涪陵平桥南区块页岩气水平井钻井提速潜力分析

涪陵平桥南区块是涪陵页岩气田二期产能建设的主力产区,为进一步实现该区块页岩气水平井钻井提速提效及为后续外围区块高效勘探开发提供技术借鉴与指导,对该区块现用钻井技术体系进行分析后发现,其钻井技术方案在参考借鉴涪陵一期成熟经验的同时,配套应用了旋转导向钻井技术,试验应用了泡沫水泥固井技术,完善了随钻地质导向技术,形成了具有区域特色的钻井技术体系,钻井周期较开发初期大幅降低。在此基础上,以地层、开次为划分界限,分析了平桥南区块钻井提速潜力及存在的提速技术难点,二开井段龙潭组和茅口组地层机械钻速低、单只钻头进尺短,韩家店组和小河坝组地层钻井周期长、井漏频繁等,二开井段的提速潜力最大。针对提速技术难点制定了旋冲钻井提速技术方案和控压降密度防漏技术方案。研究成果可为加快涪陵平桥南区块的勘探开发进程提供指导。

米泉区块井壁稳定性分析及钻井液的优选

准噶尔盆地南缘山前构造带米泉区块由于构造运动激烈,地层稳定性差,存在大段强水敏性泥岩和煤层。根据米泉1井实钻资料和岩屑分析了易塌和易水化缩径地层的地质特点,编制了米泉区块复杂地层三项压力预测软件,应用米泉1井测井数据计算了3个压力剖面,并据此分析了坍塌地层合理的钻井液密度窗口。在此基础上,对比研究了加入聚合醇的甲酸盐钻井液体系和两性离子钻井液体系。实验和现场应用结果表明,甲酸盐钻井液体系具有稳定井壁、抑制造浆、润滑防卡、抗黏土污染、流变性能好等特点,更适合米泉区块钻井的需要。

渝东地区常压页岩气水平井充氮泡沫水泥浆固井技术

为了解决渝东地区常压页岩气水平井用生产套管固井时易漏及分段压裂后环空带压的技术难点,研究了机械充氮泡沫水泥浆固井技术。通过优选发泡剂、稳泡剂,设计了泡沫低密度水泥浆;基于高压气体状态方程,进行了泡沫水泥浆全过程平衡压力及浆柱结构设计,建立了井筒压力条件下的泡沫水泥浆密度计算模型,形成了机械充氮泡沫水泥浆固井技术。泡沫低密度水泥浆的密度调整范围为0.80~1.55 kg/L,水泥浆中泡沫的半衰周期为33.8 h,泡沫水泥石的弹性模量为4.6 GPa。泡沫水泥石在循环载荷测试条件下的残余应变为0.21%,具有良好的力学性能;采用全过程平衡压力固井技术和分段注气泡沫低密度水泥浆注结构设计方法,能满足固井防漏要求。渝东地区20口常压页岩气水平井应用了机械充氮泡沫水泥浆固井技术,固井过程中未发生漏失,固井质量优良率100%,且压裂后未出现环空带压现象。研究和现场应用表明,采用机械充氮泡沫水泥浆固井技术可以解决渝东地区常压页岩气水平井生产套管固井时的漏失问题,且泡沫水泥石具有良好的弹性变形性能,能够防止压裂后环空带压。

负脉冲MWD的原理及其在可泡沫钻井液中的应用

简要介绍了负脉冲无线随钻测量仪MWD系统的基本结构和原理,提出负脉冲MWD系统能够在泡沫钻井液中使用的主要观点。通过在胜利油田草古100-平5水平井中的使用,证明了在泡沫钻井液中使用负脉冲MWD系统是可行的。

