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2008年  第36卷  第2期

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新一代钻井井史管理系统的设计与展望
樊洪海, 纪荣艺, 刘 鹏, 李绪阁
2008, 36(2): 1-3.
摘要:
从可实现的角度和新软件发展观出发,阐述了目前钻井井史管理系统的现状和特点,指明了新一代钻井井史系统设计的关键技术。弹性的数据库设计将为数据挖掘带来方便,柔性的软件框架设计将为平台提供无限的功能扩展。创新性地提出了以支持插件为代表的新一代钻井井史管理软件架构,将新的软件设计思维注入到石油钻井系统的开发中。
非均质油层空气泡沫驱提高采收率试验研究
王杰祥, 李 娜, 孙红国, 高海涛, 许万坤
2008, 36(2): 4-6.
摘要:
中原油田胡12区块是一主力区块,由于油层非均质性强,导致注水开发后油井含水上升速度快,水淹严重,油藏采收率低。为进一步提高油藏采收率,达到降水稳油的目的,模拟其油层条件,建立了非均质油层模型,以廉价的空气为基础,进行了空气泡沫驱油提高采收率室内试验,主要进行了不同注入方式、不同气液比对采收率影响的试验。试验结果表明,发泡剂、空气交替注入,发泡剂、空气、水交替注入,泡沫、空气交替注入3种注入方式中,泡沫、空气交替注入方式效果最好;气液比在1∶1~3∶1范围变化时,最佳气液比为3∶1。试验结果证明了空气泡沫驱能大幅度提高胡12区块油藏采收率,适用于高含水、非均质油藏,是一种有前途的三次采油方法。
受限湍流冲击射流的数值模拟
王明波, 王瑞和
2008, 36(2): 7-9.
摘要:
海洋石油工程中,拆除废弃平台和报废井口的方法主要有机械切割、炸药爆破和高速射流切割等。机械切割的效率较低,费用高;炸药爆破方法对周边的海洋环境造成不良影响,于是人们开始利用高压射流切割技术。为了加速高压射流切割技术在海洋石油工程中的应用,采用有限体积法,结合标准κε湍流模型和雷诺应力模型对切割过程中所遇到的稳态、不可压缩的轴对称受限湍流冲击射流进行了数值模拟,并将计算结果同试验数据进行了对比。结果表明:预测结果同试验数据吻合良好,雷诺应力模型由于采用了湍流的各向异性假设条件,在对时均流动参数的预测方面要优于采用湍流各向同性假设条件的标准κ-ε模型。
管柱内外承压时轴向力测量技术研究
邓 旭
2008, 36(2): 10-13.
摘要:
介绍了应变式传感器的结构组成及其基本原理,分析总结了应变式传感器弹性体的设计理论。着重论述了管柱内外承压时轴向力测量的基本方法,提出内压测量影响度的概念,并对不受内部液压及受内部液压影响的弹性体结构进行了对比分析。利用有限元分析软件ANSYS仿真分析了弹性体的结构强度、轴向应力及径向应力的分布情况,并优化了弹性体贴片部位的结构设计。管柱内外承压时轴向力测量技术的研究对于三维受力管柱轴向力的精确测量具有积极的意义,有利于推动深井石油及地下水的开采。
套管磨损后剩余壁厚及剩余强度分析
王小增, 杨久红, 窦益华
2008, 36(2): 14-17.
摘要:
套管磨损作为油田生产中普遍存在的问题,越来越得到各油田生产单位的重视。首先介绍了影响井下套管磨损程度的主要因素,从分析钻柱在受拉和受压时与套管之间的接触力、井下套管磨损程度及套管剩余强度入手,系统介绍了井下套管磨损程度,环向应力和套管的抗挤毁强度计算方法,以及套管磨损后的剩余强度分析方法。将金属的磨损量和磨损所消耗的能量联系起来,通过“磨损效率”模型来预测井下套管的磨损程度。内壁磨损套管横截面形状多为月牙形,给出了月牙形磨损套管剩余壁厚的计算公式,以P110套管为例,计算了P110套管在工作一定时间后的剩余壁厚和剩余强度。
Verti Trak垂直钻井系统在川科1井中的应用
薄和秋, 赵永强
2008, 36(2): 18-21.
