井眼清洁监测系统在西南油气田的工程应用

目前在大斜度井、大位移水平井等钻进施工过程中,井底岩屑实际返出情况是影响钻井安全和钻井周期的直接因素。为了保障钻井安全,提升钻井时效,通过井眼清洁监测系统(BCM),可定量化监测井底岩屑返出情况,为现场第一时间提供井底清洁度和井壁稳定性数据分析,帮助井队不断提高钻井效率,为钻井施工实时预警,减少非生产时间(NPT),BCM采用在地面安装的在线岩屑称重装置,实时采集井筒返出岩屑重量,通过实时岩屑流量、岩屑返出理论体积、实际体积、环空岩屑浓度、综合录井等参数利用工程计算分析方法,实时监测井眼清洁、井壁稳定情况,优化分析钻井时效,可有效预防由沉砂或井壁失稳引起的卡钻事故的发生,并给出相应工程应用实例。该类设备已经在国外钻井市场(大位移井、水平井等)广泛应用,对于实时安全钻井,提高钻井效率以及节省钻井成本具有较高的实用价值。

天然气科技创新战略绩效管理——以西南油气田为例

为保证科技创新战略的深入推进,西南油气田立足战略绩效管理理论,运用平衡积分卡等绩效管理工具,构建了天然气科技创新战略绩效管理模式。明确了科技创新的总体战略、技术集成、生产应用、研发体系、保障体系几大战略目标,通过分解战略目标关键要素、绘制战略地图、确定关键绩效指标、构建多维度的指标与方法体系,实施天然气科技创新战略绩效评估。评估中需做好组织管理、评估流程管理、结果反馈与绩效激励等工作,使管理过程更精细化,管理评估和反馈结果更具有实践指导意义。

油气田集输站场工控系统国产化替代应用研究与实践

为进一步响应国家和公司关于信创战略的要求,立足油气田集输站场工控系统建设与运行,避免工控系统基础设施在关键技术方面被“卡脖子”带来的网络安全、数据安全、涉密安全等风险,梳理工控系统运行管理现状,开展国产化替代应用的研究与实践,提前完善优化对策,明确管控方法与实施路径,进一步提升安全高效、自主可控生产保障能力,夯实数字化、智能化油气田的建设基础。

三级监督管理模式在西南油气田的应用

随着油气生产由高速增长转向高质量发展,西南油气田在300亿战略大气区建设中,工程技术监督管理面临新的形势和挑战,只有创新工程技术与监督管理,才能保障井控安全及井工程质量,实现投资效益最大化。主要介绍了西南油气田通过创新"驻井+巡井+远程"三级监督模式和推行监督信息化管理,改变传统的监督方式,以达到提高监督效益和效率的目的。

超深地层井壁失稳理论与控制技术研究进展

超深地层是我国油气勘探开发的重要领域,但因超深地层复杂地质环境导致的井壁失稳已经成为制约超深地层油气资源动用的重大技术难题之一。为此,从地质和工程2个方面系统总结分析了超深地层井壁失稳机理,进而分析了超深地层岩石物理力学实验及本构方程、地应力测量与地层压力预测等地质力学参数评价技术,并探讨了超深地层井壁稳定性评价理论与控制技术的研究进展,最后提出了促进超深地层钻井理论技术发展的建议。研究结果表明:①加强还原超深地层环境的岩石物性、力学和物理模拟实验研究,耐高温高压地应力和井筒压力测量仪器研发,是认识超深地层极端环境下岩石与地质力学特性的关键;②高温高压条件下的多场耦合岩石力学理论是构建超深地层井壁稳定性评价技术体系的基础;③攻关融合超深地层钻井的大尺寸多开井身结构设计、抗高温高压钻井液体系、防漏堵漏工艺与材料、精细控压钻井理论与工具等井壁稳定控制技术是实现超深井钻井提质增效的前提。结论认为,超深地层井壁失稳理论与控制技术的发展不仅推动了我国油气钻探朝着超深地层进军,还有力推动了深地工程科学考察、超深层油气勘探开发理论与装备的迭代与升级。

关于油气田价格管理促进降本增效的思考

油气田企业价格管理涉及油气商品销售价格、物资采购价格和内部产品结算价格等,通过价格管理实现降本增效的基本思路是,提高油气产品销售价格、降低物资采购价格和内部交易成本。研究认为通过提高价格管理认识,加强组织与协同管理;建立健全价格管理体制机制;健全价格管理考评与激励机制等途径可以实现油气田企业降本增效的目的。

