提高煤层气直井动液面解释精度方法研究与应用

煤层气井动液面解释精度对于煤层气井精细化排采管控至关重要,本文对比了接箍法、音标法及声速法等测液面方法的优缺点,分析了影响动液面解释精度的主控因素为井筒温度和气泡段,从而提出了一种提高动液面解释精度的新方法。此方法综合考虑了影响动液面解释精度的各个要素,能够依据所解释液面较为准确地反映煤层气井的井底流压,克服了前期其它方法所存在的一系列问题,为煤层气井精细化排采管控提供保障。

浅层稠油开采用全液压斜直井修井机研制

目前国内用于油田浅层稠油开采中的斜直井修井机技术相对落后,还不能满足现场作业的要求。提出了全液压斜直井修井机的设计方案和技术参数;对该修井机的主要零部件和系统(如液压系统、游动吊卡、抓管机、可调底座、支架、接送管装置、油管对中及上卸扣装置等)进行了详细设计。全液压斜直井修井机经过试制和一年多的现场应用,结果表明:其结构设计合理,使用安全可靠,减少了作业人员,大幅降低了作业人员劳动强度。

XXJ20Y电动斜直井修井机的研制与应用

为满足斜直水平井修井作业需求和验证斜直井作业工艺参数,研制了XXJ20Y电动斜直井修井机。介绍了修井机的主要结构和原理,提出将油管作业空间由后端移至机身内的思路。创新对中方法和油管运移及摆放路线,设计相应的整机对中结构、井架结构和抓管、移管、排管结构。应用Pro/E和ANSYS Workbench 15.0等主流分析软件对井架和底座等关键零部件进行了三维建模和强度校核。该修井机进行了小规模的试验应用,达到了较高的自动化水平,操作手1人就可完成管柱起下作业,配合人员大幅减少,安全性提高;利用井场电源驱动,尾气零排放、噪声低,绿色环保;优化了油管运移结构及流程。该修井机的研制可为斜井修井机、电动修井机的研制和常规修井机的自动化改造提供借鉴。

压裂直井的三维半结构网格表征与求解方法

为模拟直井压裂后形成的三维裂缝的复杂形态和空间渗流特征,提出一种精确表征三维裂缝的新方法.首先,利用计算机辅助设计技术建立压裂直井的三维几何模型,明确裂缝、储层和井的空间几何关系;然后,根据三维裂缝复杂几何形态及其与井筒的空间相交方式,以及空间渗流特征,提出三维半结构网格节点约束算法和网格剖分方法,并实现混合离散求解;最后,利用所提方法对现场一口压裂直井P进行单井模拟,分析其井底压力和压力空间分布特征,并反演得到一套储层和裂缝的压裂评价参数.研究结果表明,裂缝的三维几何形态对直井P的压力空间分布具有显著的影响,井P在垂向上的压力分布具有明显的非均匀性.该研究有助于理解压裂过程中裂缝的三维形态以及裂缝对井底压力和空间渗流特征的影响,从而提高复杂压裂井的产量.

西湖凹陷直井井斜规律及原因分析

西湖凹陷是东海陆架盆地中规模最大的含油气凹陷。该区域储层埋深较大、地层岩性和构造复杂,导致直井井斜问题突出,急需解决防斜打直问题。基于区域地质和钻井资料,实钻资料和模拟计算分析相结合,开展了直井井斜规律及原因分析。该区域直井偏斜方向受地质构造影响明显,总体上符合沿地层上倾方向偏斜规律。构造作用强烈造成地层倾角较大是该区域下部井段严重井斜的首要原因,钻具组合和钻进参数不合适也是重要原因。研究结果表明,花港组上部及以上地层不易井斜,花港组下部及以下地层易井斜;井眼越深、井眼尺寸越小,井斜越严重。因此该区域下部易斜地层宜优先选用垂直钻井系统,不用或慎用钟摆钻具组合。

