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2009年  第37卷  第1期

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关于立管压力法降低井口压力问题的探讨
胡丰金, 李四永, 陈光, 姚文森, 张贵德, 李昭辉
2009, 37(1): 1-04.
摘要:
立管压力法降低井口压力的基本思路是气体在井内上升会造成立管压力和套管压力的升高,为了保护井口,采取通过节流阀间隔放出一定量(这个量根据立管压力降低值确定)钻井液的办法,使井口压力保持在一定的范围内。在学习和现场施工中,发现如果按照该方法的基本步骤操作,会造成井下情况进一步恶化,增加处理难度。详细分析了采用立管压力法降低井口压力存在问题的原因,并给出了在钻遇高压气层,气体侵入钻井液关井后相对较好的处理程序。
抗高温水基钻井液超高温高压流变性研究
赵怀珍, 薛玉志, 李公让, 刘宝锋, 王宏喜
2009, 37(1): 5-09.
摘要:
为了解超高温高压条件下钻井液的流变规律,采用M7500型超高温高压流变仪测定了胜科1井四开井段抗高温钻井液的超高温高压流变性并进行了分析研究。试验结果表明,抗高温钻井液的表观粘度、塑性粘度和动切力随温度的升高而降低,随压力的增加而增大;温度对流变性的影响远比压力的影响大,但随着温度的升高,压力的影响逐渐增大。流变曲线拟合结果表明,赫切尔巴尔克莱模式能够比较准确地描述超高温高压条件下抗高温钻井液的流变性。在大量现场钻井液流变性试验的基础上,运用回归分析方法建立了能够准确预测井下超高温高压条件下钻井液表观粘度的数学模型。该研究为超高温钻井液技术在胜科1井的成功应用提供了理论指导。
超深井水基钻井液高温高压流变性试验研究
易灿, 闫振来, 赵怀珍
2009, 37(1): 11-13.
摘要:
钻井液性能对于确保超深井的安全、快速钻进具有十分重要的作用。使用M7500型高温高压流变仪,测定了超低渗透聚磺水基钻井液在高温高压下的流变性能。试验结果表明:温度对水基钻井液流变性的影响比压力大得多,高温下压力的影响一般可以忽略;温度升高,塑性粘度呈指数规律下降,能承受的极限温度在210 ℃左右。温度升高,流性指数增大,稠度系数减小;压力增大,流性指数减小,稠度系数增大。运用回归分析方法建立了预测井下高温高压条件下塑性粘度及流性指数n和稠度系数K的数学模型,该模型应用方便,适合在生产现场应用。计算结果表明,胜科1井超低渗透聚磺水基钻井液在高温高压时更适合宾汉模式。
水力脉冲空化射流发生器配合Power V防斜打快技术
史怀忠, 李根生, 沈忠厚, 牛继磊
2009, 37(1): 14-17.
摘要:
高陡地层防斜打快一直是钻井界面临的技术难题,而Power V技术应用于防斜打直既能保证井身质量又能解放钻压,但由于其成本高,制约了在现场的推广应用。为此,在风城1井进行了水力脉冲空化渗流发生器配合Power V防斜打直现场试验,结果表明,水力脉冲空化渗流发生器配合Power V系统既能有效控制井斜角,又能提高机械钻速,减少了Power V系统的占用时间,降低了钻井成本。详细分析了水力脉冲空化射流发生器配合Power V系统防斜打快的机理及现场试验情况。
钻井液组分及体系生物毒性测试方法研究
张妍, 周守菊, 马云谦, 杨景利, 薛玉志
2009, 37(1): 18-22.
