滚动负压筛在国内油气钻井中的试验与应用

传统钻井振动筛在常压下依靠振动产生5~6g的抛掷力将钻屑从钻井液中筛分出来,钻屑含液率高,固废量大。滚动负压筛是一种基于带式真空过滤原理与微振动复合作用的钻井液固液分离装置,其钻井液的透筛主要依靠真空作用,钻屑含液率低,钻井液回收率高,固废产生量少。2014年以来,国内陆续引进部分滚动负压筛,在海洋钻井固废减量和陆地钻井钻屑减量中进行了试验和小范围的应用,但相关的试验和应用报道较少。对滚动负压筛在国内陆地钻井中进行了应用和对比试验,试验结果表明,滚动负压筛排出钻屑的体积含液率可降低到35%以下,油基泥浆时,每米进尺泥浆消耗量和固废实际产生量比传统振动筛可分别降低32.25%和51.63%,分离出的钻井液含砂量和有害固相降低,提升了钻井液的性能。滚动负压筛的应用具有较好的经济效益和环保效益,但一次性设备投入成本较高,可能影响其大面积的推广应用。

精细控压钻井系统开发

随着开发力度的加大,石油钻井正向深井、超深井迈进,钻井作业也将面临越来越多的漏、喷复杂工程难题。而精细控压钻井在减少钻井液漏失、提高钻井时效、实现地质目标等方面发挥了重要作用,但由于精细控压作业井均属于相对较复杂的井,井控风险大,技术人员需求大,技术水平要求高。目前存在人员紧缺、现场技术人员水平参差不齐,对复杂井的安全施工造成了不利形势,且人员、设备调配难度较大。针对该问题,本文通过工作流程的梳理研究建立精细控压钻井EISC工作系统,满足精细控压工程作业的远程监控、实时分析、故障复杂预警,以及EISC与作业现场的远程交互,实现EISC对作业现场的远程技术支持,减少现场技术人员的同时,保障施工作业安全高效。

四川盆地“槽-隆”控制下的寒武系筇竹寺组页岩储层特征及其差异性成因

四川盆地寒武系筇竹寺组是继五峰组-龙马溪组后页岩气勘探开发的重要接替层位,目前在德阳-安岳裂陷槽中心和槽缘部署的Z201井和WY1井页岩气勘探取得良好效果,但裂陷槽内筇竹寺组页岩储层发育特征仍不清楚。以槽内中心Z201井和槽缘WY1井为重点,结合其他页岩气勘探开发资料,系统分析了研究区筇竹寺组页岩各小层矿物特征、有机地化特征、储层及储集空间特征、含气性特征。研究结果表明:①筇竹寺组可划分为8个小层,页岩整体以脆性矿物为主,总有机碳含量(TOC)普遍大于1%,为优质烃源岩,且槽内TOC高于槽缘,具备良好的生气条件。②筇竹寺组页岩有机孔与无机孔均发育,槽内孔隙发育更好,具有极高的含气量。1,3,5和7小层黑色页岩储层品质较好,5小层储层品质最优。③德阳-安岳裂陷槽控制了筇竹寺组页岩储层发育,槽内Z201井钻遇的筇竹寺组页岩储层优于槽缘WY1井。④乐山-龙女寺古隆起控制筇竹寺组页岩有机质演化程度,古隆起内筇竹寺组有机质热演化成熟度普遍低于古隆起外,隆起区适中的热演化程度具备大规模富气的条件。筇竹寺组页岩储层各项条件较好,是未来页岩气勘探开发的主要接替区域。

一种具有超长侧链的疏水缔合型聚合物的合成及减阻性能评价

采用曲拉通和丙烯酰氯醇解合成一种水溶性可聚合单体,仅使用水作为溶剂合成一种具有超长侧链的疏水缔合型聚丙烯酰胺(HAPAM)作为减阻剂,通过分子动力学模拟方法对比了聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺和合成的具有超长侧链的HAPAM与水的相互作用,并分别以去离子水和盐水配液改变HAPAM含量,测量不同HAPAM含量的滑溜水在不同流速下的摩阻,并计算相应的减阻率。实验结果表明,具有超长侧链的HAPAM与水的相互作用最强;减阻率随流速的增加而增大,HAPAM含量越高,减阻率达到70%所需的流速越高,减阻率最高可达80%以上;盐对滑溜水的减阻率和黏度有显著负面影响,需提高HAPAM含量才能获得理想的减阻率;SEM表征结果显示,HAPAM在清水和盐水中的分布形态均为网状结构。

