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“川式”取心9 055.66 m创国内取心深度的新记录
摘要15)     
    2022年12月7日,随着顺北84斜井现场岩心长度丈量结果出炉,四川川庆石油钻采科技公司以取心井深9 055.66m 一举刷新了此前由塔深5井保持的9 000 m国内最深取心深度纪录!
    顺北84斜井为中石化西北局部署在顺北8井北三维地震工区8号断裂带北段的一口勘探井, 设计完钻井深 9232.49 m,计划在奥陶系中—下统鹰山组A点串珠中心附近钻遇低钻时或油气显示活跃层位进行取心作业。由于该井碳酸盐岩储层孔洞、裂缝发育,且井斜达49°,取心过程中存在堵心、磨心风险,影响单筒取心进尺和收获率;储层段井底温度高达 185 ℃,钻井液易稠化,影响进心作业;取心段井眼尺寸Ø165 mm,裸眼段长达1 200 m,小钻具强度低,处理故障难度大;该井目的层埋藏深、压实性强,机械钻速低,同时还存在井漏、溢流等井控风险,取心难度大。为了圆满实施此次取心目标,公司高度重视,调集精兵强将,成立取心专项攻关小组,按照“ 一井一策”的原则,采用“地质工程一体化”模式,从工具选型、钻头定制和取心工艺优化等三大方面入手。优选了自主研发的SPQ121-66 定向井取心工具和CQT558G金刚石取心钻头,采用单筒取心模式;采用增大排量、缩短岩心入筒行程、优化钻压和转速、倒划眼割心等优化措施,降低卡钻风险,提高工具井下稳定性,减小堵心机率。
    12月4日,取心工具入井,严格把关工具上卸扣、工具间隙调整、起下钻速度、树心、割心和出心等关键环节,严格落实坐岗制。历时3天,成功完成在井深9 050.66 ~9 055.66 m的取心作业,取心进尺5.00 m,岩心长4.90 m,岩心收获率 98% ,平均机械钻速达到1.23 m/h,比正常钻井的机械快。此次成功获取该段岩心为建设方精准评价储层提供了“第一手”地质资料,真正履行了“钻头能打到哪里,心就能取到哪里”的承诺,创下国内最深取心深度纪录,也为开展万米特深井勘探开发提供了基础。
2022, 45 (6): 185-.
2022年第6期封面
摘要19)      PDF (1749KB)(60)   
2022, 45 (6): 180-.
2022年第6期英文目次
摘要18)      PDF (255KB)(55)   
2022, 45 (6): 175-.
2022年第6期目次
摘要151)      PDF (562KB)(190)   
2022, 45 (6): 170-.
气井落物钢丝打捞作业实践
刘磊, 赵忠军, 段明霞, 杨萍
摘要49)      PDF (1405KB)(66)   
井下钢丝类作业过程中,由于工具遇卡、钢丝质量或者操作不当等原因,会导致钢丝和工具串落井,影响气井生产和后期其他作业,需进行钢丝打捞作业。 钢丝打捞作业,尤其是不明落物的打捞,作业风险大、难度高、耗时长、一次成功率低,还有二次落鱼的风险。 文章详细阐述了打捞过程, 利用通井和探鱼头的相关数据, 对落井钢丝长度进行了理论计算,对气井落物的深度和形状进行了分析预判,优选了合适的打捞工具;在避免事故问题处理复杂化、安全第一的原则下,制定了详细、充分的打捞方案,严格按照方案实施,成功完成了打捞作业。本次打捞作业的成功,说明通过理论计算与分析,选择合适的打捞工具和性能良好的井控设备,配合科学合理的打捞方案,能有效提升打捞作业的成功率和安全性。
2022, 45 (6): 165-169.
可打捞测漏仪的研制及试验
吴晓花, 徐开放 , 周波, 张葳, 魏天星, 杨成清
摘要30)      PDF (1592KB)(54)   
井漏给钻井作业带来非常大的危害,目前钻井漏失尚无经济高效的测漏方法。鉴于井漏实质是钻井液由井筒向地层流动,文章介绍了一种测流量确定漏点的方法,通过钻杆将测漏仪下放到不同井深位置测漏速,然后打捞出测漏仪连接专用软件确定漏点,再用原钻杆进行堵漏作业;也可起钻后将测漏仪连接专用软件确定漏点。为了保证流量计安全有效的工作,设计了专用测漏接头和配件。该方法能解决大斜度井、水平井或复杂井段电缆下放仪器困难无法测漏的问题,为钻井漏失测漏提供了一种新的经济可行的手段。
2022, 45 (6): 161-164.