摘要:
川科1井设计井深8875.00m,是一口超深重点科学探索井,也是目前亚洲设计井深最深的井。为保证二开大尺寸井眼的井身质量,为后续施工打下良好的井眼条件,应用了美国贝克休斯的Verti Trak垂直钻井系统,累计进尺2240.44m,累计纯钻进时间1200.06h,平均机械钻速1.87m/h,全井段井斜角控制在0.5°以内。在介绍Verti Trak垂直钻井系统基本工作原理与工作模式的基础上,详细介绍了其在川科1井二开井段的应用情况,并对其应用效果进行了分析。
致密高压裂缝性气藏超深水平井钻井技术难点与对策
黄建林, 张生军, 房 舟,  周 江, 杨志彬
2008, 36(2): 22-24.
摘要:
川西深层须2段气藏埋藏深,地层致密、石英含量高,主要靠钻遇裂缝获得工业产能。而直井钻遇裂缝的概率很小,为了尽可能多地钻遇裂缝,宜采用水平井开发。详细分析了川西深层须2段气藏由于埋藏深、岩石致密、地层高温、高压、研磨性高和可钻性差给水平井钻井带来的技术难点,并针对技术难点提出了对策,即要在高精度地质预测的基础上以可靠的抗高温、高压的随钻测量仪器、长寿命螺杆和钻头做保障,并兼顾优化井身结构、井下动力钻具的水力参数和钻井液流变性能。
提高薄油层水平井油层钻遇率的技术研究
狄富春, 吕建云, 赵立文, 海东明
2008, 36(2): 25-27.
摘要:
随着难采难动用储量开发的需要和水平井配套技术的发展完善,利用水平井技术开采薄油层已受到广泛关注,但如何提高薄油层水平井油层钻遇率还是一个难题。为此,辽河油田对此进行了攻关研究,并提出了提高薄油层水平井油层钻遇率的技术措施:在进行水平井地质设计时,首先要弄清构造、沉积相、储层物性、油层的电性特征和油气层显示特征,优化水平井的部署位置,再进行满足地质要求的工程设计;然后在现场实施时,根据定向工具和地质导向工具的测量结果,调整井眼轨迹,实现提高油层钻遇率的目的。以新海27-H7井和洼38-东H5井两种不同油藏类型水平井为例,介绍了提高薄油层水平井油层钻遇率技术的应用情况和效果。
物理法随钻防漏堵漏机理的数值模拟研究
程 仲, 熊继有, 程 昆
2008, 36(2): 28-31.
摘要:
物理法随钻防漏堵漏技术能有效控制和处理井漏事故,尤其对渗透性漏失和裂缝性漏失有较好的防漏堵漏效果。以Realizable κ-ε紊流模型为基础,根据流体动力学理论建立了在旋转射流作用下环空流场的数学模型,分析了相应的边界条件,进行了网格划分,使用CFD软件Fluent模拟计算了物理法随钻防漏堵漏时的流场。模拟结果和试验结果基本相似,在实际环空返速下,侧向射流受到的干扰较小,并有很好的堵漏效果。模拟结果为物理法随钻防漏堵漏钻井水力参数设计、井底水力能量分配提供了理论依据。
新型纳米复合材料的膜效率研究
屈沅治, 孙金声, 苏义脑
2008, 36(2): 32-35.
摘要(4244)
摘要:
新型纳米复合材料是一种纳米尺寸的蒙脱土片层分散在两亲性嵌段聚合物基体中形成的复合材料,既具有两亲性嵌段聚合物的优点,又融合纳米复合材料的长处,已被证实可用作水基钻井液抗高温降滤失剂。通过吸附等温线法测定了泥页岩岩心孔隙流体的水活度,采用渗透压差法评价了新型纳米复合材料的膜效率,结果表明,新型纳米复合材料与无机离子配合使用,能显著提高模拟液体系的膜效率,模拟液体系具有明显的半透膜效应,其膜效率高达75.7%,远大于其它无机盐模拟液体系的膜效率。探讨了该新型纳米复合材料提高模拟液膜效率的作用机理。
一种适合油气井防砂堵水的渗透性水泥的研究
熊 颖, 陈大钧, 吴文刚, 王 君
2008, 36(2): 36-38.