延平1水平井煤层气绒囊钻井液实践

延平1井是鄂尔多斯盆地东缘延川南区块东部平台区的第一口煤层气水平排采井,目的层为山西组2#煤层。一开采用膨润土钻井液,完钻井深140 m,下入Φ244.5 mm套管139 m;二开采用聚合物钻井液,完钻井深1 031 m,下入Φ177.8 mm套管1 030 m;三开采用绒囊钻井液以提高机械钻速、稳定井壁。煤层气绒囊钻井液由成核剂、成膜剂、囊层剂、绒毛剂等专用处理剂组成,添加KCl提高抑制性。钻井液密度1.05～1.11 g/cm3,切力2.5～8 Pa,动塑比0.35～0.85 Pa/mPa.s。10 d完成设计井深1 729.59 m,完钻井深1 732 m,顺利下入Φ114.3 mm筛管至井深1 725.4 m。三开段平均机械钻速5.09 m/h,72 h不循环井壁稳定,不影响井下信号传输,一次性与延平1-V井对接成功。完钻后通井划眼2次,后对储层段静置破胶48 h后,用清水顶替破胶液,破胶液粘度接近清水。

新型铝离子无水压裂液的制备及其性能

页岩气等非常规油气资源储层物性差、敏感性严重,压裂过程中往往会消耗大量水资源,同时其返排液的处理也会造成巨大的环保压力。为此,需要研究一种新型的低碳烷烃无水压裂液。在低碳烷烃基液中,通过磷酸酯胶凝剂与新型高效、低成本铝离子交联剂交联制备无水压裂液,相比于铁离子交联剂,铝离子交联剂体系稳定性更强。实验结果表明,该无水压裂液具有良好的流变性、破胶性和携砂性能,耐温性可达145℃,满足中高温油田储层改造需求。压裂液凝胶体系不含水,与储层配伍性好、对储层伤害很小,对非常规敏感性储层的开发具有良好的应用前景。

遥泵系统在海洋传输环境下的系统仿真分析

遥泵(ROPA)系统凭借低成本、长距离传输、无中继等优点逐渐成为研究热点,海洋光传输环境复杂、施工成本高、难维护等特点正适合遥泵系统发挥作用。远程增益单元(RGU)利用了掺铒光纤放大器(EDFA)的原理,是遥泵系统的关键与特点所在。光信号在长纤中传输需要考虑非线性效应的影响,拉曼放大器就是对受激拉曼散射的利用。遥泵系统随着距离的增加,泵浦功率也会提高,非线性效应也会产生更大影响,利用仿真软件VPI可以不断尝试搭配多种放大器,对非线性效应进行约束与利用,从而得到高性能的传输模型。遥泵系统在海洋的长距离光传输中应用场景广泛,潜力巨大,通过合理设计能够提供高可靠性的光传输方案。

相邻基础施工诱发滑坡机制研究

以省水文二队南部填土边坡为例 ,对边坡滑坡机制进行了研究。结果表明 ,滑坡受地形地貌和物质结构条件控制 ,受相邻基础施工和降雨诱发而形成的滑坡。在此基础上 ,作者提出了滑坡治理措施。

彭页2HF井油基钻井液技术

彭页2HF井是部署在彭水区块的一口重点页岩气勘探水平井。该区页岩微裂隙发育、伊蒙混层含量较高,滤液进入地层后,与黏土矿物、微裂缝发生综合作用,井壁极易失稳;同时由于页岩微裂隙发育,极易发生井漏,且地层承压能力低;该井水平段长达1 650 m,对井眼清洁要求高。因此,井壁失稳、井漏频发和井眼清洁要求高是本井施工主要技术难点。笔者在分析彭水区块页岩矿物成分和裂缝分布的基础上,制定了相应的技术措施,进行了油基钻井液现场应用,取得了显著效果,创造了国内陆上页岩气水平井水平段和水平位移长度新纪录。该井的成功实施,对于国内其他地区页岩气水平井油基钻井液技术施工具有指导和借鉴作用。