高强度堵漏技术在KES1103井的应用
李龙, 尹达, 黄超, 宗世玉, 张蝶
摘要30)      PDF (1322KB)(63)   
KES1103 井盐层及盐下地层均采用高密度油基钻井液体系,实钻过程中主要复杂为井漏,共计发生井漏30次,累计漏失油基钻井液5 028 m 3。该井井漏基本涵盖了山前地区常见的井漏类型:卡盐底井漏、裂缝发育地层井漏、套管鞋井漏等,且同一开次包含两套或多套地层压力系统,漏点不易确定,堵漏难度极大。该井采用高酸溶沉降隔离、油基钻井液桥浆堵漏、水基钻井液桥浆堵漏、高失水快强箍堵漏、雷特桥堵堵漏等多种堵漏技术,有效提高地层承压压力,达到快速治漏的目的,为复杂地质条件下深井“安全、高效、经济” 钻完井和加快勘探开发进程提供强有力的技术支撑。
2022, 45 (6): 157-160.
自动垂直钻井工具在蓬莱气区推广应用
胡超, 丁伟, 胡军, 刘强
摘要40)      PDF (2919KB)(76)   
四川盆地地质条件复杂,川中蓬莱气区雷口坡~嘉陵江组挤压褶皱变形、地层倾角大、自然造斜率高,常规的弯螺杆定向+复合钻进方法纠斜效率低,机械钻速慢,钻井周期长,成为该区提速增效的技术难题, 影响整体开发效果。为达到解放钻压、防斜打快、提高机械钻速,实现优快钻井的目标, 在雷一段 ~ 嘉陵江地层和雷一段~飞仙关地层,应用自动垂直钻井方法,使用Power-V、VertiTrak垂钻工具,钻进过程中解放钻井参数,闭环自动调整,使井斜保持垂直,对克服该地区地层倾角大的井斜问题具有针对性。 因此进行了工具优选、施工参数优化和配套技术方案的实施,在PSX13、PSX6井等6口井的钻井中, 平均机械钻速为8.45 m /h, 是未使用该工具邻井的 5.71倍,井斜控制在1 °以内。其中 PSX6、PSX9 井等实现一趟钻超千米进尺,实钻数据表明应用先进的垂钻技术在蓬莱气区降斜提速的效果显著,取得了良好的经济效益和社会效益,可在蓬莱气区进一步推广应用
2022, 45 (6): 152-156.
抗温抗污染油基钻井液乳化剂的研制及在阳101区块的应用
张桓, 罗春芝, 张世录, 田顺春, 周俁玒, 章楚君, 王怡迪
摘要53)      PDF (1393KB)(61)   
针对页岩气地层埋深不断增加和其它工作液因施工不当侵入油基钻井液体系中导致其性能下降,且目前市场上的乳化剂不能很好的解决此问题,开展抗温抗污染乳化剂的研究。 以天然松香酸、多烯多胺、马来酸酐为主要原料,通过酰胺化、Diels-Alder 两步法反应合成一种抗高温抗污染乳化剂NY-4。对NY-4进行结构表征、性能评价及机理分析。红外图谱分析表明松香酸、多烯多胺及马来酸酐均参与了反应,使乳化剂具有抗高温抗污染结构基团。乳化剂加量为3% ~ 5% 时可配制出油水比为 60∶40 至 90∶10、密度为1.50 ~ 2.71 g /cm 3 的油基钻井液,该剂配出的油基钻井液抗温可达230℃ ;密度为 2. 3 g /cm 3 时,在230 ℃ 下静置5 d,沉降因子SF小于0. 51;抗岩屑污染为 10% ,抗现场水基钻井液、水泥浆前置液和水泥浆侵污为8%。通过在阳101 H2-8 井的应用,该乳化剂能够在 185 ℃温度下保持钻井液性能的稳定,协助钻井工程刷新了当时中国石油页岩气井深、储层埋深4 000 m 以深水平位移最长两项记录。
2022, 45 (6): 146-151.
钠蒙脱石表面水化评价方法研究
赵春雨, 张长津, 沈沛然, 孟述, 李海燕, 高红枫, 张颢
摘要22)      PDF (1667KB)(55)   
页岩地层黏土矿物表面水化的抑制仍然存在技术瓶颈,亟需建立抑制黏土矿物表面水化的新理论和新方法。文章主要以泥页岩中常见的钠蒙脱石黏土矿物样品为研究对象, 通过等温吸附法研究其表面水化程度,采用X射线衍射分析法、热重分析法和核磁共振分析法研究了钠蒙脱石的结合水类型及含量,建立了钠蒙脱石结合水的定量评价方法。实验结果表明:随着相对湿度的增加, 钠蒙脱石的基底间距呈阶梯状逐步增加,当相对湿度为1.00 时,钠蒙脱石可达到四层水化;热重分析可定量区分钠蒙脱石的阳离子层间水、层间表面水和自由水。核磁共振分析能定量区分黏土矿物的结合水和自由水。此举可为建立抑制黏土矿物表面水化定量评价方法提供理论和实验支撑。
2022, 45 (6): 139-145.