摘要:
渗透性水泥主要用于油气井的防砂和堵水作业。采用渗透性水泥进行防砂、堵水施工后,渗透性水泥石将受到地层水的腐蚀和油流的冲刷,这将对水泥石的渗透率和抗压强度造成极大影响,使渗透性水泥的防砂、堵水有效期缩短。以微细水泥、石英砂为基本材料,增渗剂A、分散剂SXY和降失水剂HS-2A等为外加剂,配制出了一种适合油气井防砂、堵水的渗透性水泥浆。该渗透性水泥最关键的组分是钝化铝粉和多种高分子的复配物——增渗剂A。增渗剂A能改善水泥石内部的孔隙结构,使水泥石包含大量连通性孔隙,从而提高了水泥石的渗透率。室内模拟试验结果表明,该渗透性水泥的性能良好,能满足注水泥施工要求,能够耐碱、油、盐水的侵蚀,水泥石能抵抗5MPa压差内的油流冲刷。
超高密度钻井液的室内研究
刘明华, 苏雪霞, 周乐海, 李 彬, 陈玉梅
2008, 36(2): 39-41.
摘要:
在控制膨润土用量、优选处理剂及对重晶石表面处理的基础上,采用密度4.20kg/L的重晶石,配制了密度为2.90~3.00kg/L的超高密度钻井液。室内研究表明,该钻井液具有良好的流变性和抑制性、较强的抗盐钙污染能力、以及较好的润滑性和沉降稳定性。
水泥石碳化腐蚀影响因素及抗腐蚀方法研究
牟春国, 杨远光, 施太和, 马思平
2008, 36(2): 42-44.
摘要:
在潮湿的环境下,油气构造中富含的二氧化碳对水泥石产生碳化腐蚀,使水泥石渗透率变大、抗压强度降低,诱发流体窜流、塑性地层井壁坍塌等事故,造成很大的经济损失。分析认为,二氧化碳腐蚀水泥石的机理主要有淋滤作用、溶蚀作用、碳化收缩作用和高矿化度地层水的协同作用。通过二氧化碳腐蚀水泥石的试验得知:时间越长,腐蚀深度越深;压力越高,腐蚀速度越快;在压力相同的情况下,温度越高,腐蚀速度越慢。根据二氧化碳腐蚀水泥石速度的主要影响因素,指出了水泥石抗二氧化碳腐蚀的技术原理,并提出了提高水泥石抗二氧化碳腐蚀的方法。
一体化钻井-固井液激活剂犑犎犑试验研究
王 丰, 胡三清,  熊汉辉, 宋明全, 刘 刚
2008, 36(2): 45-47.
摘要:
介绍了激活剂对一体化钻井固井液中潜活性胶凝材料(BFS)的作用机理,通过筛选试验,筛选出了具有较强激活能力、质量分数为40%的氢氧化物A和质量分数为20%的硅酸盐F。当40%A与20%F按1∶3的比例加入一体化钻井固井液中时,形成的固化体的抗压强度最高,24h抗压强度达到17MPa。将40%A和20%F按1∶3的比例复配,即为一体化钻井固井液激活剂JHJ。激活剂加量优选试验结果表明,当JHJ加量为3%~6%时,一体化固井液固化体的24h抗压强度均大于14MPa,最高可达17MPa,完全能满足固井工程的要求;JHJ在一体化钻井液和泥饼的扩散试验结果表明,JHJ能够扩散到一体化钻井液和泥饼中,激活一体化钻井液和泥饼中的BFS,使其发生水化反应,促进一体化钻井液和泥饼固化,从而提高固井质量。
钻井泵开启和关闭瞬时水击压力计算
张迎进, 朱忠喜, 蔡 敏, 尚可心
2008, 36(2): 48-50.