页岩气井固井分级式环空憋压技术研究与应用

防止环空异常带压以提高固井水泥环密封完整性是页岩气井安全高效开发的有力保障。固井候凝期间,水泥浆因失重导致环空液柱压力下降,地层流体窜入环空发生窜流,通常严重影响固井质量。针对页岩气井固井难点,研究了现场用水泥浆的失重过程与静胶凝强度发展过程。结果表明:三种水泥浆中快干浆的静胶凝强度发展最快,过渡时间最短(30 min);在静胶凝强度达到48 Pa时,缓凝浆失重率为1.04%,快干浆失重率达到85.2%,在过渡时间段内(48~240 Pa之间),中凝浆的失重速率最快,缓凝浆和快干浆的失重速率较慢;基于模拟计算环空憋压过程,在Z201井进行了现场试验,结果显示固井质量得以改善,第一界面合格率为97%,第二界面合格率为95.9%,气层段水泥胶结良好。分级式环空憋压技术具有良好的应用前景。

川渝地区含硫深井气举技术研究及应用

深层碳酸盐岩气藏占四川盆地天然气资源的59%,已开发气藏普遍受水侵影响,气藏具有埋藏深、高温、高压、含硫、井筒条件复杂等特点,导致气举技术在该类气藏中应用时面临设计方法缺失,工具性能不足等系列问题。针对上述问题,通过优化设计方法、研制高压气举阀及排水采气工具等技术攻关,并进行实际应用,形成了高压深井气举、免修井排水采气等一系列含硫深井排水采气新技术。研究成果表明:(1)在常规气举设计基础上,引入地层吸液指数,建立基于地层—井筒耦合流动的高压深井气举设计方法,该方法增加顶阀下入深度,气举阀布阀支数减少60%,降低阀间干扰;(2)通过气举阀结构优化设计,研制了充氮压力35 MPa、抗外压90 MPa的高压耐蚀气举阀,可满足6 000 m井深范围内酸化—气举联作和井下长期工作的需求;(3)设计以单向注入通道为核心的气举封隔器构建单向工艺通道,以自验封和悬挂为核心的气举封隔器重建工艺通道,研发了预置式、隔离式、跨隔式排水采气工具,满足永久式封隔器在气井完井不同阶段开展排水的技术需求,实现免修井排水采气。在川渝地区含硫深井中现场应用300余井次,应用井深超6 000 m,最大排水量达650 m~3/d,有效地解决了川渝地区气田含硫、高压、深井排水采气问题。

国内外井工程技术分类分级方法分析

随着石油勘探开发技术的发展,现代井工程技术体系得到了进一步完善。井工程技术的分类分级,有助于相关单位人员更全面、更深入地了解各种井工程技术的优缺点,有助于促进井工程技术的进一步发展和应用。因此,通过线上公开资料整理和线下资料获取等方法对国内外一流油气服务公司、国内外上游油气公司、国内外以油气专业为特色的知名高校、油气领域经典著作以及国内外重点油气期刊中相关文献的井工程技术分类分级信息进行研究分析。通过总结分析相关单位、高校、著作以及文献的井工程技术定义、分类分级特点,并对4个主体对象的技术定义、分级特点进行对比,形成系统化认识,为井工程行业的发展提供有效的技术支持和建议指导。

石油和天然气化工中压缩机的干气密封技术研究

石油、天然气是重要的能源,为社会经济发展提供了源源不断的能量支持。在开发过程中,压缩机特别是离心压缩机在能源输送过程中发挥着重要作用。但是在实际的应用过程中仍然存在一些问题,不利于压缩机干气密封系统的正常运行,给人们的生产生活带来一定的不便。基于此,本文就石油和天然气化工中压缩机的干气密封技术进行相应的研究,从而保障系统的正常运行。

深层碳酸盐岩完井方式优化研究——以安岳气田灯影组X井为例

安岳气田灯影组储层埋藏深、温度高、非均质性强、缝洞发育,施工难度大,完井投资大,对单井产量及开采年限要求高,完井方式选择应有利于发挥气井产能并保证其长期投产。为此,文章结合安岳气田灯影组储层特征,对裸眼完井、衬管完井和射孔完井三种方式进行了适应性评价,分析了射孔参数和衬管参数对水平井产能的影响规律,并给出了保证气井产能的射孔完井和衬管完井参数优化方案。结论认为:从施工安全角度考虑,推荐射孔完井,从打开完善程度和完井成本考虑,推荐裸眼完井;射孔完井推荐孔密20孔/m,相位角60°;衬管完井推荐孔密20孔/m,孔径15 mm。文章研究成果对深层碳酸盐岩储层安全高效完井,保证气井产能具有一定的支撑作用。

