石油钻探技术

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汪志明, 杨　芳, 魏建光

2008, 36(3): 1-4.

摘要(2919) [PDF 548KB](2955)

摘要:
针对油田严重出砂的危害及现有防砂工艺存在的问题，指出了割缝衬管防砂的优越性及适度出砂割缝衬管缝宽设计的重要性。介绍了割缝筛管防砂的机理，建立了出砂的数学模型、割缝衬管表皮模型及割缝衬管防砂产能模型，基于模型比较了不同防砂程度情况下的增产比，提出了临界缝宽的概念。计算分析表明：采取防砂措施后，随着缝宽减小，产量减小，增产比降低；不同防砂程度相比较，得出了割缝衬管防砂临界缝宽；大于临界缝宽时，采取防砂措施时的产量和增产比比不防砂时高，而小于临界缝宽时，采取防砂措施时的产量和增产比比不防砂时低。

普光气田钻井技术发展与展望

张金成

2008, 36(3): 5-9.

摘要(3247) [PDF 404KB](3289)

摘要:
详细总结了普光气田钻井技术的发展历程，并将该气田钻井技术的发展分为探索、发展和气体钻井3个阶段。在探索阶段重点介绍了普光气田所遇到的钻井难题，在发展阶段重点总结了采用的主要钻井技术，在气体钻井阶段重点阐明了采用气体钻井技术所取得的巨大成就。普光气田钻井勘探开发的历史虽然只有6a多的时间，但机械钻速由探索阶段的0.99m/h提高到发展阶段的1.70m/h，再提高到气体钻井阶段的3.26m/h，钻井技术的不断进步有力地保障了该气田的开发建设。最后指出了普光气田钻井技术下一步的攻关方向。

川东北地区高压防气窜固井技术

牛新明, 张克坚, 丁士东, 陈志峰

2008, 36(3): 10-15.

摘要(3228) [PDF 523KB](3136)

摘要:
川东北地区地层条件复杂，井深，气层压力高，固井防气窜的难度大。要提高高压气井的固井质量需要设计合理的液柱结构确保压稳，应用具有良好防气窜能力的高密度水泥浆体系，并采取合理的固井工艺。通过采用Gaudin-schutzmann粒度分布方程来优化高密度水泥浆体系的粒度分布，使其达到紧密堆积状态；优选防气窜能力强的添加剂，来提高水泥浆体系防气窜性能；应用新型分段气窜预测模型来进行防气窜预测与压稳设计，以优化环空液柱结构。高密度防气窜水泥浆体系在川东北地区的河坝2井、元坝2井等应用了10井次，入井水泥浆最高密度2.41kg/L，气层固井质量均达到优质。

川东北地区特殊尾管悬挂器的研发与应用

马兰荣, 马开华, 郑晓志, 陈志峰, 王建全

2008, 36(3): 16-19.

摘要(3011) [PDF 490KB](3068)

摘要:
针对川东北地区天然气井非常规的井身结构，及存在高温、高压和富含硫化氢、二氧化碳等酸性气体的突出问题，优选新型防腐材料，并应用气密封螺纹技术，采用了液缸活塞一体化结构及双液缸双锥体结构，开发了系列非常规尾管悬挂器，其结构更加新颖，尺寸更加紧凑，且具有更大的过水面积和更强的悬挂能力。台架试验结果表明，该悬挂器的悬挂能力和密封能力均能满足该地区复杂条件下尾管固井要求。防腐型系列尾管悬挂器目前已在川东北地区推广应用了48套，坐挂成功率优于国外同类产品。以元坝1-侧1井为例介绍了其现场应用情况。

川东北地区井漏特点及承压堵漏技术难点与对策

刘四海, 崔庆东, 李卫国

2008, 36(3): 20-23.

摘要(3111) [PDF 458KB](3229)

摘要:
川东北地区地层裂缝和孔洞发育，且以纵向裂缝为主，漏失层位多，钻井过程中经常发生井漏，同时由于两个或多个压力系数相差较大的地层并存于同一裸眼井段，钻开高压气层前的承压堵漏及固井施工前的承压堵漏工作难度大，周期长。分析了目前国内外堵漏技术的机理，提出了有效解决川东北地区井漏的处理方法和堵漏措施，包括：严把设计关，合理设计井身结构、水泥浆密度和地层承压要求；加强技术交流，相互借鉴，提高川东北地区的防漏堵漏和承压堵漏整体水平；利用专业化公司，采用堵漏新技术、新工艺，提高堵漏成功率。以双庙101井和马2井为例，介绍了川东北地区井漏的特征及相应的防漏、堵漏、承压堵漏技术措施，并对该地区承压堵漏技术的发展提出了建议：开发或引进抗压强度高于12MPa以上、抗温高于120℃的桥堵材料，对承压要求高的多段漏失地层采用纤维水泥或膨胀性高强度可固化凝胶分段堵漏，制定出适合不同井漏的堵漏施工方案和工艺技术等。

气体钻井技术在川东北地区的应用

侯树刚, 刘新义, 杨玉坤

2008, 36(3): 24-28.