湖相页岩油层孔隙度井-震双控建模

针对我国湖相页岩油分布范围广,储层岩性复杂、单层厚度薄、储集物性差、纵横向非均质性强等地质特征,提出了湖相页岩油层孔隙度井-震双控建模技术系列:1)岩心标定测井。测井识别湖相页岩岩相并解释出孔隙度参数,采用层控方法建立岩相三维模型,利用层控加岩相控制策略建立测井孔隙度三维模型。这虽保证了湖相页岩油层孔隙度模型的纵向预测精度,但横向预测精度不足。2)地震属性提取与优化。经过测井解释孔隙度粗化,采用遗传反演方法,结合时深转换,建立深度域地震孔隙度三维模型,完成对湖相页岩油层的横向非均质性精细刻画。此结果的纵向非均质性刻画精度有限。3)井-震双控孔隙度建模技术。依靠建模方法优选与参数优化,以测井孔隙度三维模型为主变量,地震孔隙度三维模型为次变量,完成井-震双控孔隙度建模及可靠性检验,实现对湖相页岩油层孔隙度的可靠表征。

海相浅层页岩气地质-工程“双甜点”测井评价方法:以桂中坳陷北部鹿寨组为例

桂中坳陷北部鹿寨组海相富有机质页岩是滇黔桂盆地页岩气勘探的重要接替领域,目前在勘探初期已取得重大突破,因此开展地质-工程一体化的评价工作极为关键。利用岩心、薄片和扫描电镜等岩石物理实验和常规、成像、核磁共振及阵列声波等测井资料,在岩心刻度测井和小层精细划分的基础上,分别开展了地质和工程“甜点”要素测井表征研究。通过对烃源岩品质、储层品质和工程品质叠合,最终完成了地质-工程“双甜点”的耦合与优选。研究表明:鹿寨组一段页岩岩性以硅质页岩、混合质页岩和灰质页岩3种类型为主。孔渗物性偏低,w(TOC)介于1%~2%之间。生物硅含量低,硅质来源主要为陆源碎屑供给,页岩气主要赋存在黏土矿物相关孔隙和微裂缝中,且以吸附气为主而游离气较少。脆性指数介于20%~80%之间,且基本均大于40%。应力差异系数介于0.26~0.50,现今最大水平主应力方向为NNE-SSW方向。优选③小层底部页岩“甜点”层段作为水平井靶窗,水平段实钻气测结果显示良好。研究成果能够为页岩气单井“甜点”测井评价与水平井靶窗优选提供理论指导和方法支撑。

三维地震速度建模技术在川南页岩气随钻地质导向中的应用

四川盆地川南地区地质构造复杂,地层变形强度不一,精细三维地震速度建模难度较大。以往地震速度建模更多侧重于深层目的层水平段的迭代校正,但丛式平台井在浅层非目的层段复杂工况(气侵、溢流、漏失、掉块等)频频发生,严重影响了钻井时效和施工安全,亟需建立深、浅层兼顾的精细地震速度模型进行时深转换。基于三维时间域地震数据,通过精细人工合成地震记录标定,结合层位数据和井数据,建立初始地震速度模型,并参考实钻邻井数据设置虚拟控制井,采用最小曲率插值和反距离加权插值相结合的方法,对初始地震速度模型进行优化,可快速实现深、浅层同时迭代校正,最终得到符合构造沉积特征的精细三维地震速度模型。在川南地区现场随钻地质导向过程中应用校正后的三维地震速度模型可以及时、准确地为钻井工程提供全层系风险预警和地质导向建议,效果显著,可推广应用。

非线性模型在储渗体预测中的应用

储渗体为地层中具有一定渗透能力的孔隙与裂缝相互叠加而成的独立储集体,储渗体的分布大多与孔、缝、洞的发育存在直接关系。储渗体预测与常规储层预测最大的不同之处在于由于储渗体常分布在裂缝发育地区,所以需要对裂缝进行预测。蓬莱地区须二段致密砂岩孔隙结构复杂,孔渗相关性较差,常规测井资料和方法基本无法识别裂缝,影响了储渗体分类预测。本文选取具有参数少,建模快并适用于研究区测井资料多变量参数特征的随机森林分类算法建立分类模型,可自主评估变量重要性且能平衡误差的随机森林分类算法实现了单井储渗体纵向分布预测。通过对典型井的分析,结合已有钻井的含气性、测试、试采等与孔渗分布区间的相关性总结了储层分类评价标准。运用部分典型井进行建模,达到了96%的储层预测正确率。由此模型作出的储层类型预测解释图,可直观的看出不同类型的储渗体所在井段的位置及有效储层厚度,解决了蓬莱地区须二段致密砂岩储渗体分类预测的难题,为非均质性极强的致密砂岩储渗体分类预测工作提供了一个新的解决办法,具有一定的借鉴性。