CO_2泡沫压裂技术研究进展及应用展望

页岩气开发过程中不仅应注重产量的突破,还应加强节水/无水压裂等新工艺、新技术的攻关与突破。文章通过对CO_2泡沫压裂液的研制、CO_2泡沫压裂液性能评价、CO_2泡沫压裂工艺参数模拟、CO_2泡沫压裂施工工艺及相关配套装备4个方面的调研,了解CO_2泡沫压裂技术的研究进展及应用现状,并结合四川地区具体情况,形成一套适用于四川盆地页岩储层的CO_2泡沫压裂工艺技术,不仅为进一步丰富开发页岩气的压裂工艺技术奠定基础,而且为四川盆地水资源紧缺地区的页岩气大规模工业化开发提供重要的技术储备与补充。

非均质碳酸盐岩油气藏酸压数值模拟研究进展与展望

要实现深层、超深层海相碳酸盐岩油气藏的高效开发,亟需相关酸化压裂技术理论的突破与创新。为了指导多种酸压工艺的现场实践,通过系统梳理和总结酸压数值模拟技术的已有研究成果,结合目前深层、超深层海相碳酸盐岩油气藏酸压工程的技术需求,探索研究了当前酸压数值模拟面临的新挑战和需要突破的方向。研究结果表明:①酸压三维数值模拟基于解耦思想,将酸压模型分为水力裂缝初始形态构建、酸刻蚀模拟及导流能力计算等3个模块,其中酸刻蚀模拟模块是酸压数值模拟的核心;②地质统计学参数方法在水力裂缝初始形态建模中的应用已较为成熟,酸刻蚀模拟通过N-S方程组、酸平衡方程、酸液滤失模型及酸岩反应溶蚀力方程耦合求解,已初步实现了精细化和油藏工程尺度的模拟,酸蚀裂缝导流能力的计算主要基于局部立方定律进行求解,并考虑了多重因素对导流能力的影响。结论认为,酸压数值模拟面临的新挑战包括酸液在复杂流动介质中的多场耦合高效计算、酸刻蚀过程的精细模拟、酸蚀裂缝导流能力的准确计算以及酸压数值模拟与酸压工程应用的匹配;需要突破的方向是实现多场、多尺度的酸压数值模拟。

高温高压含硫气井完整性关键技术——以安岳特大型气田为例

四川盆地安岳气田寒武系龙王庙组、震旦系灯影组气藏具有埋藏深、高温、高压、含H_(2)S和CO_(2)等特点,对气井完井管柱强度、密封性、抗腐蚀性能要求高,导致钻井难度大,井身结构及其管柱受力复杂,固井质量、气井环空异常带压等完整性问题突出。为此,针对上述气井完整性问题,基于钻完井设计、现场施工质量控制、井筒完整性评价、气井安全管控等方面开展了持续攻关及现场实践,形成了高温高压含硫气井完整性设计、评价和管理等关键技术。研究结果表明:(1)形成了高温高压含硫气井全生命周期完整性设计及现场施工质量控制技术,为建井阶段井控安全和建立良好的井屏障奠定坚实基础;(2)形成了环空压力评价、井口抬升评价、气井安全风险量化评价等井完整性评价关键技术,实现了气井安全风险定量评价,为井完整性分级管理提供科学依据;(3)建立了高温高压井完整性标准体系和信息化管理系统,实现了井完整性管理的标准化和信息化。结论认为,通过高温高压含硫气井完整性技术的全面应用,气井环空异常带压比例逐年下降,有效支撑了安岳气田的安全高效开发,该技术可为国内外类似气井完整性设计、评价和管理提供借鉴。

长宁区块强封堵油基钻井液技术研究及应用

分析清楚长宁区块龙马溪组和五峰组井眼失稳的原因,提出强化井眼稳定的钻井液技术对策,对该区块水平井水平段的钻进至关重要。基于X射线衍射、扫描电子显微镜、页岩膨胀、滚动分散试验,揭示了复杂地层的井眼失稳机理,提出了“强化封堵微观孔隙、抑制滤液侵入和阻缓压力传递”协同的井眼稳定技术对策。采用砂床滤失仪、高温高压滤失模拟装置、微孔滤膜等试验装置,优选了以封堵剂为主的长宁区块油基钻井液处理剂,构建了适用于长宁区块的强封堵油基钻井液体系,其抗温135℃,抗盐10%,抗钙1%,抗劣土8%,400μm宽裂缝的承压能力达5 MPa,0.22和0.45μm孔径微孔滤膜的滤失量均为0,封堵效果突出,综合性能优于常规油基钻井液。该钻井液在长宁区块现场试应用10余口井,龙马溪组和五峰组水平段均未出现井眼失稳的问题;与同区块采用常规钻井液的已钻井相比,复杂地层的井径扩大率平均降低10.82%,建井周期平均缩短4.5 d。研究结果表明,强封堵油基钻井液技术解决了长宁区块水平井龙马溪组和五峰组水平段的井眼失稳问题,具有较好的推广应用价值。