摘要:
针对发光杆菌测试钻井液处理剂及其体系急性毒性的试验方法的缺陷,参照国内外相关标准,利用发光杆菌的发光度与有毒物质质量浓度呈良好线性关系的原理,采用套管校正法进行了有效校正,对发光杆菌测试钻井液处理剂及其体系急性毒性的试验方法进行了改进。利用改进后的方法测试了常用钻井液处理剂及聚合醇钻井液体系、烷基糖苷钻井液体系、有机盐钻井液体系和无固相钻井液体系的生物毒性,结果表明,常用的钻井液处理剂大多数是无毒或微毒的,4种钻井液体系也是无(微)毒的,可用于海上钻井。
分支水平井试井压力分析
张利军, 程时清
2009, 37(1): 23-28.
摘要:
在平面源函数的基础上,利用坐标平移和坐标旋转的方法推导了无限大平面中任意方向一个线段源的瞬时源函数,根据Green函数和Newman乘积,通过压力叠加,得出了一般情形下分支水平井的井底压力。利用Laplace褶积对井底压力考虑了井储效应和表皮效应,绘制了各类复杂结构井的试井曲线,并分析了分支井各参数对试井曲线的影响以及不同形状分支和不同边界条件下复杂结构井的试井曲线。分支长度越短,则驼峰越高,第一径向流持续时间越短;分支井距顶底边界越近,第一径向流出现的时间越早;不同井底的多水平井表现为水平井越多,驼峰越低,第一径向流出现的时间也就越早;不同分支试井曲线反映出最终压力导数为N/2。利用该求解方法能较容易地求得任意位置分支的压力分布,且求解过程不需采用离散方法,求解方法更简洁,计算速度更快。
相对介电常数对电磁波电阻率测量值的影响及校正方法
杨锦舟, 林楠, 张海花, 魏宝君
2009, 37(1): 29-32.
摘要:
在精度要求较高和频率较高的随钻电磁波电阻率测量值的计算中,相对介电常数的影响通常不能被忽略。介绍了相对介电常数求取的常用方法——特殊值法、近似计算法和均值法,并对各方法的特点进行了对比分析。比较了贝克休斯、哈里伯顿等国际五大油田技术服务公司的相对介电常数取值方法,进行了相对介电常数的选择。实例分析表明,相对介电常数的选取和测量仪器有密切关系,应根据实际的仪器参数进行计算获得相对介电常数的估计值,并在实验室建立相对介电常数校正版图,以供现场校正需要。
控制压力钻井技术应用研究
王果, 樊洪海, 刘刚, 公培斌, 李勇, 石春林
2009, 37(1): 34-38.
摘要(17390) [PDF 722KB](3493)
摘要:
控制压力钻井(MPD)是已在国外得到应用的一种先进钻井技术,该技术能够解决复杂地层钻井中出现的复杂问题,提高钻井效率,降低钻井成本。介绍了MPD钻井技术的目标、优点和实现方法,加深了对MPD技术的特征及相关概念的理解,为研究和发展这一技术提供了理论基础。介绍了MPD技术的多种应用形式及其适用条件,为一口井设计与实施MPD技术的应用提供了可筛选的方案。MPD技术的应用需要配套的设备、监控系统和水力学程序相互配合才能完成,其中,配套的设备是应用MPD技术的首要条件。对MPD技术的相关设备进行了介绍,为MPD技术的应用提供了装备基础。
地质导向钻井技术在腰英台油田的应用
王彦祺
2009, 37(1): 39-41.
摘要:
分析了腰英台油田采用地质导向钻井技术钻水平井的主要技术难点,提出了采用造斜工具造斜率大于井眼轨道设计造斜率的方法解决造斜工具造斜率和储层埋深两个不确定性的影响,标志层以上井段采用常规导向钻井技术施工,标志层以下井段采用地质导向钻井技术施工。以DB33P1井为例,详细介绍了地质导向钻井技术的现场应用过程,并分析了应用效果。地质导向钻井技术在腰英台油田的成功应用,对类似油田水平井施工具有借鉴意义。
二维绕障井实用轨道设计方法
张海山, 刘修善
2009, 37(1): 42-45.
