富满油田超深碳酸盐岩酸压液体体系优化组合及应用

塔里木油田富满区块储层埋深大,地层温度高,常用的缓释酸面临高温下酸岩反应速度快,存在人造裂缝远端刻蚀性差等问题,严重制约了储层酸压改造效能。文章选取了由两种主要成分构成的自生酸体系,通过相关实验分析了其在不同温度下的生酸能力与低温稳定性,并借助Meyer和FracPT软件对酸压工艺进行了优化模拟。实验结果表明:其在低温下生酸速率慢、稳定性强,而在110℃以上时生酸速率显著加快。同时,自生酸对远井地带的刻蚀效能优于胶凝酸、交联酸与转向酸,结合优化模拟情况,可根据具体井型、井—储关系与储层特征,确定同时适配近中远距离的酸压改造工艺。现场施工实践证明,该酸压改造工艺能够大幅提高地层的导流能力,实现深穿透改造目的,定产时折日产油达624 m^(3)。所选取的自生酸体系对产层的深度酸压改造效果明显,在高温超深井储层酸压改造中具有极大推广潜力。

低密度水泥浆在塔里木油田深井超深井中的应用

塔里木油田深井超深井漏失性地层的固井特点是,井深一般在5000 m以上,油层套管固井环空间隙小,封固段长。为解决其固井问题,室内对低密度水泥浆进行了研究。经对减轻剂以及对低密度水泥配方的优选,得到2套低密度水泥浆配方,①中高温:低密度G级水泥:DiaceL-D为100:35-100:45,悬浮剂D149,缓凝剂D081,降失水剂D158,减阻剂D80A,消泡剂D047;②高温:低密度G级水泥:DiaceL-D为100:35-100:45,悬浮剂OMEX-51S,缓凝剂HR-13L,降失水剂DiaceL-FL(液),消泡剂CDF-901或NF-4。实验表明:在不同温度下,2套配方的沉降稳定性能都过关,且悬浮剂用量不大;温度由80℃上升到125℃时,不限水质配浆,水泥浆的稠化、流变和失水性能均较好。现场2口井的(?)177.8 mm尾管固井应用表明:该低密度水泥浆体系适合塔里木油田深井的窄环空间隙、长裸眼段固井。

塔中62-27井控压钻井实践

塔里木油田塔中62井区的油藏为碳酸岩裂缝性油气藏,储层地层压力敏感,安全密度窗口窄,并且含有H2S,针对这种情况,为了能够在保护储层的前提下,安全地实施钻井作业,对塔中62-27井成功进行了注气控压钻井技术试验。注气控压钻井在塔中62-27井的使用在国内尚属首次,控压钻井井段为(Φ152.4)4876～5017.2m,控压钻井过程中未发生任何井漏、溢流等井下复杂情况。文章介绍了塔中62-27井的地质概况,井身结构与钻具组合,注气控压钻井相关设备以及MPD钻井简况。

低密度全油基钻井液体系在塔中11区块的应用

低密度全油基钻井液体系是以0 #柴油为基液,配合有机土、润湿剂、有机土增效剂、增黏提切剂、降滤失剂、碱度控制剂、密度减轻剂等添加剂配制而成,其密度下限可以控制在0.8～0.85g/cm3.在塔中11-2H水平井钻井过程中,该钻井液体系具有抑制性强、流变性好、润滑性好等特点,能够满足水平井等复杂井的要求,尤其适合低压地层和欠平衡钻井的需要.

富满油田超深井井身结构优化技术与应用

随着富满油田勘探开发的推进,对钻井事故复杂的认识更深入,前期采用的塔标Ⅲ三开和塔标Ⅰ四开井身结构难以满足安全钻井和高效开发的需要。在提质增效活动中,分析了现有井身结构存在的不足,优化解决了塔标Ⅲ二开Ф200.03 mm套管下深极限和塔标Ⅰ二开Ф244.50 mm套管强度、钻机资源矛盾,拓展了超8 000 m井深的井身结构,形成了三套井身结构设计方案。通过对优化后井身结构进行10个月的跟踪调查,生产时效提高了4.08%、事故复杂率降低了3.26%,钻井周期平均缩短了25 d,实现了提升作业效率、降低作业成本的目的。

控压钻井钻碳酸盐岩储层水平井水力延伸极限的研究

水平井是碳酸盐岩储层的有效方式,但是过低的漏失压力是限制碳酸盐储层水平段延伸极限的最主要因素。根据控压钻井工艺方法,文章建立了碳酸岩储层控压水平井水平段水力延伸极限的计算模型,确定了控压钻井方式下最优的钻井液密度,且根据流体力学理论,分别对环空非水平段循环压耗和水平段环空压耗进行计算,进而求出了水平井水平段的水力延伸极限。最后通过实例验证,与常规钻井相比得出控压钻水平井可有效延长水平段的延伸极限,并分析了排量、安全密度窗口度、岩屑床高度和井口回压对水平井水平段水力延伸极限的影响,为在裂缝性储层中开展控压钻水平井作业提供技术支持。