大庆油田深层直井同井换热优化设计研究

为了有效开发利用油田深层的岩热型地热藏,提高地热能的开发效率,采用了直井井筒换热技术进行开发,通过地质建模与数值模拟方法,根据井身结构,对换热管柱型号、组合方式进行了优化,并调整注入水的入口温度和流量,以达到最佳的换热效果。实际结果表明,优化后地热能的开发效率得到了显著提高,达到了有效开发利用的目的,为同类型地热藏的开发利用提供了实际参考。这一研究成果对于提高地热资源利用率具有重要意义,也为相关领域的研究提供了有益的借鉴。

水平井与直井交错井网优化方法

采用拟三维思想,利用保角变换方法,推导出一排水平井的平面势分布,在此基础上利用势叠加原理给出了水平井与直井交错注采井网条件下的产量公式。理论分析表明,该公式更适合于面积井网条件下水平井产能的计算。利用推导的水平井产能公式,引入2个重要的无因次量(水平井无因次长度和井网形状因子)对交错注采井网进行优化分析,得到在不同的井网面积条件下的水平井无因次长度与井网最优形状因子的关系式。结果表明,井网最优形状因子仅取决于水平井的无因次长度,而油层厚度和井网面积对其影响很小。在此基础上提出了不同条件下水平井井网的优化设计方法,为水平井在油田开发中的应用,特别是开发方案的设计提供了理论基础。

水平井与直井联合井网见水时间的确定方法

将水平井简化为具有等效井筒半径的直井,考虑了水平井与直井联合布井水驱油的非活塞特性,运用等值渗流阻力法将渗流区划分为3个阻力区,推导出了5种典型的水平井与直井联合井网的油井见水时间计算公式。并研究了水平井长度对不同井网见水时间的影响。引入见水系数对计算公式进行了修正,理论计算值与模拟值基本一致,能够满足油藏工程计算的需要。

水平井直井联合开采低渗透油藏合理井网研究

为了合理高效地开发低渗透油藏,利用数值模拟结合油藏工程方法,以某低渗透油藏地质模型为基础,深入研究了水平井直井联合开采低渗透油藏井网方式的有关问题,包括合理的水平井直井组合方式、井网几何形状,这一研究对于丰富和完善水平井整体开发低渗透油藏理论具有十分重要的现实意义。

CO2辅助直井与水平井组合蒸汽驱技术研究

利用物理模拟及数值模拟方法，研究了在蒸汽中添加CO2改善直井与水平井组合蒸汽驱开发效果的生产机理，主要包括降低原油黏度、使原油体积膨胀、降低油水界面张力等。优选出了CO2与蒸汽的合理注入方式、注入比例和注入量。模拟结果表明：CO2辅助直井与水平井组合蒸汽驱是深层稠油油藏高轮次吞吐后进一步提高采收率的有效技术。对于埋深为1300-1700m的稠油油藏，由于井筒热损失大，使井底蒸汽干度降低。而在注蒸汽的同时添加CO2，不仅可以有效地弥补蒸汽干度低，难以达到蒸汽驱要求的不足，而且还可以缩短蒸汽驱初期的低产期，提高采油速度。

弱面地层的直井井壁稳定力学模型

弱面地层在较小的钻井液柱压力下先于岩石本体破坏，引起井壁垮塌，甚至在高密度钻井液情况下也难以维持井壁稳定。我国西部钻井中常遇此类问题。本文从弱面模型出发建立大倾角地层的井壁稳定力学模型，详细分析倾角地层的倾角和走向对井壁稳定性的影响，认为弱面地层的坍塌方位主要集中在走向与水平最小地应力夹角在90±20度范围内，在钻遇此地层时，若维持井壁稳定所需的钻井液密度过高，可采用合理的井眼轨迹进行大斜度井钻井。