摘要:
进入开发中后期的老油田,绕障井的数量正在持续地增加。由于三维绕障井轨道设计的难度及工作量相对较大,因此在条件允许的情况下应尽可能设计成二维井眼与轨道。以已钻井为障碍物模型,研究了障碍物在空间和设计平面上的描述方程,建立了方便实用的二维绕障井设计方法,并给出了设计实例。研究表明:在很多情况下,通过合理地选取井身剖面和设计参数,采用二维轨道可以绕过已钻定向井。
超低渗透钻井液体系及性能研究
薛玉志, 蓝强, 李公让, 武学芹
2009, 37(1): 46-52.
摘要:
根据国外超低渗透钻井液的特点,研制出了新一代超低渗透处理剂YHS-1和增黏聚合物ZJ-1,合成了润滑剂PLG-1,采用正交实验确定了超低渗透钻井液的最佳配方:2.0%~4.0%固相+1.0%~3.0%YHS-1+2.0%~3.0%ZJ-1+0.5%~1.0%PGL-1。该钻井液的性能评价结果表明,其能在井壁孔隙和裂缝中形成致密性聚合物胶束膜,大幅度提高地层承压能力和阻缓压力传递,渗透率恢复率达到95%以上,油层保护性能突出;用发光菌法对该钻井液中几种处理剂的生物毒性进行了测试、评价,结果表明,该超低渗透钻井液无毒,具有环境友好的特点。
物理法随钻堵漏技术的试验研究
程仲, 熊继有, 程昆, 凌云, 王燕
2009, 37(1): 53-57.
摘要:
分析了一种新的防漏堵漏技术——物理法随钻防漏堵漏技术的室内试验堵漏效果,根据其作用机理和基于该技术的井下物理模型,结合实际应用时的钻井参数,设计并制造了防漏堵漏试验装置。通过对比分析不同条件下的堵漏试验结果,研究工具旋转射流在井壁上的影响,对几种堵漏材料的随钻防漏堵漏效果进行了试验评价;在钻井液配方不变的条件下,分析了钻柱转速对堵漏效果的影响以及应用该技术前后的堵漏效果。最终确定了合理的随钻防漏堵漏钻井液配方,并证实物理法随钻防漏堵漏技术具有显著的防漏堵漏效果。
套管居中设计与校核
丁保刚, 李国庆, 姜文勇, 李子丰
2009, 37(1): 58-61.
摘要:
套管居中度是影响固井质量的重要因素。在中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5334—1996,即套管扶正器安装间距计算方法中,假设套管内外液体的密度相等,导致精度降低;另外,对井斜平面内扶正器与井壁的接触压力取了绝对值,虽然扶正率绝对值不变,但失去了偏心方向。在介绍SY/T5334—1996的基础上,考虑了套管内外液体密度的差别和套管线重度的变化及套管的偏心方向,修正了计算套管扶正器安装间距的部分公式。在大庆油田20多口井应用均获得了成功。
缅甸Pyay油田复杂地层防漏防窜固井技术
楚广川, 朱骏蒙, 齐光峰, 牟蕾
2009, 37(1): 62-64.
摘要:
缅甸Pyay油田IOR-4区块地层复杂,具有多套压力体系,固井过程中存在高压气侵、井漏等复杂情况,常规尾管固井的固井质量较差。为提高固井质量,PSC-101井采用了新型封隔式尾管悬挂器与高密度低粘切水泥浆体系相结合的固井工艺技术,有效地解决了该油田复杂地层固井难题,固井施工顺利,固井质量良好。采用的封隔尾管悬挂器具有良好的悬挂套管和封隔重叠段的作用,而高密度低粘切水泥浆体系具有良好的综合性能和较强的防气窜能力。该固井工艺技术的进一步完善和推广,必将加快缅甸Pyay油田的勘探开发进程。
螺杆钻具瓣形万向轴瓣齿压扭组合强度分析
屈文涛, 高晓刚, 孟栋轩, 路玥
2009, 37(1): 65-68.