摘要(3918) [PDF 407KB](3164)

摘要:
川东北海相勘探取得重大突破，普光气田是目前四川盆地已发现的最大天然气田，其开发已经纳入国家“十一五”重大工程——川气东送工程，但是常规的钻井液钻井技术不能满足普光气田及川东北工区快速勘探开发的需要，为此，试验、推广应用了气体钻井技术，大幅度提高了普光气田及川东北工区上部陆相地层的钻井速度。气体钻井较常规的钻井液钻井提速效果明显，平均机械钻速提高了3～8倍，单井钻井周期缩短了60～90d，严重漏失、井斜等复杂问题得到了较好控制，技术经济效益显著，已经成为加快普光气田及川东北工区开发的核心钻井技术。分析了气体钻井施工中应重点考虑的“十大”问题，详细介绍了川东北地区气体钻井技术的应用情况，并对其与常规钻井液钻井的经济效益进行了对比，指出了气体钻井目前存在的主要问题和攻关方向。

气体钻井转换钻井液井壁稳定技术

苗锡庆, 张进双, 苏长明, 于培志, 陈天成, 王学军

2008, 36(3): 29-32.

摘要(3387) [PDF 372KB](3740)

摘要:
气体钻井可以提高机械钻速、预防井漏，川东北地区上部陆相地层采用该技术钻进，加快了施工速度，大大缩短了钻井周期。但在气体钻井结束，转换为钻井液钻进后经常出现井壁失稳问题。分析了川东北地区气液转换过程中井壁失稳的原因，主要是该地区复杂的地质特点、干燥井壁吸水和钻井液冲刷。针对干燥井壁吸水，提出以润湿反转剂作为前置液的技术措施；针对该地区的地质特点和钻井液冲刷制定了符合川东北地质特点的气液转换施工工艺。在P204-2井和其他井的应用结果表明，以润湿反转剂作为前置液的技术措施和制定的气液转换施工工艺能减少由气液转换井壁失稳造成的井下复杂情况，避免恶性钻井事故的发生。

川东北地区深井井身结构优化设计

杨玉坤

2008, 36(3): 33-36.

摘要(3173) [PDF 345KB](3282)

摘要:
川东北地区是中国石化、中国石油两大公司的重点勘探区域，但由于该地区地质情况异常复杂，目的层深且存在“斜、塌、喷、漏、硬、毒”等工程技术难题，因而钻井难度大且风险高。通过优化深井井身结构，以尽可能少的套管程序封隔地层必封点，从而最终安全、高效地完成地质目的是钻井工程设计的最终目的。根据川东北复杂的地质特点，提出了以２７３．１ｍｍ非常规系列套管代替常规的２４４．５ｍｍ技术套管，向上向下延伸而得到开眼尺寸不扩大，完井尺寸尽可能大的井身结构优化设计思路，并针对川东北不同构造特点推荐了４种相应的井身结构方案。对不同井身结构的特点进行了分析总结，指出了仍存在的主要问题，提出了进一步完善该井身结构系列相配套的技术研究内容。

川东北地区探井快速钻井技术

刘新义, 张东清

2008, 36(3): 37-40.

摘要(3252) [PDF 339KB](3125)

摘要:
川东北地区探井钻井过程常遇到“漏、斜、卡、塌、喷”等井下复杂情况或事故，造成机械钻速慢，严重影响了勘探开发进度和效益，为此，试验应用了一系列提高该地区探井钻速的钻井新技术，包括气体钻井技术、垂直钻井技术和复合钻井技术。现场应用结果表明：在上部陆相地层，气体钻井井段的平均机械钻速达到5.66～7.06m/h，垂直钻井井段的平均机械钻速1.97m/h；在下部海相地层，复合钻井井段的平均机械钻速2.32m/h。通过应用上述新技术，较好地实现了钻井提速的目标，为川东北地区勘探任务的如期完成提供了技术保障，逐步形成了适应该地区地质特点的探井快速钻井技术配套体系。

元坝１井钻井设计与施工

王光磊, 侯　健, 于承朋, 陈家河

2008, 36(3): 41-45.

