用指出了研究方向。