摘要:
运用瞬变流理论对开启和关闭钻井泵过程中井筒内产生的水击压力进行了分析。重点介绍了特征线法对井筒水击压力进行数值求解的过程,并结合常规钻井时的初始条件、边界条件进行了实例计算,计算结果表明,在开启或关闭钻井泵时,钻井泵的流量增大或减小到一个稳定值都需要一段时间,这段时间越长,产生的水击压力越小。这对现场钻井施工有一定的参考价值。
螺杆钻具水帽流体动力学分析及结构改进
祝效华, 吴爱民, , 于万龙, 刘永刚, 藤照峰
2008, 36(2): 51-53.
摘要:
采用现代CAE技术进行了螺杆钻具水帽的结构力学和流体动力学分析,通过分析获知:在额定工况下水帽的静安全系数较高,内部流体最大流速主要集中在传动轴顶部螺纹处。结合现场失效情况和理论分析,提出了增大水帽入口流道流入角(<90°)的改进措施,经计算,采用改进后的结构可以较好地缓解水帽腔体、传动轴顶部螺纹、传动轴上部腔体的冲蚀情况,从而提高了螺杆钻具整体的使用寿命。
水力压裂后返排期间放喷油嘴尺寸的动态优选方法
蒋廷学, 胥 云, 张绍礼, 康如坤
2008, 36(2): 54-59.
摘要:
根据物质平衡和流体力学原理,研究了水力压裂后不同尺寸放喷油嘴条件下井口压力随时间的变化规律,计算了支撑剂的回流效应和考虑干扰时的沉降距离。由此,可根据不同的储层情况、压裂工艺参数条件和井口压力大小优选放喷油嘴的尺寸。模拟结果表明,井口压力越大,返排速度越小;反之,则返排速度越大。换言之,优化的油嘴尺寸是实时的、动态可调整的。这为压裂后选择合理的油嘴系列、保证整个放喷返排过程中,既能最大限度地提高返排率,又能最大限度地减少支撑剂的回流及提高水力压裂后的效果提供了可靠的依据和保障。
有限元分析方法在现今地应力场模拟中的应用
谢润成, 周 文, 陶 莹, 王世泽, 姚 娟, 邓 辉
2008, 36(2): 60-63.
摘要:
在综合考虑模拟区几何模型的形状及大小、区域构造格架、边界条件的情况下,选择与地质构造相适应的力学模型,并以实测地应力(压裂法、声发射法)为约束条件,利用有限元现今地应力场模拟方法计算了模拟区地应力场的平面和剖面展布及其特征,模拟结果可为生产单位科学开发管理油气藏提供参考。
智能井技术在五点法井网中的应用
安永生, 吴晓东, 韩国庆
2008, 36(2): 64-66.
摘要:
随着水平井技术的发展与成熟,以单水平井为主的开发模式已转化为以水平井井组整体开发为主。利用数值模拟方法研究了水平井与直井五点法井网微单元的流线特征与水平井流入量分布特征对开发效果的影响,探讨了智能井技术在水平井井网中的应用。结果表明,五点法井网微单元的流线特征决定了水平井流入量的分布特征,流入量分布越不均衡,注水开发效果越差,而通过采用智能井技术可以实时调控水平井的流入量分布,从而有效减缓注入水的突进速度,增加波及系数,提高油田的开发效益。
基于专家系统的高压充填防砂方案智能设计
闫相祯, 王伟章, 陈宗毅,  张先锋
2008, 36(2): 67-71.