摘要(3574) [PDF 452KB](3161)

摘要:
元坝１井是中国石化在川东北地区元坝区块的一口区域重点探井，完钻井深7170.71m，完钻层位为上二叠统长兴组。该井侧钻后对飞仙关组地层酸压测试获得50×104m3/d的产气量，标志着元坝区块油气勘探取得重大突破。该井在钻井过程中存在地层易漏失、陆相地层可钻性差、地层压力预测及检测准确性差、钻井周期长、气层中富含H2S（井控工作压力大）等技术难题，为此，该井采用了以直径273.1mm套管为主要技术套管的井身结构，应用了气体钻井技术和复合钻井技术来提高机械钻速，优选及研制了适用地层特性的钻头及聚合物磺化防塌钻井液体系，确保了该井顺利钻至设计井深。详细介绍了该井工程设计、现场施工及钻井新技术的应用效果。元坝1井的成功，对于加快南方海相地区钻井速度、提高勘探成功率，将起到重要的指导和借鉴作用。

气体钻井钻前水层预测与井壁稳定性研究

邹灵战, 邓金根, 曾义金, 　汪海阁, 王治中, 杨　虎

2008, 36(3): 46-49.

摘要(3509) [PDF 647KB](3251)

摘要:
井眼稳定和地层出水问题限制着气体钻井技术的推广应用。采用细观损伤力学方法建立了气体钻井井眼稳定的力学模型，通过跟踪声发射信号研究了井壁围岩在应力下的损伤演化，着重探讨了井眼稳定的特殊机理、均匀分布载荷和不均匀分布载荷下井眼周围的损伤特点。研究发现，气体钻井的井眼稳定存在一个临界状态，在该状态以内，井眼周围出现范围较小的损伤区（塑性区），但井眼是稳定的；超过该状态，损伤区（塑性区）大范围扩展导致井眼失稳，井眼周围损伤区内形成了微裂纹和裂缝，造成转换介质后井壁失稳。数值模拟结果和室内真三轴试验结果吻合。开发了利用综合测井资料进行钻前水层预测和气体钻井井壁稳定评估的软件，在几个区块的应用检验表明，预测结果和实际情况吻合。

爆生气体作用下孔壁岩石开裂的机理及影响因素研究

林英松, 张宝康, 蒋金宝, 刘兆年, 丁雁生

2008, 36(3): 50-54.

摘要(2917) [PDF 623KB](3191)

摘要:
开发低渗透油气田最有效的手段是改善低渗透储层物性，但目前常用的水力压裂、酸化和高能气体压裂等措施也各有其不足，因此对岩石具有应力波和爆生气体双重作用的“层内爆炸”方法应运而生。针对爆生气体作用下孔壁岩石的开裂问题，通过分析试验数据，建立了考虑试样惯性的力学模型，并从动力学角度对动态载荷作用下孔壁岩石产生多裂缝的机制做了数值模拟研究。试验及数值模拟结果表明，爆生气体动态载荷作用下孔壁岩石产生多裂缝的实质是试样对动态载荷的结构响应，孔壁岩石能否产生多裂缝主要取决于载荷、约束、结构和材料属性等因素的影响。此外还得到了不同加载速率和初始损伤条件下孔壁岩石开裂的一般规律。

气体钻井钻柱失效机理分析

邹海洋, 狄勤丰, 姚建林, 胡以宝

2008, 36(3): 55-58.

摘要(3190) [PDF 645KB](3113)

摘要:
川东北地区气体钻井中钻柱失效情况的统计资料表明，钻柱失效主要表现为磨损和断裂，分析可知，气体钻井时钻柱失效严重除与高速岩屑的冲蚀、井壁岩石的磨损、酸性介质环境的腐蚀有关外，还与钻柱承受更为复杂的动态应力密切相关。动力学分析结果表明，与钻井液钻井相比，气体钻井时钻柱的动态应力明显增大，动态应力的变化幅度和变化频率也明显提高，这是造成钻柱失效的主要原因之一。因此，防治气体钻井钻柱失效应切实重视钻柱动态应力的控制，目前条件下，加强钻柱的探伤工作，确保入井钻柱的抗疲劳破坏能力和使用减振工具是较为有效的预防钻柱失效的技术措施。

影响含天然气水合物地层井壁稳定的关键因素分析

宁伏龙, 蒋国盛, 张　凌, 吴　翔, 窦　斌, 涂运中

2008, 36(3): 59-61.