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。

中国对外贸易的影响因素研究:基于灰色关联分析

在分析中国对外贸易影响因素的基础上,基于中国2008~2020年宏观数据,利用灰色关联度分析方法研究各影响因素与中国对外贸易的关联性。结果表明:国内生产总值、电子商务销售额、外商直接投资、对外直接投资、社会融资规模等因素均与中国对外贸易具有正关联性,其中国内生产总值、外商直接投资、对外直接投资是影响中国对外贸易的主要因素,且国内生产总值与中国对外贸易的关联性最强;而在中美贸易战发生之前,各因素与中国对外贸易的关联性更强,且外商直接投资与中国对外贸易的关联性最强。

裸眼分段工具高温高压性能稳定性评价实验

针对现有的井下工具测试系统不能模拟高温高压泥浆条件下工具稳定性测试的问题,研制了高温高压井下工具性能稳定性评价装置。该装置具备温度200℃、压力105 MPa,在多种流体介质中开展工具性能测试的能力。利用该装置,模拟井下工具在油基泥浆里的下入过程,设计开展了胶筒在油基泥浆中的高温高压老化腐蚀和分段工具的密封稳定性两个实验。结果显示胶筒在高温高压下发生膨胀,但整体膨胀的尺寸相对较小,不影响工具下入;实验后胶皮表面光滑、无开裂无鼓包;分段工具保压10 d,无压降。经XX001-H6井裸眼多段酸化施工应用,温度176℃,压力97.32 MPa,封隔器密封可靠、滑套性能稳定。本实验方案的顺利实施为高温高压工具稳定性实验提供了新的技术思路。

含油钻屑处置技术研究进展

含油钻屑又称油基钻井液废弃物,是石油钻井中常见的乳化废物和污染物。近年来,随着我国深井、超深井钻进技术的不断精进,油基泥浆的使用量也不断增加,导致以高黏度和毒性为特征的含油钻屑数量增加。本综述旨在强调含油钻屑处理、回收和处置中的各种常规和不断发展的技术,评价它们在各种条件下的适用性及发展愿景。

一种页岩气油基钻井液注水泥塞工艺研究

页岩气是保障国家能源安全和上产的一个重点领域,目前页岩气主要采取水平井钻井的方式进行开采,钻井液通常采用油基钻井液。页岩气水平井钻井过程中出现产层钻遇率低、无法打捞井下落鱼、评价井直改平等情况时需要进行注水泥塞侧钻。油基钻井液与水泥浆相容性差,影响施工安全,同时传统注水泥塞施工工艺不当往往需要进行多次注水泥塞施工,一次成功率低,既耽误时间又增加钻井成本。针对以上问题,文章开展了一种油基钻井液注水泥塞工艺研究。该研究包括:注塞浆柱结构精细化设计、高效驱油冲洗隔离液技术、油基钻井液注水泥塞施工及安全保障技术、关井憋压候凝预应力等工艺,可有效提高注水泥塞的成塞效果,有利于缩短钻井周期和节约钻井成本。截止目前,该工艺在川南页岩气重点区块油基钻井液注水泥塞中应用2井次,均一次性成功,为页岩气优快钻完井提供了强有力的技术支撑。

新和——三道桥地区古近系——白垩系油气藏形成条件及控制因素

新和—三道桥地区古近系—白垩系已成为塔里木盆地北部重点勘探层系。针对该地区古近系—白垩系油气成藏条件及其主控因素等问题,通过烃源岩特征、储盖层组合、断裂及圈闭作用分析,明确了油气藏形成条件及控制因素。研究结果表明,该地区油源主要来自陆相三叠系—侏罗系的煤系烃源岩。盖层发育有三套,即古近系库姆格列木群及苏维依组泥岩、含膏泥岩和膏岩、白垩系下统巴西盖组上段泥岩及舒善河组泥岩。油气成藏主要受控于断层、圈闭和盖层,圈闭与盖层是关键因素,断裂带控制了油气的富集区域,圈闭控制了油气的聚集,盖层控制了油气藏保存状况。

川东龙门气田石炭系气藏水体的动态认识

龙门气田位于大天池构造带中段断下盘 ,其石炭系气藏探明储量 183 99× 10 8m3,气藏生产井 6口 ,日产能 15 1× 10 4 m3,年产能 5× 10 8m3。《龙门气田石炭系气藏初步开发方案》认为 ,气藏存在边水 ,且气水界面海拔 - 44 2 0m。 1997年 12月 7日气藏投入试采 ,动态资料表明 6口气井彼此相互连通为同一压力系统。以构造鞍部相连的任市高点与龙门高点气区相互连通为同一压力系统。气藏存在两个独立水体 ,天东 9井附近存在一个有限水体和气藏较大范围内的边水。气水同产的天东 9井多次加大气量提水的生产管理方式在川东气田开发史上属于首例。位于构造北端的水井动态资料表明与气区可能不连通。生产动态表明气藏的气水界面比原气水界面低 5 0m左右。试采对气藏水体的认识与气藏初步开发方案的结论有较大差异。文章结合气藏大量生产动态资料 ,对水体进行分析研究 ,为正在进行的气藏开发方案的编制提供依据。