氮气泡沫调驱技术在新疆油田Y区块的适用性研究

针对新疆油田Y油藏的强非均质性特征以及开发剖面动用程度低、含水高的特点,筛选适合注入水配液的氮气泡沫体系配方,评价泡沫体系的油藏适应性、油藏温度压力条件下的性能和细菌对泡沫性能的影响,研究泡沫的流变性,开展物理模拟分析在不同渗透率级差下的驱油效果。结果表明,在油藏条件下,所筛选的氮气泡沫体系的起泡体积为530 mL,泡沫半衰期为167 min,综合指数为66382 mL·min,具有良好的油藏适应性;优选出的氮气泡沫体系表现出典型的剪切稀释性,并且稳泡剂的加入对泡沫体系的黏度有较为明显的提升,但不会对其在地层中的流动产生影响。在0.1~10 Hz的频率范围内,氮气泡沫的黏性模量均高于弹性模量(G''/G'>1),泡沫表现出较好的黏性行为,并具有一定的弹性行为。通过岩心流动实验看出,在水驱阶段,高渗透岩心的分流率随着级差的增大而增大,当渗透率级差为11.53时,低渗透岩心不能有效启动;在泡沫驱和后续水驱阶段,低渗透岩心的驱油效率随着渗透率级差的增大先增加后减小,在渗透率级差为8.67时,低渗岩心提高驱油效率达到最大,为44.97%。

页岩气水平井油井水泥的原位增韧技术研究

针对页岩气水平井开发过程中油井水泥作为一种非均质多孔脆性复合材料,难以承受大型水力压裂带来的非均质载荷,导致水泥环的力学完整性失效破坏问题,开展了油井水泥原位增韧技术研究。研究中采用了固相烧结法和球形重淬技术,获得了微晶铁铝酸钙(MB)作为原位增韧材料。研究结果表明,制备的原位增韧材料在提升力学性能的基础上降低了水泥石的弹性模量,养护7 d后的抗压强度可达24 MPa,抗拉强度提升50%,弹性模量降至5.55 GPa。微晶铁铝酸钙的增韧机制为:“裂纹偏转”、“裂纹终止”、“消耗断裂能”。该研究的开展对满足以页岩气开采条件下的油井水泥服役要求,延长页岩气井寿命,增加页岩气产能具有重要意义。

酸性气田CO_(2)二级射流泵排水采气工艺模拟研究

川渝地区酸性气田众多,由于气井腐蚀及油套不连通限制了部分工艺的应用。对于产水气井,射流泵是常用的排水采气工艺措施之一。采用射流泵排水采气具有排液周期短、施工工序少、井下无运动部件等优点。但是,一级射流泵吸入压力低,容易出现气蚀现象。设计了二级射流泵,通过模拟表明:二级射流泵能增大吸入压力,有利于降低气蚀的发生;考虑到水、天然气或氮气等常规“动力液”的不足,提出采用二氧化碳代替常规动力液。通过Fluent对一级射流泵和二级射流泵排液采气工艺进行数值模拟,对混合比、压力、速度参数进行分析,优化设计具有最佳参数的二级射流泵。为酸性气田排水采气提供了新的工艺方案。

窄安全压力窗口地层精细控压下套管技术研究

针对窄安全压力窗口地层下套管存在高漏失风险的问题,以瞬态波动压力为基础,建立了窄安全压力窗口地层下套管过程井筒压力控制模型,进而提出了精细控压下套管方法。利用瞬态波动压力模型进行了下套管过程波动压力敏感性分析,结果表明,套管下放速度越大、套管下入深度越深、钻井液密度越大、环空间隙越小,下套管引起的井底波动压力越大。精细控压下套管实例应用表明,该方法既能保证套管下放速度,又能有效避免窄安全压力窗口地层下套管漏失的发生。此外,通过实例对比精细控压下套管与常规下套管发现,套管下放到井底附近,采用常规方法下套管时套管下放最大速度调节范围非常窄,很难将井筒压力维持在安全压力窗口内。

高矿化度水基压裂液技术研究进展

随着低渗、致密砂岩和页岩油气的大规模开发,水力压裂技术将被广泛运用,与此同时水资源消耗问题日益突出。油田产出水、压裂返排水和海水基压裂液的运用将极大缓解这一矛盾。笔者分析了高浓度矿物离子对常规压裂液体系性能的影响机理,系统总结和分析了近20年高矿化度水基压裂液体系的性能特点和应用情况,展望了高矿化度水基压裂液体系的研究方向和发展前景。