摘要:
瓣形万向轴是连接螺杆马达转子和传动轴的中间构件,也是螺杆钻具的易失效件之一。针对瓣形万向轴常见的失效形式,结合实际工况,对瓣形万向轴承受轴向压力和扭转组合载荷时瓣齿的受力特征进行了分析,讨论了瓣形万向轴的两种主要失效形式,并分析了啮合位置参数对万向轴失效形式的影响。最后应用ANSYS分析软件对瓣形万向轴承受压扭组合载荷时瓣齿的强度进行了校核,校核结果与理论分析结果基本一致,为今后瓣形万向轴的结构设计和强度校核提供了理论依据。
酸化与加砂压裂协同作业技术及其优势
吴月先, 马发明, 赵业荣, 兰祥华, 钟水清, 颜建华
2009, 37(1): 69-72.
摘要:
酸化和加砂压裂是有效的增产技术措施:酸化主要是通过解除孔隙、裂缝中的堵塞物质,或扩大沟通地层原有的孔隙、裂缝,提高地层的渗透性能;加砂压裂主要通过水力作用在地层中形成人工裂缝,再加砂支撑裂缝,提高地层的导流能力。为了充分发挥酸化和加砂压裂的技术优势,需要酸化和加砂压裂协同作业。酸化与加砂压裂协同作业技术体系划分为间接协同和直接协同两大系列,并通过施工范例分析了多种类型酸化与加砂压裂协同作业的技术特色、作用原理,对于扩大推广应用领域和范围,促使技术攻关深层次选向具有重要意义。
塔河油田掺稀降粘工艺
梅春明, 李柏林
2009, 37(1): 73-76.
摘要:
塔河超深层稠油油田是我国目前最大的碳酸盐岩油田,油藏具有双孔隙网络特征,非均质性严重,埋藏深,温度高,原油在地层条件下粘度小,地面条件下粘度大,开采难度大。为此,在分析稠油粘度影响因素的基础上,优选出了掺稀油降粘开采方案。利用节点分析方法,建立了掺稀油降粘的优化设计模型,编制了应用程序,完成了实例计算,并对掺稀降粘工艺在塔河油田的应用效果进行了分析。通过掺稀降粘试验和现场应用,解决了埋深超过5 600 m稠油的储量动用问题,实现了常温下高粘度稠油的举升和集输。掺稀油降粘技术目前已成为塔河油田超深层稠油开采的主要采油工艺和增产措施。
谐波地震采油技术在大港油田的现场试验
赵冬云, 靳金荣, 佘泽华, 周辉, 李忠慧
2009, 37(1): 77-79.
摘要:
谐波地震采油技术,是为开展适合稠油、低渗透油田高效开采的采收率技术研究而提出的一项物理法处理油层技术,是一项新的三次采油技术。分析了谐波地震采油技术提高原油采收率的原理、技术特点和油藏适用条件。从区块选择、方案设计、现场实施和效果评价等方面详细介绍了大港油田港西二区二断块谐波地震采油先导性矿场试验的情况,该断块谐波地震采油井段长850 m,共振动94 d,74口油井受益,采用自然递减法统计,3个月内累计增油4 693 t。现场试验表明,应用谐波地震采油技术可以提高原油采收率,且施工工艺简单,操作方便,投入少,产出高,对地层无伤害、无污染。
高能气体压裂合理装药量的设计与应用
吴飞鹏, 蒲春生, 陈德春, 任山, 贺慧
2009, 37(1): 80-82.