长庆油田多层系精准堵漏技术研究与应用
党军, 朱明明, 张建卿, 杨新宏, 牛步能, 孙欢
摘要41)      PDF (1858KB)(63)   
为保证油气当量的稳步增加,钻井区域在逐年拓展,井漏问题日益凸显,已严重制约着钻井提速增效。单一漏失层位堵漏难题已形成高效的治理手段,但针对长裸眼井段多套易漏层位治理目前无有效手段,因此文章通过对长庆油田漏失层位分析,明确易漏层位的漏失机理;发生漏失后采用以井温法和流量法为主的“多参数”测漏工具,进行长裸眼井段漏失层位识别,明确漏失位置;最后应用研发的高效疏水堵漏工作液进行专项堵漏,形成了一套长庆油田长裸眼多层系精准堵漏技术。多参数测漏工具漏层识别精度±30 m,测漏时间4 ~ 6 h,为后续堵漏提供数据支撑;高效疏水堵漏工作液由胶凝材料和惰性材料进行配伍,2 mm缝板承压可达12 MPa,满足高承压堵漏需求。该技术现场应用三口井,均实现一次堵漏成功,为我国非常规油气井钻井勘探中遇到的堵漏难题提供技术借鉴,助力钻井提速增效。
2022, 45 (6): 134-138.
一种耐高温酸液稠化剂的研制
张伟, 任登峰, 李富荣, 刘爽, 王艳, 王桥, 白文路
摘要36)      PDF (1415KB)(53)   
 针对深井、超深井碳酸盐岩储层温度高,常规酸液体系很难达到深穿透的目的。文章以丙烯酰胺、自制有机铵盐为基础原料,通过对单体比例、引发剂含量、引发温度、pH 值及螯合剂加量等因素的优化,研制了性能良好的耐高温酸液稠化剂。研究表明,当丙烯酰胺与自制有机铵盐质量之比为 5∶8 时,引发剂浓度为 300mg/L,pH 值为7,引发温度35℃ ,螯合剂加量500mg/L 时,合成的稠化剂性能最佳。结合Ostwald-Dewaele 方程对耐高温稠化剂的增稠能力进行评价,90℃ 下,耐高温稠化剂的稠度系数( 602.85mPa·s n)比常规稠化剂的稠度系数( 544.57mPa·sn)更大,耐高温稠化剂的流动行为指数为0.51,比常规稠化剂的流动行为指数( 0.54)更小,表现出更好的增稠性能。与常规增稠剂相比,相同温度下耐高温稠化剂的黏度更大,黏度下降率更低,表现更优的耐温性能。在120℃,170s -1连续剪切 120min,耐高温稠化剂的黏度为 32.4mPa·s,比常规稠化剂表观黏度( 29.1mPa· s)更大,表现更好的抗剪切性能?现场应用表明,酸液稠化剂在塔里木M 区块取得了良好的应用效果,单井产量由8.3×10 4 m 3 /d 提高至 14.5×10 4 m 3 /d。
2022, 45 (6): 129-133.
抗高温可膨胀水基堵漏剂的制备与性能评价
张海城, 王鹏, 高建章, 郭玉锋, 权虎林, 罗忠宝
摘要27)      PDF (1914KB)(61)   
高温裂缝性地层由于裂缝结构复杂、堵漏材料难以与裂缝开度精准匹配,常面临着封堵层承压能力不足而导致的重复井漏问题。针对高温裂缝地层面临的井漏技术难题,开展了抗高温可膨胀堵漏剂的研制和评价。基于橡胶颗粒具有的弹性变形特征,结合改性聚氨酯的吸水膨胀特性,研制了一种新型抗高温可膨胀堵漏剂。评价结果表明,该堵漏剂在 90 ~ 150℃ 热滚条件下,质量膨胀量可达 8 ~ 10 倍,且主要膨胀时间在4 ~ 8 h。具有良好的配伍性能,在地层水及钻井液中长时间浸泡不影响其膨胀效果; 具有较好的抗盐性能,与堵漏基浆相比,在20%NaCl和10% CaCl2 污染条件下膨胀量降低率仅为 8% 和21 . 7% ; 具有较好的力学强度特性,( 90 ~ 150 ℃ ) /12h 热滚条件下,经过 5 MPa 抗压测试,D50 粒度降级率小于20%。形成的封堵配方可封堵3 mm×2 mm裂缝,承压能力达6 MPa,可较好地满足高温裂缝性地层的堵漏需求。该抗高温堵漏剂同时兼顾的弹性膨胀和强度特性具有广阔的应用前景,为大港油田高温裂缝地层井漏问题的解决,提供了有效的技术方案。
2022, 45 (6): 123-128.