塔中TZ井溢漏同层堵漏实践

溢漏同层的危害很大,不仅会诱发溢流、井喷,还会导致井壁坍塌、卡钻事故。发生井漏后,钻井液进入地层裂缝堵塞油气流动通道损害油气层,而且岩屑未能及时返出井眼给后续的作业带来很大的麻烦。塔中TZ井在目的层钻探水平段时,发生了井漏失返,出现了溢漏同层现象。分析了溢漏同层的原因和堵漏施工的重难点,阐述了塔中TZ井溢漏同层堵漏实践:压井效果持续时间短,溢流难以控制,实施了5次不同的堵漏措施均失败,在第6次采用桥塞加水泥浆堵漏作业后终于取得成功。

低密度全油基钻井液体系研究

随着石油开采,油藏的勘探开发难度增大,对钻井液密度要求增高。结合低密度及油基钻井液特点,室内研制出了低密度全油基钻井液体系。该钻井液体系具有很好的流变性,滤失量小(高温高压滤失量为6.6mL),性能稳定(破乳电压≥2000V),并且密度可调控,下限可以低至0.85g/cm3,具有好的抗污染能力,抑制性强及储藏保护效果好,可以应用于复杂敏感性地层,有利于提高机械钻速、井壁稳定性及储层保护。

低渗透储层的微观孔隙结构分类及其储层改造技术的探讨

讨论了低渗透油层的空隙、喉道结构,几何形态、孔隙系统、孔隙喉道组合;低渗储层自然产能高低不一,一般需要压裂改造才能获得有效产能,其储层微孔隙发育,存在储层伤害因素,在此类油气藏的勘探开发过程中,需要进行配套的大型油层改造措施攻关,要注意油层改造过程中的油层保护工作,以提高油气井产能。具体工艺措施如下:钻井、固井、射孔、油层改造、采油等技术处理。

钻柱疲劳裂纹形成机理研究

在钻井作业过程中,由于承受多种复杂交变载荷的作用,钻柱疲劳裂纹的产生不可避免。一旦钻柱发生疲劳失效,将带来严重后果和巨大的经济损失。针对这个问题,从滑移成核理论、夹杂物开裂、晶界开裂、位错销毁几个方面,对钻柱疲劳裂纹的形成机理进行了分析。钻柱疲劳裂纹的萌生方式是多种萌生方式共同作用的结果,钻柱所处的复杂工作环境对裂纹的形成和扩展起了很大的促进作用。

复杂超深井技术套管悬挂固井技术应用

克深XX井是一口复杂的超深井,钻遇多套盐膏层和地层压力系统,存在垮塌、高压水层、漏失层、溢流等复杂钻井,给固井作业带来了很大难度。通过多次扩眼通井等措施保障套管下到位,制定严密的下套管措施保证作业过程不发生垮塌、溢流等风险,优化了固井工艺,提高固井质量。该井的复杂处理措施和固井技术值得进一步钻研,可为石油作业人员提供经验借鉴。

高压高产气井屈曲管柱冲蚀损伤机理研究

天然气在油管内高速流动对管柱造成冲蚀损伤,严重威胁气井生产和作业的安全。装有封隔器的管柱在井下各载荷作用下易发生屈曲变形,此时高压气体对管柱的冲蚀作用将更加严重,易造成井下管柱失效甚至井场事故。为此,根据发生屈曲后正弦弯曲和螺旋弯曲管柱内流道特点,以天然气流体动力学理论为基础,针对克拉2气田一口高压高产气井建立了油管的计算流体动力学模型(CFD模型)和气井出砂时砂粒对屈曲油管的冲蚀模型。对天然气在螺旋弯曲和正弦弯曲流道内流动规律进行了数值模拟,研究了砂粒对油管内壁的冲蚀速度和剪切力,得到天然气对弯曲油管的作用力以及屈曲管柱内的冲蚀规律,为实时准确地预测高产气井管柱的冲蚀损伤状态提供了依据,为管柱冲蚀损伤预防措施的提出提供了理论基础。

方钻杆旋塞阀的失效分析

方钻杆旋塞阀结构简单、操作方便、使用较可靠,已成为钻井钻柱内防喷系统的重要组成部分,在现场广泛使用。方钻杆旋塞阀的主要失效形式有3种:①强度失效,主要由阀本体的早期疲劳断裂所引起,引起强度失效的原因是结构尺寸不合理、材质差、热处理不当;②阀的球体转动失效,这是因为球体与阀座间的摩擦力矩过大,严重锈蚀,阀座发生塑性变形和密封面卡住了固体颗粒,转动失效的根本原因是球体和阀座间的摩擦力过大造成的;③密封失效,旋塞阀的密封结构由3部分组成,其中球体与上阀座间的主密封尤为重要,如若失效,旋塞阀作为截止阀的功能就完全丧失。为此,在失效分析基础上提出了减少上述3种失效的措施。