摘要:
难以定量确定既能压开油层又不破坏套管的合理装药量,是制约高能气体压裂全面推广的关键因素之一。针对高能气体冲击破岩的瞬态性、复杂性,及难以用理论精确描述的问题,利用岩石动态损伤模拟实验装置直接对小井眼进行冲击破岩动态模拟实验,得出油井岩石破裂压力与加载速率的定量关系;通过分析套管井井周应力分布,得出了确保套管安全的极限峰压;同时建立了火药爆燃的压力时间变化模型。最后综合运用上述理论,建立了既能压开油层又能确保套管安全的合理装药量计算模型。应用实例表明,该设计方法安全可靠,可为高能气体压裂的施工设计提供指导。
适度防砂完井技术在渤海油田的应用
邢洪宪, 李斌, 韦龙贵, 徐荣强, 牟小军
2009, 37(1): 83-86.
摘要:
渤海油田的大部分油藏为稠油油藏,地层胶结疏松。如何提高采收率、增加原油产量是该油田稠油开发过程中面临的难题之一,而适度防砂完井技术在一定程度上能解决这个问题。介绍了适度防砂的概念和机理、适度防砂完井技术的发展经过以及适度防砂精度的确定方法,对比了渤海油田适度防砂用的两种特殊筛管的防砂效果,探讨了与适度防砂完井技术相配套的措施以及适度防砂完井方式的适用范围。适度防砂完井技术的成功应用,为渤海油田稠油油藏的开发找到了一条新路子。
金平1浅层大位移水平井钻井技术
裴建忠, 刘天科, 周飞, 王树永
2009, 37(1): 87-90.
摘要:
金平1井是胜利油田第一口特浅大位移水平井,创全国陆地油田水平井位垂比最高纪录(位垂比2.803∶1)。该井为预探井,钻进地层埋深浅,欠压实程度高,地层不稳定,上部地层松软,地层造斜能力差。通过优化井身结构设计、钻具组合与钻井参数,保证了井眼轨迹平滑;利用摩阻扭矩计算软件进行实时摩阻扭矩分析,采用短起下钻、分段循环等手段有效清除了岩屑床,保障了井眼畅通和井下安全;采用乳化润滑防塌钻井液体系,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。全井克服了浅地层造斜稳斜控制困难,大井眼、长水平段岩屑携带困难,起下钻摩阻大,旋转钻进扭矩大等一系列技术难题,安全钻至井深2 218m,水平位移1 636.49 m,垂深592.90 m。详细介绍了金平1井的现场施工情况。
我国标准化、计量和合格评定现状及在石油装备业的应用思考
刘建立, 马开华, 吴姬昊
2009, 37(1): 91-93.
摘要:
标准化、计量和合格评定构成了在全球经济一体化背景下促进全球贸易、构建公平市场技术基础的三大支柱,也是影响全球经济和科技发展重要规则——世贸组织(WTO)“贸易技术壁垒协议”(TBT协议)的重要支持基础,在达成国家测量标准间的等效性、实现技术等效性互认、消除国际贸易技术壁垒、促进技术进步以及促进国际经济技术交流与合作等方面发挥着越来越重要的作用。分析了我国标准化、计量和合格评定的发展及现状,阐述了新的发展形势对标准化、计量和合格评定的发展要求和应对措施。针对我国石油装备业标准化中存在的问题,提出了加强石油装备标准化建设,加强计量学和合格评定的研究与应用,提高我国石油装备标准化水平与应用水平的思路和建议。
关于立管压力法降低井口压力问题的探讨
胡丰金, 李四永, 陈光, 姚文森, 张贵德, 李昭辉
2009, 37(1): 1-4.
摘要:
立管压力法降低井口压力的基本思路是气体在井内上升会造成立管压力和套管压力的升高,为了保护井口,采取通过节流阀间隔放出一定量(这个量根据立管压力降低值确定)钻井液的办法,使井口压力保持在一定的范围内。在学习和现场施工中,发现如果按照该方法的基本步骤操作,会造成井下情况进一步恶化,增加处理难度。详细分析了采用立管压力法降低井口压力存在问题的原因,并给出了在钻遇高压气层,气体侵入钻井液关井后相对较好的处理程序。