重庆南川页岩气钻井关键技术与思考

重庆南川SY14-3HF井和SY14-4HF井是中石化在国内为钻完井日费制市场化管理试行实施的第一和第二口页岩气井,钻遇地层存在缝洞发育、漏失风险高、倾角大、研磨性强和可钻性差等特点,钻井过程中面临浅表地层坍塌掉块、漏塌同存、蹩跳钻严重、机械钻速低、压裂气窜以及异常高压等诸多复杂难题。通过新技术集成应用,一开井段采用电磁波随钻测量仪器监测井身质量,保障井下安全;二开井段采用高效射流冲击器提高机械钻速,研制“三低两强”钾基聚合醇钻井液体系降低井下复杂风险;三开优选高效破岩钻头,采用旋转导向配合高扭矩低转速螺杆精准控制井眼轨迹,研发低黏高切油基钻井液体系保持井壁稳定,创新性使用高、低速离心机串联回收重晶石清除有害固相,形成安全高效的钻井关键技术;两口井在钻完井周期、复杂情况时效及平均机械钻速等方面实现了突破,SY14-4HF井平均机械钻速10.75 m/h,钻完井周期较同平台其他井缩短11.95%;SY14-3HF井平均机械钻速9.70 m/h,生产时效96.89%,钻完井周期较同平台其他井缩短39.01%,创南川胜页工区井深超过5000 m页岩气水平井钻完井周期最短记录。技术已经在南川工区得到了推广应用,实现了可复制和可推广的目的。

Φ152.4 mm煤层气绳索取心工具的研制与应用

针对Φ215.9 mm井眼绳索取心工具容易造成需取心的煤层气井井身结构复杂和钻井效率低的问题,研制了适用于Φ152.4 mm井眼煤层气绳索取心工具。该工具是在普通绳索取心钻具的基础上增加软地层取心装置,如捞取湖底淤泥的拦簧片活门机构、拦簧与卡簧组合取心机构以及斜隼齿半合管内管等,形成了Φ152.4 mm井眼专用取心工具。工具在取心和正常钻进时,采用Φ89 mm内平式或接头通径≥68 mm的钻杆,既降低了取心作业成本又便于操作和推广应用。现场应用表明,该工具使用方便,性能可靠,可提高钻井效率、缩短钻井周期、降低钻井成本,能满足Φ152.4 mm井眼煤层气取心的要求。

单支点桩锚土钉联合支护在云南某深基坑中的应用

在城区对深基坑进行支护时,因地质和施工条件复杂,单一支护方式往往难以满足基坑的变形与稳定性要求。单支点桩锚土钉联合支护结构作为一种复合优势明显的组合支护方式,可有效控制基坑变形、减少施工难度。但目前该方法的设计理论尚未成熟,限制了其工程应用推广。利用工程类比法,基于前人研究的土压力分配模型,结合规范及相关研究理论将其运用于云南某深基坑支护设计中,分别就桩锚结构及土钉结构部分进行了设计计算,并根据规范要求对其进行了安全性验算,确定了该方法的适用性及此设计思路的可行性。

米泉区块煤砂互层井壁稳定性分析

准噶尔盆地南缘山前构造带米泉区块由于构造运动激烈,地应力集中,地层稳定性差,存在大段强水敏性煤层和泥岩层,导致钻井过程中经常出现上塌下缩的井内复杂情况。本文根据米泉1井实钻资料,分析了井壁失稳原因,利用FLAC3D软件对三开段煤砂岩互层井壁的力学稳定性进行了数值模拟分析,提出了相应的钻井液密度范围和钻井施工措施。

圣科1-1井固井问题及对策探讨

圣科１—１ 井地处裂缝较为发育、地层压力异常的句容地区，该区由于经历频繁构造运动的改造，加之灰岩易破碎的特点，造成钻井过程中经常发生漏失、溢流等复杂问题，给固井施工带来很大困难。文中从分析圣科１ —１ 井固井失败原因着手，提出４ 种固井设想，对此类构造的钻井、固井工作有一定参考价值。