摘要:
高压砾石充填是一种复杂的防砂施工手段,其方案从设计到实施,都存在着许多无法用结构化模型模拟的因素。高压砾石充填优化设计专家系统能够模拟施工过程中专家们解决实际问题的思维方式,收集了该专业领域建立的计算机知识和问题求解模型,并将模糊数学理论引入高压砾石充填方案设计中,用模糊集合理论来处理其中的不确定参数,使之定量化并实现近似推理。该系统可以根据工程数据库中已有的事例和知识库中的经验进行同类工程的类比分析和决策,通过比较不同的施工参数,并根据类比推理调整和修改高压砾石充填的有关参数,给出可行的施工方案,并可以对施工方案进行评价,预测防砂效果,从而消除施工隐患,提高工艺的科学性,保证施工质量。
复合酸压技术在塔河油田碳酸盐岩油藏中的应用
李 翔
2008, 36(2): 72-73.
摘要:
碳酸盐岩油藏是塔河油田勘探开发的主力油藏,但70%以上油井完井后自然产能低或无自然产能,需要进行储层改造。为此,塔河油田应用清洁转向酸加常规酸复合酸压技术和冻胶酸携砂复合技术进行碳酸盐岩油藏改造,现场应用效果表明,该技术可以解决常规酸压存在的滤失量大、酸蚀裂缝穿透距离有限、不能实现长裸眼井段均质改造等问题,能实现长裸眼井段均质改造,最大限度地增加支撑裂缝缝长和提高导流能力。
ZDT乳化降粘剂在超深井稠油开发中的应用
唐 清
2008, 36(2): 74-76.
摘要:
塔河油田超深井稠油具有高粘度、高密度和流动性差及伴生高矿化度地层水的特点,在开采过程中由于脱气、散热导致粘度大幅度上升或严重的结蜡,流动阻力极大,为此,塔河油田研制出了ZDT稠油降粘剂。室内评价试验和现场应用表明,ZDT稠油降粘剂与其他降粘剂相比,降粘率高,加量少(加量为0.4%时,降粘率达到96%以上),而且对塔河油田稠油有较好的适应性,能解决塔河油田超深井稠油因粘度太高而难以采出的问题,为提高塔河油田稠油区块开发的效果及经济性提供了新的途径。
塔河油田TK1110X井盐膏层钻井液技术
王学枫, 卢 逍, 李 广
2008, 36(2): 77-80.
摘要:
TK1110X井盐膏层顶界面井深5197m,下244.5mm套管封住盐上井段,盐膏层段采取专封专打。该井在钻进盐膏层井段时,选用了抗温、抗盐性强,润滑、防塌能力好的欠饱和盐水聚磺钻井液体系,有效抑制了盐膏层的蠕变和坍塌,在钻井过程中未发生井下复杂情况,安全钻穿厚200m的盐膏层,经过2次扩孔、2次电测,顺利下入206.4mm套管,在固井过程中未发生漏失等复杂情况,固井质量优。整个盐膏层井段施工周期比设计施工周期缩短了12.2d。详细介绍了该井钻井液体系的优选、体系转换及现场维护处理措施。
稠油开发中次生硫化氢的预防与控制
秦永宏
2008, 36(2): 81-83.
摘要:
针对各油田在稠油开发过程中次生H2S中毒事故的频频发生,探讨了该气体的产生机理,分析了其可能的来源,指出了目前油田在次生H2S预防与控制工作中存在的问题,并阐述了其研究方向和稠油开发过程中预防与控制次生H2S的具体措施。认为次生H2S的产生是可预知的,而且较原生H2S的预防与控制还要容易。
关于合理使用承压堵漏技术指标的建议
蔡利山, 张进双, 苏长明
2008, 36(2): 84-86.
摘要:
在钻进复杂地层时,人工承压堵漏技术被越来越广泛地用于提高裸眼井壁的承压能力,但由于种种原因使该技术很难实现规范化操作。概述了目前人工承压堵漏技术现场的应用情况,分析了现行人工承压计量方式的缺点,提出以密度差、最高当量密度和当量承压梯度3种方法表征人工承压堵漏时承压指标的建议,并简要分析了这3种表征方法的优点,同时指出使用这3种表征方法有利于实现人工承压堵漏作业中基础数据的规范和统一,方便承压堵漏方案的设计和现场施工。