摘要(4395) [PDF 360KB](3408)

摘要:
由于钻井环境恶劣，加之天然气水合物的存在和分解，井壁失稳是含天然气水合物地层钻进时面临的主要难题之一。而影响井壁稳定的关键因素主要有含水合物地层的岩石物理和力学性质、水合物在沉积地层中的分解规律特性、钻井液的性能及其与水合物地层间的相互作用。天然气水合物分解是其中的核心因素，据此提出了防止井壁失稳的一些措施，同时认为利用试验和数值模拟对这些因素进行研究，并构建合适的井壁稳定分析数值模型和研制优质的低温防塌钻井液体系，将是解决含天然气水合物地层钻井井壁失稳的有效途径。

油溶性水泥材料优选试验研究

步玉环, 付怀刚, , 穆海朋

2008, 36(3): 62-65.

摘要(2925) [PDF 388KB](3199)

摘要:
介绍了一种对油水选择性渗透能力强的新型水泥浆体系，即油溶性水泥浆体系。该水泥浆体系由增孔剂、连通剂和相渗剂3种基本试剂组成。在理论分析的基础上，通过大量的室内试验从天然的油溶性有机物中优选出能大幅度提高水泥石孔隙的增孔剂———ZKJ-1。为了使水泥石孔隙之间相互连通以及进一步提高水泥石对油水的选择性渗透能力，优选出YRJ作为连通剂和相渗剂。3种外加剂配合使用不但可以使水泥石具有良好的油相渗透率，而且还能使水泥石具有较高的强度。

高温高压水基微泡沫钻井液静密度研究

张中宝, 李彦岭, 王　贵, 蒲晓林

2008, 36(3): 66-68.

摘要(3756) [PDF 399KB](3006)

摘要:
在说明微泡沫钻井液良好性能和特点的基础上，针对现场应用中的难点，指出了研究该钻井液体系密度与温度、压力关系的重要性。介绍了在高温高压条件下测定水基微泡沫钻井液静密度与压力和温度关系的室内试验方法，利用新研制的高温高压钻井液密度测量装置测量了两种微泡沫钻井液在不同温度、压力下的密度，分析了高温高压对微泡沫钻井液密度的影响规律。结果表明，当温度一定时，微泡沫钻井液密度随压力增加而增大；保持压力不变时，微泡沫钻井液的密度随温度的升高而减小。描述了微泡沫钻井液密度受温度和压力影响而变化的机理。

A形井架的随机冲击响应分析

苗同臣, 赖永星, 张艳艳

2008, 36(3): 69-72.

摘要(2950) [PDF 521KB](2879)

摘要:
石油钻井井架工作中要承受多种动载荷作用。针对特殊情况下石油钻井井架所受纵向冲击和正常工作阶段受同期性持续载荷等时间载荷的响应研究不够完善的现状，根据JJ300/43A形井架的实际工况，模拟了井架工作时顶端电钻钻进和起出时对井架产生的随机冲击作用，运用时间历程分析方法进行了随机冲击响应分析；利用ANSYS软件进行了随机冲击响应计算，并对计算结果进行了详细分析和总结。

基于绿色设计的涡轮钻具设计方案模糊综合评价

张　强, 张　鹏

2008, 36(3): 73-76.

摘要(3902) [PDF 330KB](3145)

摘要:
涡轮钻具设计方案的评价是方案设计中的关键。根据绿色设计的思想，在考虑技术性、经济性的同时兼顾产品的环境、资源和能源属性，从技术功能、经济性和绿色性三个方面将影响涡轮钻具设计方案评价的15个因素按层次归类，建立了基于绿色设计的涡轮钻具设计方案的评价体系。针对评价中的不确定性因素，采用模糊变换理论建立了评价的数学模型，由层次分析法确定了各因素的权重系数，以４种典型的涡轮钻具设计方案为实例进行了模糊综合评价，应用加权平均法对4个方案的评价结果进行了排序，分析表明，独立悬挂复式涡轮钻具和浮动定／转子复式涡轮钻具均为可行方案，其中独立悬挂复式涡轮钻具方案是目前技术水平下较为理想的设计方案，分析结果与实际应用基本吻合，验证了评价体系和评价方法的可行性。

Schwartz砾石尺寸设计方法的解析、改进及其应用

董长银, 王　滨, 李志芬, 邓　珊, 张　琪

2008, 36(3): 77-80.