海上热采耐高温三胶筒结构封隔器设计及性能评价
刘传刚, 王世强, 马认琦, 王利军, 王俊姬
摘要35)      PDF (1798KB)(64)   
在国内油气田增储上的大背景下,稠油热采成为油气开发新的增长点。面对井下高温高压的环境条件,现有耐高温胶筒难以满足海上热采高温密封要求,制约了稠油热采井有效开发。为解决海上热采封隔器高温下密封失效问题,结合现有耐高温材料和隔热涂层技术, 提出一种中心管带隔热层的三胶筒结构。通过建立三维模型并应用有限元仿真软件,完成了该结构的热分析与结构分析,得出了三胶筒坐封后各自的压缩量、接触压力及在中心管注高温蒸汽时胶筒的温度分布。通过分析表明三胶筒结构具有可靠的密封性能,采用隔热涂层后胶筒的工作温度有明显降低。该设计为海上稠油热采封隔器高温密封提出了一种新思路。
2022, 45 (6): 118-122.
海上平台驱油聚合物加速溶解装置研究与性能评价
舒政, 王同旺, 廖东, 齐勇, 陈佳钰, 程飞豹, 杨雅兰
摘要23)      PDF (1885KB)(51)   
针对海上平台驱油所用聚合物溶解时间长,配注系统体积大,与海上平台承重及空间有限相矛盾的问题,设计了基于强制拉伸作用的海上平台驱油聚合物加速溶解装置。通过两级速溶环相对运动使聚合物溶胀颗粒表层的溶胀层被剥离,内部未溶胀部分快速的与水接触, 增加与水接触的比表面积,提高水聚双向渗透速度,从而缩短聚合物溶解时间。运用Fluent数值模拟研究了装置内部流体流动规律和压力分布情况。在单一过流通道中,越贴近壁面,速度矢量就越大,切应力越强,对聚合物溶胀颗粒的横向拉伸作用越强;在下定齿与动齿之间的活动间隙处,静压损失最高,装置动压达到最大值,对聚合物溶胀颗粒强制拉伸,加速聚合物溶解。现场测试结果表明,经过速溶装置后,聚合物AP-P4 的基本溶解时间由 80 min 缩短至 40 min 左右,黏度保留率达 90% 以上,且基本溶解时溶液黏度相差不大。
2022, 45 (6): 113-117.
数显浮球液位仪研制与钻井溢漏预警试验
何弦桀, 晏琰, 杨晓明
摘要36)      PDF (2211KB)(63)   
目前,钻井现场主要采用超声波液位计和浮球式液位仪对循环罐钻井液液位进行监测, 虽然超声波液位计实现了实时、连续测量,但当液面波动较大时其监测效果受到一定影响,容易产生误报。浮球式液位仪的监测更加稳定、可信度高,是井队判断循环罐液位的主要手段;但现有装置不能多点、实时记录循环罐钻井液液位的变化,需要坐岗人员定时观察记录,人员劳动强度大,溢漏判断准确度低、及时性差。此外,现有技术无法自动准确识别泥浆工加料、启停泵操作等,使用过程中误报率较高。针对上述问题,研发了一种基于循环罐浮球液位仪的数字显示与溢漏预警系统。现场应用表明该系统能够在开泵、停泵、变排量等环节均实时、连续、稳定监测循环罐液面波动,精度达到± 1 mm,并成功预警1次井漏事件。 系统实现了循环罐钻井液液位监测的数字显示,对于提高溢漏识别的准确度、减少误报和漏报,进一步保证钻井安全具有重要意义。
2022, 45 (6): 107-112.