浅谈大天池构造带五百梯气田水套加热炉热负荷

大天池构造带五百梯气田于1992年12月投入试采,于1997年正式投产。文章收集了五百梯气田一部分气井实际生产数据并进行计算,与原设计的计算参数及其结果作比较,总结出石炭系气藏天然气产量与流动温度的关系,并对水套加热炉热负荷进行了分析,为今后的设计提供参考。

“分段逐级憋压”固井工艺技术研究与应用

固井水泥浆凝结成水泥石过程中的体积收缩会导致水泥石与套管和井壁之间耦合力降低,甚至产生微间隙从而影响固井质量,严重时会导致环空带压。憋压候凝不仅能提高固井质量,而且解决了水泥浆失重引起的压稳问题。在地层承压能力不能满足一次性憋压的情况下,可根据水泥浆在凝结过程中具有塑性体的特征,分时段逐渐提高憋压值以实现环空憋压。分段逐级憋压通过井口把压力分时段传递到正处于凝结区域的水泥浆,正处于凝结区域上部的浆体的凝结时间、高度、密度对传压能力影响较大。上部浆柱凝结时间越长,压力传递能力越低;上部浆柱高度越大,压力传递能力减小;相同的凝结时间和浆柱高度,压力传递能力随上部浆柱密度增加而降低。PX2井177.8 mm+193.68 mm尾管固井作业中采用了分段逐级憋压技术,固井质量合格率达到98.1%,环空无气窜现象,该技术不增加成本,具有较大的推广价值。

基于提高液相渗入能力的钻井提速技术研究及应用

钻井提速是钻井降本增效的重要技术途径,多年实践表明水基钻井液组分对机械钻速有显著影响,但其机理尚不清晰。文章针对川中沙溪庙组致密砂岩难钻地层,通过改变钻井液组分,以提高钻井液渗入能力为目的,探索了钻井液与岩石相互作用机理及其对岩石力学性质、可钻性的影响规律。研究表明:基于膨润土、凹凸棒石、海泡石、纳米膨润土配置的水基钻井液,对川中沙溪庙组致密砂岩的快速渗入能力为纳米膨润土>海泡石>凹凸棒石>膨润土。纳米膨润土由于粘土含量低,滤饼形成速度慢,具有较高的瞬时滤失量,配置的钻井液快速渗入能力强;钻井液快速渗入能力越强,对岩石力学性质劣化程度更甚、岩石可钻性级值越低、破岩效率越高,其内在机理为钻井液快速渗入促进了伊/蒙混层发生水化反应,破坏了岩石内部原有的胶结状态,抗破碎能力降低。现场试验表明:优化钻井液后平均机械钻速从1.25 m/h提高至2.29 m/h,说明通过提高钻井液快速渗入能力实现钻井提速在沙溪庙组致密砂岩地层取得较好效果,值得进一步推广应用。

考虑高应力差的承压堵漏施工参数研究

承压堵漏作为低承压地层漏失防治的常用技术,理论体系和堵漏材料取得长足进步的同时,重要的施工参数却未获得足够的关注。为此,根据井下地应力环境,优选了高强度的堵漏材料,确立了不同施工参数和随钻堵漏的承压堵漏实验方案,使用自研的大型真三轴承压堵漏实验设备,在致密砂岩试样(尺寸为300 mm×297 mm×297 mm)上产生诱导裂缝,观测了裂缝扩展规律,基于诱导裂缝开展了承压堵漏实验。研究表明:针对承压能力弱的地层,施工参数会导致井内压力变化,从而影响封堵效果;反复在同一地层开展堵漏作业会造成裂缝扩展,导致封堵效果降低;堵漏浆进入裂缝的先后顺序以及封堵层的结构均与裂缝的几何参数密切相关。本文取得的规律性认识可为承压堵漏方案制定提供参考。

深层页岩气防压窜工艺在L203H53-1井的应用

四川盆地泸州页岩气资源丰富,具有埋藏深、地层温度高、两相应力差大、天然裂缝发育等特点,通常采用体积压裂方式,以形成复杂缝网为目的,增大改造体积从而提高产量。但随着加密井方式开发,压裂过程中井间压窜现象频发,压窜导致大量压裂液浪费影响邻井产量,制约着深层页岩气高效开发。结合国内外大量压窜研究,开展了压窜机理以及防压窜措施机理研究:基于压窜类型的总结分析,压窜类型分为水力裂缝前端液体窜通、改造规模过大支撑剂窜通、压裂液沿天然裂缝流动与邻井窜通。根据分析,泸州深层页岩气压窜的类型为压裂液沿天然裂缝流动与邻井窜通,提出了针对性的防压窜措施;选取H53平台1井进行防压窜现场应用,现场应用表明防压窜措施可降低压窜的影响。