油气井工程中地应力场反演研究的发展

在石油勘探开发中,地应力研究区块较大,而测量的已知参数信息量少,直接用有限元数值模拟所得的结果往往与实际情况有较大的偏差,这些问题成为地应力理论分析和数值模拟的"瓶颈"。为此提出将反演理论引入油气勘探开发的"深部"复杂地层地应力研究,并详细论述了地应力场反演研究在油气井工程中的应用和发展。将岩土工程反演理论和有限元数值模拟相结合,引入油气井工程深部地层中地应力分布与勘探井、开发井准确定井位以及生产井中套管损坏机理的研究中,将在该领域突破理论和方法上的研究"瓶颈"。最后对于推动地应力场反演理论在油气井工程深部地层中的应用与发展,提出了研究中应解决的关键技术问题。

对常规注水泥温度场预测方法的评价

为了对常规注水泥温度场预测方法进行研究评价，分析了ＡＰＩ方法和一些常用的经验方法，并对ＡＰＩ公布的数据和国内首次实测的大量井下循环温度实际数据进行了对比，结果表明：常规预测温度的方法其平均相对误差均高于５％ ；虽然对于不同井深和不同的循环时间条件可以采用不同的经验系数由地层静止温度（ ＢＨＳＴ） 来估计井下循环温度，但该方法受到地区和各种因素的限制，时常与实际差别较大，不可能很好地满足钻井和固井施工的要求。要获取更准确的井下温度分布，应加强对本地区井下循环温度的实测和热交换过程的计算机模拟研究。

水泥浆与泥浆比热的室内研究

井下循环温度是影响注水泥能否成功的关键因素之一 ,要准确计算循环温度 ,除了建立与井下实际情况吻合的模型外 ,还必须准确给出水泥浆、泥浆的热物性数据。首先根据测量液体比热的电流量热器法原理自制了测量装置 ,然后分别测量了 15种水泥浆、5个密度的两类泥浆在 7个温度范围下的比热 ,最后分别分析了水泥浆与泥浆的组份、密度以及温度的变化对水泥浆和泥浆比热的影响。结果表明 :在相同密度温度条件下 ,水泥浆、泥浆组份不同时 ,其比热不同 ;同组份的水泥浆和泥浆 ,在任何温度下 ,水泥浆、泥浆比热随密度减小而增大 ;对任何水泥浆、泥浆 ,其比热随温度升高而增大 ;一般在相同密度和温度条件下 。

深井、超深井套管磨损监测方法研究及应用

介绍了井口磨屑分析法和工具接头磨损检测法的理论依据。为了对深井、超深井中的套管磨损行为作出确切的描述,将井口磨屑分析法和工具接头磨损检测法2种方法结合起来应用到钻井现场的套管磨损监测中,结果表明,此方法能相对准确地反应井下套管的磨损状况,可以及时地掌握套管的磨损变化信息,确定套管的磨损机制,从而为钻井现场开展套管磨损状态监测提供了一条切实可行的技术路线。

封隔器坐封过程有限元模拟分析

根据封隔器的结构特点及其工作原理,用VB开发了压缩式封隔器、扩张式封隔器和套管外封隔器在坐封过程中,各部件之间接触问题的有限元计算力学模型。在进行封隔器的有限元分析之前,只需要输入封隔器结构参数、橡胶材料力学特性参数、坐封过程中的力学参数以及有限元网格控制参数,该软件将自动调用有限元解算器内核,并将接触压力分布结果、Von Mises应力结果自动存入Word文件报告中。详细地分析了3种封隔器接触压力分布的大小,同时通过Von Mises应力分布大小,讨论了封隔器胶筒的失效部位,为封隔器的结构优化设计和封隔器结构的改进提供了理论依据。

气体钻井破岩过程动态仿真模拟

应用弹塑性力学、岩石破碎力学建立了气体钻井破岩过程动态模拟的有限元模型,模型中地层岩石力学特性为各向异性材料模式。以岩石临界塑性应变为依据来判断岩石材料是否被切削或剥落,在动态仿真模拟过程中,将这些剥落的单元去掉,形成钻井井眼和新的井底表面。用所建立的模型,动态模拟、分析了PDC钻头钻井时,在各向异性地层和地层倾角的干扰下PDC钻头破岩过程的瞬时冲击接触压力、井底和井壁的应力分布。为气体钻井的推广应用以及高陡构造地层防斜打快提供了理论基础和依据。

用等效外径法对塔式钻具组合防斜问题探讨

针对气体钻垂直井中塔式钻具组合防斜效果具有不确定性,在三弯矩方程的基础上,提出等效外径法对不等截面的塔式钻具进行力学特性研究,以等效外径法计算为依据,开发了简易的VB程序实现塔式钻具组合的力学分析以及对钻具组合优化设计和钻井参数调整,同时用ANSYS有限元软件二次开发ADPL语言编程实现塔式钻具组合侧向力的计算,这样不仅可以得到等效外径法计算的钻具侧向力大小,也可以得到有限元软件计算出的侧向力数据,并进行两种结果的对比分析。通过实例分析,所编写的VB程序能得到比较准确而且高精度的计算结果,同时探讨了影响钻具防斜效果的原因和改进方案。