一体式交替冲砂切割工具的设计与试验
刘禹铭, 柴希伟, 郝宙正, 徐勇军, 王永康
摘要39)      PDF (2559KB)(68)   
针对渤海油田切割打捞需要下入冲砂和切割两趟管柱,施工周期长,成本高的缺点,研制了一种一体式交替冲砂切割工具,实现了一趟管柱可完成冲砂和切割连续作业,将作业时间由15 h /1 000 m下降至9. 8 h /1 000 m。文中对该技术的工作原理和结构进行了描述,并建立了冲砂水力学和切割扭矩的数学方程,用于计算两种工况下的排量、泵压、扭矩等参数,以便于指导现场作业和辅助判断井下工具的状态。试验测试结果表明,冲砂切割一体化工具性能稳定,满足连续交替冲砂、切割作业工艺需求,且成功应用于Ø139. 7 mm 套管的切割作业,各项指标性能良好,提高作业效率35%,节约成本50% 。
2022, 45 (6): 102-106.
钻井牵引机器人摩擦块—井壁接触性能分析
何超, 徐文, 李枝林, 赵建国, 王菊
摘要39)      PDF (2009KB)(76)   
钻井牵引机器人的牵引力主要来源于支撑机构摩擦块与岩石井壁之间的相互作用力, 牵引力与等效摩擦系数是机器人力学特性分析和结构设计的关键。基于此,文章建立了摩擦块与井壁数值仿真模型,分析了摩擦块牙齿轮廓尺寸、数量、正压力、嵌入深度等对当量摩擦系数、牵引力的影响规律。结果表明,正压力和齿前角是影响摩擦块当量摩擦系数的主要参数,也是影响钻井牵引机器人是否能稳定抓靠井壁的主要因素;当摩擦块牙齿齿前角35°、齿后角 60°、齿斜角 30°、嵌入深度2. 5 ~ 3. 0 mm 时,单个摩擦块可提供的轴向牵引力约 30 000 N,则钻井牵引机器人三个摩擦块可提供牵引力约90 000 N。该研究成果可为钻井牵引支撑机构力学特性分析和结构优化设计提供理论依据。
2022, 45 (6): 96-101.
非常规储层压裂砂比对支撑剂铺置质量影响的实验研究
高金剑, 胡蓝霄, 王刚, 杨汶山
摘要45)      PDF (1535KB)(75)   
低孔超低渗透率的非常规储层需通过大规模的水力压裂形成支撑剂填充的高导流裂缝,才能获得有经济效益的油气产量,缝内支撑剂铺置规律直接影响压裂效果,影响支撑剂铺置的因素包括施工排量、施工压力、砂比等。为了研究砂比对支撑剂在缝内铺置的影响,运用了大型可视平板垂直裂缝模拟系统,研究了不同砂比下陶粒支撑剂在裂缝中的沉降运移规律。实验结果表明,砂比对20 ~ 40目陶粒砂堤形状有影响,但砂堤形状变化较小;当陶粒砂比增加时,陶粒堆积形成的砂堤坡度减小;陶粒砂比增加,陶粒颗粒之间的碰撞作用增强,沉降量减小,砂堤高度减小;陶粒支撑剂水平运移速度受砂比影响较小,接近液体流速;陶粒砂比增加,陶粒支撑剂的沉降速度减小。研究结果可为支撑剂沉降运移动态研究及支撑剂优选提供参考。
2022, 45 (6): 90-95.
边水油藏气体辅助重力驱适应区块筛选方法及应用
罗福全, 耿文爽, 高贺存, 侯健, 顾潇, 盖长城
摘要29)      PDF (1908KB)(58)   
冀东油田边水油藏历经多年天然水驱开发后,目前处于高含水阶段,亟需改变开发方式,而气体辅助重力驱能够利用重力形成次生气顶,自上而下驱替原油,从而实现控水增油稳产。应用数值模拟方法,建立“一注三采”的边水油藏数值模拟模型,分析了水平渗透率、地层倾角、水体倍数和原油黏度对气体辅助重力驱开发效果的影响规律,结合重力准数量化分析了各影响参数与气驱采收率的关系,建立了边水油藏高含水后期气体辅助重力驱适应区块筛选标准及参数界限,并应用于冀东油田12个开发单元。结果表明:储层渗透率高、地层倾角大、原油黏度小的储层更适合天然水驱后气体辅助重力驱;建立水驱后气体辅助重力驱筛选标准为油藏渗透率大于700 mD、原油黏度小于3 mPa·s、倾角大于 10°、水体倍数大于 400 倍;水驱后气驱可提高采收率约 15% ;筛选结果为冀东油田C区块最适合水驱后气体辅助重力驱开发,其次为H区块和K区块。该方法对于油藏天然水驱后气体辅助重力驱适应区块筛选具有指导意义。
2022, 45 (6): 83-89.
