留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码
  • 中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊
  • 全国中文核心期刊
  • 美国《化学文摘》(CA)收录期刊
  • 俄罗斯《文摘杂志》(AJ)收录期刊
  • EBSCO学术数据库收
优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章,这些文章目前处在编校过程,尚未确定卷期及页码,但可以根据DOI进行引用。
顺北油气田古生界钻井提速技术现状与发展建议
陈宗琦, 刘景涛, 陈修平
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2022066
摘要(0) 全文(0) PDF (1997KB)(0)
摘要:

顺北油气田储层埋深达8 000~8 800 m,穿越层位多,岩性复杂,古生界钻井速度慢、钻头寿命短导致钻井周期长、成本高的问题更加突出,制约了该油田高效经济开发。为此,分析了影响古生界破岩效率的难钻地层特征及提速难点,总结了针对二叠系、石炭系—志留系和桑塔木组的钻井提速技术,明确了各项技术的提速原理和技术特征,分析了各项技术在顺北油气田古生界的提速效果。在此基础上,进一步分析了目前提速技术依然存在的问题,指出各项技术提速效果差异性大、缺乏理论基础、钻井提速潜力不明确仍然是制约顺北油气田钻井提速技术发展的技术瓶颈,给出了古生界提速的技术发展建议,以期为该油田古生界进一步提高破岩效率提供新的思路。

川东南页岩气井岩溶浅表层安全高效钻井技术
曹华庆, 燕建成, 龙志平
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2023007
摘要(9) 全文(14) PDF (1786KB)(2)
摘要:

四川盆地川东南构造带东胜背斜北部浅表地层岩溶发育,溶洞层级多,破碎带厚,尤其是嘉陵江组2段以上地层钻井液失返、井壁破碎带掉块严重,井下故障频发,多口井废弃。为了提高页岩气井的钻井效益,采取了优化井身结构、分井段优化钻具组合、分阶段优选钻井液,以及使用“组合法”注水泥固化破碎带井壁等技术措施,提高了岩溶浅表层的钻井时效、缩短了钻井周期,形成了川东南页岩气井岩溶浅表层安全高效钻井技术。该技术在东胜背斜北部区块15口井进行了现场应用,降低了浅表层井段发生井下故障的概率,浅表层成井率达到100%,机械钻速提高25%,钻井周期降幅74.1%以上。川东南页岩气井岩溶浅表层安全高效钻井技术,为该区块高效开发提供了技术支撑。

水平井拖动管柱找水电控封隔器的研制与现场试验
朱洪征, 苏祖波, 吕亿明, 郑刚, 李大建, 崔文昊
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2023013
摘要(21) 全文(11) PDF (2228KB)(5)
摘要:

针对长庆油田长水平段水平井应用拖动管柱找水工艺时,存在配套的机械式封隔器坐封吨位控制难度大、反复坐封密封胶筒损伤导致封隔工具稳定性大幅度降低的问题,研制了可定时或实时坐封解封、可实现任意层段封隔的水平井电控封隔器。该封隔器在设计上充分考虑了水平井段重复坐封次数以及密封件的承压性能,尤其是驱动机构动力输出部分采用直流电机+行星减速器、运动转换部分采用丝杠螺母机构方式,确保在许用的套管空间内可实现输出扭矩最大化及封隔器胶筒的压缩坐封。在室内试验评价了电控封隔器的耐温耐压、输出力矩、坐封推力等性能,相关指标均能满足设计要求。在长庆油田3口井进行了现场试验,试验结果表明,该封隔器可最大程度地降低工程条件影响,提高作业成功率及测试质量,使拖动管柱找水测试工艺更简便、费用更低。

大庆油田古龙页岩岩屑在幂律流体中的沉降阻力系数研究
王庆, 张佳伟, 孙铭浩, 纪国栋, 汪海阁, 孙晓峰
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2023006
摘要(24) 全文(16) PDF (2691KB)(5)
摘要:

大庆油田古龙页岩油开发大多采用长水平段水平井,但钻长水平段水平井过程中,井眼环空破碎的岩屑易在井筒内钻井液中自由沉降形成岩屑床。为避免岩屑沉积造成沉砂卡钻等井下故障,需要研究岩屑颗粒的沉降规律,预测岩屑沉降的末速度。利用可视化的试验装置和高速相机,系统记录了试验中颗粒在幂律流体中的沉降行为,获得了196组球形颗粒和224组不规则形状岩屑在幂律流体中自由沉降的试验数据。采用一种依赖于沉降颗粒受力平衡的力学模型,对试验数据进行了统计分析,建立了幂律流体中球形颗粒阻力系数预测模型。在此基础上,引入二维形状描述参数,建立了幂律流体中不规则形状岩屑阻力系数预测模型。该模型准确性较高,平均相对误差仅6.93%,能够满足钻井工程中预测岩屑沉降速度的需求。

一种考虑压力约束的精细分层注水耦合调配模型
王涛, 李尧, 何辉
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2023047
摘要(16) 全文(7) PDF (2551KB)(0)
摘要:

为了解决现有常见分层注水调配计算模型考虑因素不全、模型计算精度较低的问题,建立了一套井筒管流-水嘴孔流-地层渗流的耦合模型,计算预测分层注水量,并考虑井口压力及地层压力的约束条件,构建一套分层配水器水嘴调配反演计算方法,分析讨论了不同条件下模型正演及反演计算结果,结果表明,所建模型能够精确计算不同时刻各注水层注入量及压力,单层配水器水嘴直径与该层注入量呈正相关关系,与其他层注入量呈反相关关系,模型能够在满足压力约束条件的情况下给出最优水嘴调配方案,为分层注水技术提供一种较精确的注水量计算及配水器水嘴调配方法,指导现场分层注水调配工作。

川西地区超深井钻井完井技术现状及攻关方向
李涛, 苏强, 杨哲, 徐卫强, 胡锡辉
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2022028
摘要(15) 全文(12) PDF (1604KB)(5)
摘要:

四川盆地川西地区油气资源丰富,但超深层海相碳酸盐岩地质条件复杂,钻井工程面临纵向上多压力系统、井漏频发、井壁失稳垮塌、部分地层可钻性差和钻井风险高且周期长等技术难点。通过近几年的技术攻关,形成了适用于川西地区的超深井钻井完井技术,主要包括超深井井身结构优化、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、高压低渗气层控压钻井技术、抗高温强封堵油基钻井液技术、超深高钢级套管开窗技术、控压平衡法固井技术和超深短尾管悬挂固井技术等技术,支撑了川西地区超深层油气资源的勘探开发,创造了多项钻井工程记录。但目前仍然面临风险区域地质认识不足,恶性井漏治理难度大、部分难钻地层提速不理想、漏垮同存地层安全钻井配套技术不完善等技术难点,提出了下一步需在井身结构对策研究、钻井提速新技术新工艺试验、高效堵漏技术研究和地质工程一体化等方向进行技术攻关,以推动川西地区超深井钻井完井技术快速发展,实现川西地区深层油气资源经济有效的勘探开发。

顺北油田辉绿岩地层井壁稳定钻井液技术研究
李凡, 李大奇, 金军斌, 张杜杰, 方俊伟, 王伟吉
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2022041
摘要(27) 全文(15) PDF (1935KB)(6)
摘要:

针对顺北油田辉绿岩地层钻井过程中井壁坍塌失稳复杂,采用X射线衍射、扫描电镜、高压压汞、线性膨胀、滚动回收率、三轴岩石力学测试仪等方法,研究了辉绿岩组构特征、理化性能,分析了岩石力学性能及钻具振动对辉绿岩井壁稳定的影响。分析结果表明,微裂缝的弱面效应易诱发辉绿岩岩体井壁垮塌失稳,钻具的扭转振动、横向振动会对辉绿岩井壁失稳产生较大影响。为此,对钻井液密度、封堵性能和携岩性能进行优化,形成了辉绿岩井壁稳定钻井液技术,并研究了配套的钻井技术。辉绿岩井壁稳定钻井液技术在顺北X井三开应用后,顺利钻穿厚22 m的辉绿岩,钻进过程中钻井液性能良好,没有出现明显复杂情况,起下钻正常,井段平均井径扩大率仅为6.0%。辉绿岩地层井壁稳定钻井液技术能够保证辉绿岩井段的安全顺利钻进及井眼规则,对解决辉绿岩井壁失稳复杂具有较好的效果。

涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术
张东清, 万云强, 张文平, 代永波, 张金成, 许明标
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2022097
摘要(23) 全文(8) PDF (1635KB)(9)
摘要:

涪陵页岩气田为进一步提高采收率,首次探索实践了下部小层加密、中部小层评价和上部地层开发的立体开发技术,但是钻井过程中面临压力系统多变、压裂干扰严重、防碰绕障难度大、精准导向和钻井提速挑战多的难题。为此,开展了立体开发井组工程设计、钻井提速、基于随钻前探的轨迹控制、页岩低成本高性能钻井液及页岩气井长效密封固井技术研究,形成了以涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术体系,并在现场185口井中成功推广应用。与实施前相比机械钻速提高了25.5%,钻井周期降低了27.8%;焦石坝区块立体开发区采收率达到39.2%,与北美地区先进的页岩气勘探开发指标相当。涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术对中国其他区块页岩油气勘探开发具有借鉴和指导作用。

深水钻井井口吸力锚最小下入深度预测方法
李舒展, 杨进, 朱国倞, 李中, 王宁
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2022039
摘要(14) 全文(8) PDF (3054KB)(3)
摘要:

深水油气田采用井口吸力锚进行表层建井时,存在井口塌陷或地层过硬不能下入到位的风险。在分析井口吸力锚下入原理的基础上,建立了考虑安装效应的井口吸力锚承载力模型;针对二开固井最危险工况,推导了钻井过程中井口最大荷载计算公式;考虑桩基安全系数,建立了基于承载力的井口吸力锚下入深度模型。利用该下入深度计算模型,计算得到南海X井的井口吸力锚最小入泥深度为10.56 m。采用ABAQUS软件,以南海X井环境参数为基础,建立了有限元模型,计算了井口吸力桩的竖向承载力为8 593.22 kN;同等入泥深度理论计算承载力为8 063.59 kN,误差为6.16%,准确度较高。研究表明,基于极限承载力的井口吸力锚下入深度模型能够精准预测井口吸力锚的最小下入深度,提高水下井口下入安装和钻井阶段的安全性。

气侵后井底初始气泡平均直径预测模型实验研究
葛磊, 杨春旭, 郭兵, 王志远, 王子毓
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2022096
摘要(22) 全文(8) PDF (2194KB)(5)
摘要:

为了提高气侵后井筒气液两相流动计算结果的准确性,实验研究了气侵后井底初始气泡直径分布特征,建立了初始气泡平均直径预测模型。利用不同质量分数黄原胶溶液模拟钻井液和多孔介质模拟地层,实验观察了不同液相流变性、地层平均孔隙直径和不同气侵速度下井筒底部气泡群的直径分布特征。实验结果表明:模拟钻井液切力越大、气侵速度越大,生成的初始气泡直径范围越大,出现频率最高的气泡直径和最大气泡直径均增大;地层孔隙直径对初始气泡直径影响不明显。基于实验结果,综合考虑钻井液黏度、气体流量和表面张力等因素的影响,得到了侵入井底初始气泡平均直径实验预测模型;并考虑实际钻井过程中井壁处气体径向侵入特征和井斜角的影响,建立了侵入井底初始气泡平均直径预测模型。井底初始气泡直径预测模型的建立,为气侵后井筒气液两相流动精确计算提供了理论支撑。

水平井井眼清洁定量化监测评价技术研究与应用
舒惠龙, 田中兰, 付利, 杨恒林, 杨磊, 范玉光
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2022083
摘要(37) 全文(17) PDF (1983KB)(9)
摘要:

为了监测和评价水平井井眼清洁程度,研制了岩屑返出量监测装置,以对岩屑返出情况进行准确监测。基于岩屑返出量数据与工程录井实时采集数据,建立了岩屑返出量监测装置在2种工作模式下的倾倒时段漏接岩屑补偿方法与实际返出岩屑体积计算方法;基于岩屑返出率与掉块监测结果,研究形成了水平井井眼清洁定量化监测评价技术。该技术在川南泸州区块多口页岩气水平井进行了应用,实现了监测井段岩屑返出体积与返出率实时准确监测,并多次预警井眼清洁异常情况,保证了水平段的顺利钻进。水平井井眼清洁定量化监测评价技术为水平井井眼清洁程度监测及卡钻复杂风险预防提供了一种新的技术手段。

气体钻井致密砂岩井眼稳定试验研究
张文, 刘向君, 梁利喜, 熊健
当前状态:  doi: 10.11911/syztjs.2022094
摘要(39) 全文(28) PDF (3498KB)(11)
摘要:

为明确气体钻井过程中致密砂岩地层井壁失稳的机理,基于能量耗散原理,利用三轴压缩试验,研究了气体钻井中致密砂岩地层井壁失稳的机理。通过分析三轴压缩试验结果得知:砂岩的能量演化可分为弹性能稳定聚集阶段、耗散能缓慢聚集阶段、弹性能释放且耗散能快速聚集阶段;随着围压降低,破坏砂岩结构所需耗散能峰值极限呈指数下降,而弹性储能峰值极限呈线性下降。随加载速率增大,破坏砂岩结构所需耗散能先减小后增加,存在临界加载速率;砂岩耗散能转化速率与围压和加载速率呈正相关,较高的砂岩耗散能转化速率引起黏聚力弱化、摩擦强化。气体钻井速度过快将引起井壁失稳区域增加,而且在钻遇高压地层时更严重,因此,适当的降低钻井速度,给予地层充分泄压时间,有利于气体钻井过程中保持井壁的稳定性。研究成果对于优化气体钻井速度具有十分重要的意义。

2023年, 第51卷,第1期
专家视点
摘要:

济阳坳陷页岩油复杂的工程地质条件导致钻井周期长、复杂时效高、固井质量难控制和压裂施工难度大等问题突出。为解决以上工程技术问题,通过技术攻关和技术集成,形成了包括多层立体开发钻井工程设计、钻井提速提效技术、钻井液抗页岩油污染技术、水平段固井技术和高效增产压裂技术的页岩油多层立体开发关键工程技术。FY先导示范井组应用了页岩油多层立体开发关键工程技术,该井组8口井的平均钻井周期59.58 d、平均钻完井周期69.95 d,复杂时效较未应用该技术前降低51%,且顺利完成252段的压裂施工。研究与现场应用结果表明,页岩油多层立体开发关键工程技术能解决济阳坳陷页岩油立体开发存在的技术难点,使济阳坳陷页岩油立体开发工程技术水平得到提高,为济阳坳陷页岩油资源的有效开发提供了工程技术支撑。

钻井完井
摘要:

顺北5号断裂带南部受断裂构造运动影响,钻井过程中普遍存在恶性漏失、钻井效率低等问题。为此,基于邻井成像测井资料和钻井资料,建立了漏失压力计算模型,得到了顺北5号断裂带南部地层的四压力(孔隙压力、破裂压力、坍塌压力和漏失压力)剖面;根据四压力剖面和钻井技术难点优化井身结构,将侵入体未发育区域原有的五开井身结构优化为四开井身结构,并减小井眼尺寸,缩短了钻井周期;针对侵入体发育区域,设计了地层承压能力强的非常规四开井身结构和缩小井眼尺寸的常规五开专封井身结构,提高了井壁稳定性。现场试验表明:所建漏失压力计算模型的预测准确性较高;应用常规五开专封井身结构后,复杂情况处理时效平均缩短 27.8 d,钻井周期平均缩短14.6%。研究和现场试验表明,顺北5号断裂带南部采用优化后的井身结构能够解决钻井过程井漏和钻井效率低的问题,可为复杂地层超深井井身结构设计提供技术借鉴。

摘要:

泸州区块深层页岩气储层龙马溪组页岩埋藏深、温度高,钻井过程中面临井漏频发、难钻地层机械钻速低、旋转导向仪器高温下的故障率高和钻井周期长等技术难点。为此,在分析钻遇地层特征和钻井技术难点的基础上,进行了井身结构和井眼轨道优化、高效钻头优选、堵漏技术措施优化、油基钻井液地面降温技术和欠平衡钻井技术研究,形成了泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术。该技术在泸州区块34口页岩气水平井进行了应用,应用井平均完钻井深5 760 m,平均水平段长1 890 m,平均机械钻速由5.61 m/h提高至7.03 m/h,创造了造斜段+水平段一趟钻完钻、单趟钻进尺2 330 m等纪录。泸州区块深层页岩气水平井优快钻井技术支撑了该区块深层页岩气安全钻井和钻井提速提效,对其他地区深层页岩气水平井钻井提速具有一定的借鉴价值。

摘要:

针对松辽盆地松南气田青山口组、泉头组和登娄库组泥岩井壁失稳的问题,运用高精度CT扫描数字化成像技术建立了数字岩样,并应用岩石微观结构数字图像数值分析方法提取物性参数,通过综合对比不同地层泥岩矿物组成、理化性能,以及泥岩经蒸馏水、不同钻井液处理剂溶液和现场钻井液浸泡后内部微观结构损伤变化等,揭示了泥岩井壁失稳的形式及其机制。3组泥岩岩样黏土矿物含量平均达到34.56%,且以伊/蒙混层、伊利石为主,均具有较强的毛细管自吸水化作用;因组构特征不同,水化损伤微观裂变扩展、裂变过程及其破裂模式与程度存在明显差异;裂变扩展过程决定了次生裂缝的走势与强度,从而决定了泥岩地层井壁宏观上的失稳形式主要是片状剥离和掉块坍塌;不同测试液抑制泥岩水化的作用机理不同,其效果存在明显差异,预防泥岩水化的关键是有效控制或阻缓水分子侵入。分析结果表明,采用数字化成像分析技术进行井壁稳定性评价时,在岩样微观结构损伤的直观刻画、定量描述及对比分析等方面具有明显优势;泥岩地层井壁失稳形式及失稳机制的揭示,为松南气田钻井液处理剂的优选和钻井液配方的优化提供了科学依据。

摘要:

针对沁南区域15号煤层水平井钻井采用清洁盐水和常规聚合物钻井液施工时的井壁坍塌和储层伤害等问题,在分析储层特征及钻井技术难点的基础上,研发了瓜尔胶钻井液和生物酶破胶液。通过优化瓜尔胶加量和评价瓜尔胶的耐盐性能,并复配其他处理剂,形成了瓜尔胶钻井液;通过优选生物酶种类、优化生物酶和助排剂的加量,形成了生物酶破胶液。室内试验表明,瓜尔胶钻井液具有良好的流变性和耐盐性能,可大幅提高煤岩抗压强度,在低温下易破胶,破胶后残渣小于300 mg/L,煤岩的渗透率恢复率达85%以上。沁南区域煤层气水平井应用瓜尔胶钻井液后,井壁稳定性良好;配合生物酶破胶液可以实现低温破胶,且单井日产能提高15%以上,具有较好的储层保护效果。研究结果表明,瓜尔胶钻井液可实现煤层长水平段钻井的顺利施工,完钻后可低温破胶,为易塌煤层气水平井钻井施工提供了一种新的储层保护方法。

摘要:

北黄海太阳盆地小间隙尾管固井时,砾石层漏失严重,煤层掉块造成环空憋堵,导致顶替效率低,固井质量差。为此,从固井工具和水泥浆着手,优化井眼准备措施,应用封隔式内嵌卡瓦尾管悬挂器增大环空过流面积,采用基体抗侵纤维防漏水泥浆降低漏失风险,研究形成了一套适合北黄海太阳盆地复杂深井的防憋堵、防漏失小间隙尾管固井技术。该固井技术在4 口井进行了现场应用,均取得了良好的应用效果,固井施工未发生憋堵和漏失,固井质量合格。研究结果表明,该技术可以有效解决北黄海太阳盆地尾管固井质量差的问题,有利于该区域油气资源的进一步勘探开发,具有一定的推广应用价值。