正断层发育特征对煤层气直井开发的影响——以沁水盆地南部柿庄南区块为例

为了深入挖掘断层发育特征对煤层气开发的影响机理,揭示其控产方式,以沁水盆地南部柿庄地区3号煤层为研究对象,分析了不同规模及组合形式的正断层对煤储层物性、工程效果和排采工作的影响;选取正断层控制下的含气量、煤体结构、渗透率、井径扩大率、破裂压力以及日产水量6个因素,采用灰色关联法分析了不同因素对产气量影响的主次关系,进而揭示了正断层对产气的主要控制方式。结果表明:正断层对产气的影响存在一定距离范围,该范围受控于断层的规模和上下盘位置,寺头断层上盘控制范围约为300 m,下盘约为250 m,F11断层上盘控制范围约为250 m,下盘约为200 m,由于正断层上盘为断层形成过程中的主动盘,沿断层面的剪应力大于下盘,造成上盘的影响范围大于下盘。随着距断层距离的减小,正断层所产生影响不断增大,影响特征为含气量和破裂压力逐渐减小,孔裂隙发育程度和井径扩大率逐渐增大,煤体结构更加破碎,压裂曲线形态更加复杂断层控制范围内煤层气井产水量普遍高于平均值。分析认为,正断层是在构造应力的作用下形成的,在断层面附近存在应力集中带,位于该区域的煤层受应力集中作用的影响,发生明显的变形破裂,力学强度大幅度降低,随着距断层距离的增大,应力作用强度也逐渐降低,其变形破裂也逐渐减弱;同时,正断层周围一般发育张性裂缝,随着距离的增加进而转变为压扭、张扭性裂隙,其张开度较低,到达一定的距离后,裂缝转为张性。故造成距离正断层越近,地质条件更加复杂,工程实施难度越大,产气效果一般。并且正断层主要通过控制渗透率、含气量以及沟通含水层来影响煤层气井日产气量,若要实现断层附近煤层气的高效开采,应优先关注这些参数是否异常。

800m以深直井煤储层压裂特征分析

以沁水盆地800 m以深煤层气井为例,统计归纳了深部煤层地质特征,分析了与之对应的压裂难点;通过统计10口采用活性水压裂技术且产气效果显著提升的深煤层气井的压裂数据,总结了现有技术体系下深煤层直井压裂施工参数特征,分析了导致深部煤层气藏压裂施工中压力异常偏高的因素,提出了深部煤层气藏开发对策。结果表明:深部煤层气藏的高温、高压、高地应力的地质环境、较差的储层物性以及较强的非均质性等特征,使得现有压裂技术体系在适用性和有效性上面临严峻挑战;增产效果较好的深部煤层气直井,普遍采用大液量注入,同时控制砂比在15%左右;压裂时压力异常偏高是受到压裂液性能、地层微裂缝、储层岩性、钻井液污染及煤粉堵塞等因素的影响;未来应对深部煤层气藏的开发,除了要对活性水压裂技术进行优化,还有赖于压裂理论的发展和新型压裂材料的研制。

考虑解吸扩散过程的煤层气压裂直井产能模型研究

压裂直井开发煤层气是中国地面开采煤层气的最主要手段.储层压裂开发过程中,流体的流动分为两个不同的区域:一是裂缝控制的椭圆流动区,二是裂缝内的高速非线性渗流区.针对两种不同的流动,考虑煤层气的解吸扩散过程,基于质量和动量守恒方程,建立了二区耦合的稳态流动数学模型,推导出压裂直井开发煤层气的解析解和产能方程.根据此模型可以模拟计算压裂井的产能及分析压裂裂缝参数对产能的影响.通过实例计算可以看出,煤层气解吸量的大小对单井产量有直接影响,解吸量越大,产量越大;另外,水力压裂裂缝半长及宽度越大,单井产量越高,但增幅逐渐变小,存在一个合理范围.

直井中抽油杆柱的偏磨计算

直井中引起抽油杆柱偏磨的主要原因是下冲程抽油杆柱下部发生螺旋弯曲变形 ,分析了引起抽油杆偏磨的井液与抽油杆之间的摩擦力、抽油泵柱塞与衬套之间的摩擦力、井液通过游动阀时的阻力等主要载荷 ,给出了确定扶正间距、扶正器个数及抽油杆柱偏磨高度的计算方法 ,编制了计算抽油杆柱偏磨高度的计算机程序并用于实际计算 ,计算结果与抽油杆实际偏磨高度的相对误差小于 8%