水力空化储层改造物模实验装置研制与实验探索
刘佳, 敬佳佳, 邹信波, 刘帅, 屈学锋, 卞涛, 李军, 刘显锋
摘要41)      PDF (2347KB)(54)   
水力空化储层改造技术是近年提出的一种针对近井壁区域储层进行精细化改造的储层改造技术,具有所需设备少、工艺简单、清洁环保、作业成本低等特点,并能有效改善储层的非均质性。该技术已在国内部分油田进行了初步应用,取得了良好的应用效果,为进一步探究新型水力空化储层改造技术的工作机理与规律,基于空化原理及现场应用情况自主研制了一套水力空化储层改造物模实验装置, 并开展了现场实验研究。实验结果表明, 空化效应所产生的空泡溃灭区主要集中在以空化器出口为起点,距离为 15 ~ 25 倍空化器出口直径的区域,将改造点设置在此处,能够达到较好的改造效果;同时由于在此处形成局部高压,促使空化器出口区域产生"负压效应",有利于抽吸近井筒区域的污染物,达到解堵的作用;当输入泵力达到17 MPa时空化效应会产生脉冲振动,该振动的强度及传递距离随输入泵压升高而增加,通过对振动强度的衰减率进行分析,水力空化储层改造最远可对距井壁2~3 m的储层产生改造作用。该实验结果为水力空化储层改造技术的施工参数优化提供技术支撑。
2022, 45 (6): 75-82.
井下分布式光纤井筒温度校正技术研究与试验
于志刚, 胡振超, 宋立志, 范远洪, 廖茂林, 辛小军
摘要48)      PDF (1653KB)(80)   
油气藏的井下温度分布式动态监测技术作为油气藏开发效果评价的一项关键技术,目前主要采用分布式光纤温度传感器与井下电缆构建光电复合缆的形式来实现,然而电缆工作时产生的大量热量以及复合缆在封隔器位置的特殊结构,导致电缆产生的热量在封隔器部分出现非均匀分布, 使得分布式温度测量参数的常规校准方法难度大。 针对上述问题,文章提出了一种基于Comsol有限元局部温度场仿真与卡尔曼滤波的井下分布式光纤井筒温度校正方法。首先分析了分布式光纤工作原理,并建立了封隔器处整体式复合缆穿越三维结构, 同时构建了基于井下流体对流散热的电潜泵与电缆发热模型;然后针对井下封隔器内的复合缆穿越器,建立了基于Comsol有限元仿真软件的穿越器部分三维温度场模型,并且结合分布式光纤实测数据, 建立了井下分布式光纤温度分布状态空间方程,利用扩展卡尔曼滤波算法,实现了井下分布式光纤井筒温度的精确校准。 最后,利用所研发的温度分布式监测系统在南海某油田进行现场验证,结果表明采用三维温度场建模与卡尔曼滤波校正的井筒测量温度曲线,减轻了电潜泵电缆与封隔器对井筒温度的干扰影响,提高了井筒温度测量的精度,测量相对误差仅为0. 16%,满足生产现场的精度要求。
2022, 45 (6): 70-74.
井筒听诊器技术在川南页岩气田的应用研究
胡俊杰, 周小金, 周拿云, 王怡亭, 黄永智, 徐颖洁
摘要63)      PDF (1703KB)(78)   
为了丰富页岩气压裂的评价手段,为现场提供辅助决策,实现压裂资源的有效配置,井筒听诊器技术应运而生。该技术是一种非干扰的实时监测技术,通过采集压裂施工过程中水击震荡变化而产生的压力波信号,可以在压裂过程中实时定量地诊断压裂改造进液点深度,并对段内单簇是否进液进行有效评价,从而确定射孔簇的改造情况,判断改造井段是否需要进行二次封隔措施或者调整改造规模。采用该技术在川南页岩气田开展了多次现场试验评价,通过在压裂阶段停泵实时监测进液位置,针对常规页岩气水平井和套变页岩气水平井,评价了暂堵转向压裂工艺效果以及机械桥塞封隔的有效性。该技术能有效指导暂堵转向压裂工艺参数优化,进一步实现压裂改造范围的最大化,也为压后效果评估提供技术支持,从而加强各工艺间的交叉验证,助推非常规油气储层增产改造工艺技术进步。
2022, 45 (6): 65-69.