摘要:

为了解决深井超深井钻遇复杂地层时实现无内径损失的机械封堵难题,通过优选大膨胀率管材、设计大变形膨胀螺纹和变径膨胀工具,研制了ϕ219.1 mm等井径膨胀套管系统。通过室内试验,评价了ϕ219.1 mm等井径膨胀套管系统的机械性能、膨胀性能,试验结果显示:ϕ219.1 mm等井径膨胀套管系统膨胀后的抗外挤强度为15.1 MPa,抗内压强度为29.3 MPa,连接强度为1 850 kN,满足等井径膨胀套管作为“应急套管”临时封堵的要求;膨胀压力18~20 MPa,膨胀过程顺利,膨胀后整个系统性能良好。在测试ϕ219.1 mm等井径膨胀套管系统井下功能性和裸眼下入性的基础上,进行了井下全过程试验,ϕ219.1 mm等井径膨胀套管系统膨胀顺利,膨胀后内径为245.0 mm,满足ϕ241.3 mm工具下入要求,达到了等径膨胀和无内径损失钻进的目的。研究和试验结果表明,ϕ219.1 mm等井径膨胀套管系统可实现等径膨胀,可满足等井径膨胀及封堵作业要求,为等井径膨胀套管系统现场应用奠定了基础。

摘要:

深层小井眼采用随钻扩眼器进行扩眼作业时存在井眼缩径、固井质量差和卡钻频繁等问题。为解决该问题,基于随钻扩眼器基本结构和工作原理,采用新型变径结构,研制了一种多级变径随钻扩眼器;建立了随钻扩眼尺寸与主动活塞轴向位移之间的函数关系,并分析了扩眼器刀翼的受力情况;采用双因素计算方法分析了该扩眼器的钻压分配情况,得到了随钻扩眼器钻压分配比对扩眼尺寸、钻具锐度及地层抗压强度的影响规律。分析得知,随钻扩眼器的钻压分配比与钻遇地层抗压强度、扩眼尺寸呈正比,与扩眼器锐度呈反比,该扩眼器的理论井径扩大率为7%~20%。研究认为:对随钻扩眼器进行钻压分配分析,可以指导扩眼器的设计及领眼钻头的选型;研制的多级变径随钻扩眼器为提高扩眼效率提供了技术支撑。

摘要:

为了解牙齿偏转角对单牙轮钻头破岩效率的影响,获得最优的牙齿偏转角,结合单牙轮钻头的运动特性和牙齿的工作特点,采用数值分析方法进行了楔形牙齿刮切破岩模拟,并建立了单牙轮钻头楔形牙齿偏转角优化方法,同时开展了不同楔形牙齿偏转角单牙轮钻头的破岩试验。数值分析表明:刮切破岩过程中,单牙轮钻头楔形牙齿的工作面和刮切体积在不断变化;楔形牙齿偏转角优化方法能准确、快速地计算楔形牙齿刮切体积,找出最优的偏转角;优化计算发现楔形牙齿的最优偏转角都在90°附近。破岩试验结果验证了楔形牙齿偏转角优化方法的可行性和计算结果的准确性。研究结果表明,利用单牙轮楔形牙齿偏转角优化方法,可以求得单牙轮钻头楔形牙齿的最优偏转角,可以为单牙轮钻头布置楔形牙齿提供指导。

油气开发
摘要:

随着技术的进步和环保要求的日益提高,页岩气压裂施工采用传统柴油机驱动压裂泵车组施工噪声大、能耗高和占地面积广等不足逐步显现出来,电动压裂设备因其功率和排量大、噪声和能耗低、施工占地少等优势逐步得到规模应用。在系统总结分析国内外电动压裂技术的发展应用历程及特点的基础上,重点介绍了中国石化电动压裂技术的应用规模、时效和成本,剖析了存在的不足,提出了全面升级电动压裂系统、强化施工过程管理、大规模推广应用全电动压裂技术等建议,以期推动我国电动压裂技术发展和应用,为我国深层和常压页岩气开发提供经济高效的技术手段。

更多+
x 关闭 永久关闭