摘要(2871) [PDF 419KB](3176)

摘要:
砾石尺寸的大小会影响防砂效果和油气井生产动态，砾石尺寸设计是砾石充填类防砂完井设计的关键步骤之一。Schwartz方法是国外应用广泛的一种砾石尺寸设计方法，但由于其原始文献描述模糊、设计过程电算化困难且部分参数的取值范围不明确等原因，该方法在国内应用较少。根据原始文献重新推导了Schwartz砾石尺寸设计方法，对其设计方法和过程进行了解析和改进，提出了相关参数的推荐取值，给出了简明的设计步骤，并编制了计算程序。Schwartz方法使用地层砂筛析曲线，信息依据丰富，尤其适用于不均匀地层砂及油气井产量较高的情况。

裂缝性油藏窜流函数及形状因子研究（二）

王庆魁, 杜洪荣, 何勇明, 党海龙, 赵国忠

2008, 36(3): 81-83.

摘要(3231) [PDF 373KB](3148)

摘要:
在文献[1]的基础上，提出了一种推导双重介质模型中裂缝和低渗基质之间与时间有关的形状因子的新方法，用以预测可压缩流体的产能，并可在试井解释中得到应用。在没有假设拟稳态的情况下，分别对一套、二套和三套裂缝的与时间有关的形状因子进行了推导。它既可以为可压缩流体的产能预测提供更准确的理论方法，也可为试井解释提供合适的形状因子、计算合理的窜流系数，从而为试井参数解释提供更加准确的理论依据。

CO2或N2压裂凝析气藏后近缝带烃类的相态分析

位云生, 胡永全, 张啸枫, 张俊良

2008, 36(3): 84-86.

摘要(2919) [PDF 505KB](3115)

摘要:
以中原白庙凝析气田白52井为例，研究了CO2或N2压裂停泵时刻裂缝周围的相态变化。首先分析了压后近缝带烃类组分和相态，然后借助牛顿拉夫森算法，对烃类的相态变化及凝析油饱和度进行了计算，得到了凝析气藏近缝带不同温度和压力下烃类的相态分布情况，以及随着地层中注入气体摩尔分数变化，烃类相态的变化情况。同时，对注入CO2或N2后的相态变化结果进行了定量对比分析。结果表明，注入CO2或Ｎ２在储层中的摩尔分数不同时，它们对烃类相态的影响程度是不同的；储层中注入相同摩尔分数的CO2或N2的优劣程度也是不一样的。这对优化凝析气藏压裂的气体类型、气体用量、排量及压裂规模，提高我国低渗透凝析气藏压裂井产量和采出程度具有重要的现实意义。

吐哈油田水平井随钻地质导向技术研究

袁　昭, 李艳明, 陶林本, 李旭东

2008, 36(3): 87-90.

摘要(5159) [PDF 385KB](3148)

摘要:
总结多年来水平井随钻地质导向钻井施工的实际经验，结合吐哈各油田不同的油藏特征，提出了吐哈油田水平井随钻地质导向的技术模式。主要内容包括：建立了“预测－验证－修正－寻找－确认－追踪”的“六步法”工作流程，提出了“标志层”的概念和确定原则，并初步筛选了各油田的“标志层”，评价了目前常用随钻跟踪技术在吐哈油田不同油藏的适应性和组合应用方法，完善了以地质综合分析为基础、油藏和工程相结合的水平井地质导向技术。

钻井工程监督助理及质量监控体系研究与开发

高晓荣, 刘志坤, 李　琪, 徐英卓

2008, 36(3): 91-94.

摘要(3914) [PDF 526KB](3271)

摘要:
根据我国钻井甲乙方制的管理方式，结合钻井多工艺环节、多用户分地域工作的实际情况，从集成化和网络协同工作的角度出发，研究并开发了钻井工程监督助理及质量监控体系，系统在主体结构上包括钻井作业方和监督方、井场级和油田级两方两级。建立了钻井生产数据库和监督数据库，实现了钻井监督过程的信息化管理，在数据共享的基础上开发了取心质量、井身质量以及固井质量等计算机辅助评价体系，为钻井工程质量监控提供了评价手段。

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2008年第36卷第3期

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