天然气井试油完井过程中快速泄压对井下工具密封性的影响
贾海, 王东林, 潘登, 赵智勇, 何亚彬, 陈华良, 黄靖富
摘要43)      PDF (2928KB)(63)   
压控式井下工具空气室的密封元件不仅受到天然气、二氧化碳、酸碱井液等介质的侵蚀,还要承受井下温度和压力变化带来的影响。在川渝地区天然气井的试油完井中, 压控式井下工具多次出现因“ 气体快速减压(RGD) ”效应影响而造成密封元件的密封性能降低,高压天然气渗入空气室形成了圈闭压力,致使工具不能正常工作的情况。 为了降低RGD效应对试油完井井下工具密封性的影响,以可控封堵阀为例,开展了在井下工况条件下空气室渗入高压天然气的模拟实验,验证特定的井况条件下会产生RGD效应,使橡胶密封元件的密封性能降低;同时通过模拟实验对比,优选了能耐RGD效应的“O”型密封圈,该密封圈在现场应用了4口井,均未出现空气室渗入天然气的现象。天然气的快速泄压对井下工具密封性的影响可以通过控制压降速率、减少开井关井次数和使用耐RGD效应的“O”型密封圈进行防治。为了提高井下工具密封的可靠性,提出了优化设计空气室的密封结构、减小空气室“O”型密封圈承受的密封压差的建议。 该防治天然气快速泄压影响井下工具密封性的技术,为试油完井井下工具的设计和密封件的选择提供了借鉴。
2022, 45 (6): 59-64.
阿布扎比NEB油田超长水平井限流筛管完井与酸化优化设计
刘会锋, 崔龙连, 刘琦, 贾婉婷, 周传义, 顾亦新, 巴合达尔·巴勒塔别克
摘要60)      PDF (1749KB)(55)   
阿布扎比NEB油田低渗油藏普遍应用超长水平井开发生产,水平段布酸效果是制约超长水平井酸化后产能的关键因素。LEL限流筛管完井和酸化是实现超长水平井均匀酸化的有效手段,但目前常用的LEL限流筛管设计方法多与专业软件相结合,不利于参数敏感性分析和快速优化设计。 通过优选管流摩阻计算模型和孔眼流动摩阻计算模型,建立了LEL限流筛管孔眼分布的解析设计方法,可以对超长水平井LEL完井实施快速的孔眼数分布设计;同时结合酸蚀蚓孔长度计算模型和当量表皮系数计算模型进行了酸化效果的快速预测评价。以阿布扎比NEB油田某井实钻井眼情况为例,开展了LEL限流筛管孔眼分布设计和酸化效果预测,得出结论: LEL酸化井酸蚀蚓孔长度可达到1.32 ~ 1.63 m,酸化后当量表皮系数可达到 - 2. 85 ~- 3.06;酸液穿透岩心的PV数是LEL设计的一个关键参数,应当通过实验测取。同时认识到,均匀布酸并不能作为LEL酸化设计的唯一目标,应当综合考虑储层非均质性条件,以均衡蚓孔长度、均衡酸化后表皮系数、均衡酸化后产量剖面等为目标开展更加优化的孔眼分布设计
2022, 45 (6): 53-58.
四川盆地沙溪庙组河道致密砂岩开发工程关键技术进展及发展方向
范宇
摘要74)      PDF (1478KB)(92)   
四川盆地致密气总地质资源量为5.8 × 10 12 m 3,居全国第二,其中金秋气田沙溪庙组致密气是勘探开发最重要的层系之一,但该气田储层埋深浅,上部地层钻井造浆能力强,储层由23期河道叠置发育具有物性、岩石力学及地应力差异大的特征,部分井区储层能量较弱。针对这些开发难点 在钻井方面通过开展浅层三维水平井轨迹设计与控制技术和以强化参数为主的钻井提速技术研究,形成了多河道浅埋深三维水平井钻井技术;在压裂方面通过研发低温全金属可溶桥塞和高强度、低伤害压裂液体系、优化水平井多缝压裂工艺,形成了高强度低伤害多缝压裂技术;在采气方面通过开展返排与出砂规律特征研究,形成了射流泵助排工艺和井下节流技术。通过这些技术的现场应用,沙溪庙组致密气藏钻井周期缩短至最低8. 08 d,井均测试产量由5. 01 × 10 4 m 3 /d 提高至46. 75 ×10 4 m 3 /d,同时表明在井身结构优化及小井眼钻完井配套技术、全生命周期智能采气技术方面还需进一步探索。
2022, 45 (6): 48-52.