面向21世纪地质工程人才培养

论述了地质工程学科应包括的业务范围和地质工程人才培养的素质要求、主攻方向等。

中国石化华东南川区块、华北彬长区块钻井工程日费制管理体系实践

当前中国石化钻井工程普遍采用大包制管理模式,针对该模式下作业风险较高的油气井存在的非生产时效高、钻井周期长、新技术应用程度低、甲方技术管理弱化等问题开展研究,形成了“1纲领+1核心+2配套+1平台”的中国石化钻井工程日费制管理体系,并在华东南川区块和华北彬长区块进行了应用。利用钻井工程日费制管理体系和技术融合的优势,针对华东南川区块和华北彬长区块普遍存在的地层可钻性差、机械钻速低、漏失风险高、坍塌掉块严重等复杂技术难题,形成了基于人工智能的钻井提速技术、失返性漏失地层随钻测量技术、低黏高切油基钻井液技术、强封堵强抑制成膜防塌钻井液技术等钻井示范技术。技术成果解决了制约钻井提速的技术难题,在华东南川区块和华北彬长区块应用3口井,直接创效335万元,可为钻井工程日费制管理体系在中国石化及国内其他石油公司推广提供参考经验。

坡顶住宅开裂原因探讨

由于边坡挡土墙设计失误、基础施工影响及原事故处理不当等原因,造成施工地段桩基-地基土-挡土墙体系超量位移,从而导致桌坡顶住宅楼开裂。通过在相应部位施工钻孔灌注桩,完善相关排水、隔水系统等措施,使住宅和边坡达到稳定。由此,应引起工程界对坡顶建筑-基础-地基土-边坡支护体系相互作用机理相关问题的重视。

钻孔压浆小桩在低荷载库房软土地基加固中的应用

介绍了湖南省内首次采用无筋钻孔压浆小桩对已建库房地面下软土地基进行加固处理的工程实例,阐述了无筋钻孔压浆小桩的加固机理、特点、设计计算方法、施工工艺和处理效果。工程结果表明,无筋钻孔压浆小桩成本低,施工周期短,适合在设计荷载较低的已建库房软土地基进行加固处理。

NC页岩气田东胜构造带浅表层防漏治漏工艺

NC页岩气田东胜构造带浅表层钻井井漏频次高、漏失特征不清,导致钻井过程中处理耗时长、治漏效果差等问题,严重制约了NC页岩气田高效开发的步伐。鉴于此,在梳理东胜构造带浅表层前期井漏情况、厘清浅表层漏失特征、分析已用治漏工艺效果的基础上,从浅表层工勘、抢钻工艺、治漏工艺、携砂工艺等方面进行了优化,形成了一套以“防、抢、堵、携”为主的新型防漏治漏工艺,并在现场应用中获得了较好的效果。

机械充氮泡沫水泥浆固井技术在页岩气井的应用

复杂工况下页岩气井固井存在漏失、顶替效率低和密封效果差等难题,机械充氮泡沫水泥浆固井技术是解决复杂工况下固井难题的重要手段。为此,基于氮气气泡可压缩性,研究了泡沫水泥浆井内密度计算方法和控制方法,建立了泡沫水泥浆解决页岩气井固井难题的工艺和方法,并投入现场应用。现场应用结果表明:①在浅层漏涌同存的页岩气井中,低密度泡沫水泥浆的自膨胀性能有效防止固井水泥浆漏失及气侵;②在超低密度钻井液漏失井中,泡沫水泥浆固井实现了油基钻井液欠密度固井,防止了固井水泥浆漏失,固井质量更优;③在解决浅表层漏失及井壁垮塌问题井中,泡沫水泥浆以低于清水的密度实现水泥浆上返并固结井壁和堵漏,使浅表层漏失井建井周期缩短50%以上,经济效益显著。该技术对解决页岩气井复杂工况下的固井难题具有指导意义。