起下钻过程中井筒稳态波动压力计算方法

为了避免起下钻过程中井涌、井漏等复杂情况的发生,需要提高井筒波动压力计算精度。以槽流模型为基础,结合起下钻过程中的流体真实速度分布情况,根据井筒流体的连续性及相应的边界条件,分别讨论层流、紊流状态下的波动压力,建立了基于钻柱运动的稳态井筒波动压力计算模型,并采用数值解法对模型进行求解。结合现场生产数据分析发现:当起下钻速度由0.2 m/s增大至0.6 m/s时,波动压力由0.21 MPa增大至0.27 MPa;钻柱运动速度、流体流变性等条件不变,环空内外径之比由0.55增大至0.95时,井筒波动压力增加幅度由0.30 MPa增大至0.50 MPa。采用文献数据进行计算对比,结果表明:Burkhardt模型的计算误差多数大于8%,波动压力模型预测值与实测值的计算误差基本小于5%,符合精细控压钻井计算误差要求。研究结果表明,采用井筒稳态波动压力计算方法可以精确分析非钻井过程井筒压力,指导现场安全生产。

无隔水管钻井浅部地层井筒循环压耗分析

无隔水管钻井液回收钻井技术能够较好地解决深水浅部地层的钻井难题。基于圆管流量方程及其在环空中的推广应用,分别建立钻柱内和环空中钻井液全流态的井筒循环压耗计算方法。算例分析结果表明,层流状态下钻柱内和环空中循环压耗随排量增大均缓慢增加,而过渡流和紊流下循环压耗随排量增加的速度较快;RMR无隔水管钻井系统在钻井过程中存在一个临界排量,只有泵排量不小于临界排量才能够保证井筒循环的连续性;钻遇浅部地层时井筒压力中还是钻井液液柱压力起主导作用,循环压力的影响相对较小。研究内容可为我国开展深水无隔水管钻井提供一定的技术支持。

多分支水平井注采井网波及系数研究

多分支水平井注采井网波及系数是评价水驱开发效果的一个重要参数,研究多分支水平井注采井网波及系数具有重要意义。将多分支水平井等价为半径扩大的直井,利用等值渗流阻力法,考虑非活塞式水驱油,将渗流区划分为三个阻力区,推导出多分支水平井与直井联合开采面积井网的产能公式和波及系数公式。对多分支水平井五点法面积井网情况下的波及系数随穿透比和分支个数的变化情况进行了研究。结果表明,随着穿透比的增加,见水时刻波及系数减小;随着分支个数的增加,见水时刻的波及系数增加。计算结果与数值模拟结果非常接近,具有较高的精度,能满足工程计算要求。

无隔水管钻井技术临界排量分析

鉴于国内有关无隔水管钻井技术水力学研究较少,且循环压耗计算仍然基于适用性较差的钻井液流变模式的现状,采用罗-斯模式建立了适用于无隔水管钻井系统的全流态水力学分析方法,分析了泵排量随水深、井深的变化规律。分析结果表明,无隔水管钻井系统正常钻进过程中,应保持泵排量大于或等于临界排量,否则立管压力将为负数,钻柱内将出现U形管效应;钻柱内循环压耗对立管压力随排量变化的规律影响较大,环空循环压耗和钻头压降对其影响较小;不同深水条件下临界排量均随着井深的增加而减小,当井深相同时,水深较小的工况下临界排量较小。所得结论对无隔水管钻井系统平台泵排量的确定有指导意义。

临兴区块致密气井油管直径优选研究

临兴区块致密砂岩气藏处于勘探开发初期,尚未形成完善的油管直径优化设计技术。为此,结合气井井筒安全和生产优化的要求,提出一套从油套管匹配、气井产能、井筒压力损失、携液和抗冲蚀角度等方面优选油管直径的原则和方法;同时以临兴区块3口探井为例,借助PEOffice软件优选出适合该区块的油管直径,并结合矿场实际情况进行油管直径风险评价。分析结果表明:油管直径越大,气井的摩阻损失越小,越能发挥气井产能,且抗冲蚀能力越强;但当油管直径增加到一定程度,再增加油管直径对于气井产量增加和降低摩阻损失贡献不大。所得结论可为致密气藏试采业务的发展提供技术支持。

裂缝性页岩气藏考虑应力敏感的产量递减模型构建

页岩气藏广泛采用常规气藏产量递减模型进行动态分析,而页岩气在储层中的赋存方式具有一定的特殊性,主要以吸附态和游离态为主,所以常规气藏递减分析方法已不再适应。本文在传统裂缝-基质双重介质模型基础上,引入无因次应力敏感系数,定义两个无因次吸附参数——无因次Langmuir体积和无因次Langmuir压力,建立了考虑应力敏感和吸附效应影响的裂缝性页岩气藏产量递减数学模型。利用隐式差分和牛顿迭代方法,进行数值离散,获得产量的数值解,并绘制了Blasingame型产量递减曲线。分析表明,裂缝性页岩气藏应力敏感越大,无因次产量、产量积分及产量积分导数越小;页岩气基质吸附量越大,无因次产量递减积分导数曲线出现下凹的时间越晚;同时结合页岩气井生产数据,页岩气藏的吸附常数和其他地层参数,以及应力敏感效应引起的产量下降都可以通过典型曲线得到。