随钻超声井眼成像可行性实验研究
张硕, 高文凯, 滕鑫淼, 刘珂, 丁华华, 禹德洲
摘要37)      PDF (2623KB)(59)   
 随着油气勘探开发难度的不断增大,地质与工程条件日趋复杂, 施工风险日益加大, 井壁失稳、垮塌等问题制约钻完井工程效益及安全,随钻超声井眼成像技术可以在随钻工况下实时测量高精度的井径大小与井壁特征,获取高质量的井眼图像,为钻进过程中井眼工程状况和质量的监测提供了解决方案。为研发随钻超声井眼成像工具并对图像进行准确解释,进行了随钻超声井眼成像可行性实验研究。 设计搭建了实验装置与实验平台,制定了实验方案,进行了室内模拟实验,分析了不同测量距离、不同待测物、不同传输介质对超声波传输时间与回波幅值的影响。 实验结果表明: 超声波传输时间与测量距离呈线性正相关,可以用于井径的测量及井眼形状的识别;超声波回波幅值对井壁特征敏感,可以用于井壁缝隙、孔隙等特征的识别与成像;随钻超声井眼成像方法可以适用于高密度油基钻井液中。
2022, 45 (6): 42-47.
富满油田超深井井身结构优化技术与应用
宋周成, 翟文宝, 邓昌松, 徐杨, 徐席明, 汪鑫, 文涛
摘要49)      PDF (1820KB)(88)   
随着富满油田勘探开发的推进,对钻井事故复杂的认识更深入, 前期采用的塔标Ⅲ 三开和塔标Ⅰ四开井身结构难以满足安全钻井和高效开发的需要。 在提质增效活动中, 分析了现有井身结构存在的不足,优化解决了塔标Ⅲ二开 Ø200. 03 mm套管下深极限和塔标Ⅰ 二开 Ø244. 50 mm 套管强度、钻机资源矛盾,拓展了超8 000 m井深的井身结构,形成了三套井身结构设计方案。通过对优化后井身结构进行10个月的跟踪调查,生产时效提高了4.08% 、事故复杂率降低了3.26%,钻井周期平均缩短了25 d,实现了提升作业效率、降低作业成本的目的
2022, 45 (6): 36-41.
新型PDC钻头井底流场数值模拟与优化
唐昌昊, 王伟章, 李文飞, 芦洁, 赵国翔, 刘晟玮
摘要43)      PDF (2022KB)(80)   
为了提高在某些硬岩和研磨性地层钻进效率,减少井底岩屑堆积,基于传统PDC( 聚晶金刚石复合片)钻头进行了结构调整,无中心喷嘴,设置三个轴向夹角为20°的斜喷嘴孔, 改变六刀翼分布。利用数值模拟分析方法,采用SST k-ω模型,对PDC钻头射流流场特性进行研究,分别对井底、喷嘴、刀翼表面射流流速和压力梯度进行了数值分析。在此基础上,对其水利参数再次优化,并对不同参数的PDC 钻头井底流场进行分析对比。 结果表明,钻头喷嘴直径越小,直射点速度越大,越利于破岩,但水力能量过于集中,高速漫流无法充分覆盖井底,不利于清洗岩屑;轴向夹角度数在20°~30°时,钻头喷嘴轴向夹角度数变大,直射点速度变化不大,但钻头肩部涡旋减少,上返区域速度提高,有利于岩屑快速排出井底,刀翼表面不易产生泥包;当钻头喷嘴直径在24 ~ 28 mm,喷嘴轴向夹角度数在25° ~ 30°时,该PDC钻头水力情况最佳。
2022, 45 (6): 31-35.
川渝地区深层破碎地层取心工艺优化研究
王明华, 刘维, 段绪林
摘要55)      PDF (1392KB)(80)   
川渝地区取心作业层位多,裂缝发育,地层破碎,渗透性强,堵心、卡心、阻卡复杂多,单次取心进尺少,起下钻次数多,取心作业效率低。文章开展了取心作业起钻原因、堵心卡心处理效果分析,并以取心工具、取心参数、工艺操作优化为核心,创新形成堵心及卡心复杂判断与快速处理、阻卡复杂预防与处理等特色取心工艺技术。研究结果表明:以钻压、泵压、扭矩、钻时等关键参数为核心,建立了堵心卡心复杂判断与初期处理方法,降低了起下钻次数;创新实施旋转割心工艺,解决了高渗透性井段阻卡复杂预防、割心困难问题; Ø215.9 mm及以上井眼选用川8-5 型取心工具,Ø149. 2 mm井眼选用川6-5型取心工具,有利于提高取心作业阻卡复杂处理能力。该工艺技术在蓬莱含气区、天府含气区等重点区域试验与应用5口井,累计完成取心进尺263. 10 m,取心收获率高达99. 08%,平均单次取心进尺由9. 42 m提高至13. 85 m,最高单次取心进尺27. 50 m,取心作业时间缩短32. 14 %。在其他区域类似地层推广应用深层破碎地层取心工艺,有利于缩短取心作业周期,降低钻井综合成本,加快了川渝地区新区域新层系勘探开发、产能建设步伐。
2022, 45 (6): 26-30.