高阶煤煤层气直井低产原因分析及增产措施

我国煤层气井普遍产量低、开发效果差,主要原因是增产改造措施与地质条件匹配性差。通过分析沁水盆地南部郑庄区块直井的低产原因,提出针对性增产措施,并分析相关措施的增产机理及地质适应性,优化增产措施施工参数,并开展实践验证。研究和实践结果表明,埋深大的地区,裂缝开启困难,实施重复压裂可使裂缝转向并增加裂缝长度,增产效果较好。为了充分释放应力,实现裂缝偏转,重复压裂前排采时间至少应在1 000 d以上,重复压裂施工应降低支撑剂用量,且细砂应分段加入;碎裂煤–碎粒煤整体发育的煤层,直接压裂时裂缝延伸较短,实施间接顶板压裂可获得高产,压裂层位顶界至煤层顶板间隔距离为0.5~1.5 m,压裂液排量为5.0~5.5 m^3/min,射孔段长度为1.5~2.0 m,单位射孔层段压裂液量为200~300 m^3/m时增产效果最好;天然裂缝发育区,实施投球压裂实现裂缝转向,可大幅提高产量,该工艺适应于施工压力下降且低于15 MPa、日产水量为2~5 m^3的低产井,其增产措施为先实施以细砂为主的小型预压裂封堵原裂缝,然后投球封堵部分原射孔孔眼,双重封堵可大幅提高重复压裂时的施工压力,形成新裂缝。研究成果对高煤阶煤层气井低产原因分析及增产治理具有指导和借鉴作用。

垂直井中管杆柱的扶正器安放问题研究

管杆柱屈曲给生产带来许多问题 ,文中采用弹性稳定理论中的能量方法 ,分析了受轴向分布载荷作用的垂直管杆柱的稳定性 ,得到了关于轴向分布载荷、底端轴向载荷和管杆柱几何参数的稳定性方程 ,并求得了它的解析解。该解对于垂直井中管杆柱的扶正器应用具有指导意义 ,方程中针对不同端部边界条件的管杆柱约束系数取值不同。为了便于理解 ,文中给出了算例。

直井防斜钻具组合技术综述

在石油及天然气钻井过程中，影响井斜的因素是多方面的，钻具组合及其操作技术对控制井斜起着至关重要的作用。随着钻具组合技术的发展，控制井斜的技术水平和能力也不断提高。文章对旋转钻井过程中，国内外一些具有代表性的直井防斜钻具组合，尤其是对国内近几年的最新防斜钻具结构做了概要论述，并对这些防斜钻具的优缺点进行了对比分析。同时还简要介绍了国外最先进的井斜控制闭环系统及应用情况。旨在为钻井界科技人员提供此方面的技术信息，以便在实际钻井中加以利用和选择。

直井与水平井组合的蒸汽辅助重力泄油产量预测

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)是一种利用液体自身重力作为主要驱动力的热采方式。国外的SAGD先导实验,大多数是利用双水平井的组合方式进行,注入井和采出井都是水平井,而在辽河油田进行的先导实验,是利用直井作为注入井、水平井作为生产井的组合方式。针对辽河油田先导实验的注采方式,利用保角变换,将水平井转化为像平面上一口环形生产井的一部分;垂直注汽井变成像平面上的原点。对直井与水平井组合的SAGD井组,按照直井划定流动单元,分别计算叠加,可以得到水平井的产量,提供了直井和水平井组合的重力泄油产量预测方法。依据辽河油田杜84块SAGD先导实验区实际生产数据,利用文中提供的方法进行计算,预测的产量结果与油田实际数据非常吻合,证明文中推导的直井与水平井组合的SAGD预测方法是可靠的。

螺杆钻具配合PDC钻头在深直井中的应用

在分析螺杆钻具配合 PDC钻头提高机械钻速的原理的基础上 ,介绍了螺杆钻具配合 PDC钻头在大港油田 6口深直井中的应用情况 ,并对其经济效益进行了分析。6口井的应用表明 ,螺杆钻具配合 PDC钻头钻进可显著提高机械钻速 ,缩短建井周期 ,降低钻井成本 ,值得推广应用。