含CO_2天然气燃烧爆炸特性实验研究

我国已开始开发含CO2酸性天然气气田,此类气田的开发要求同时重视天然气的火灾爆炸特性和CO2的窒息危险性,如何确定CO2含量阈值浓度,从而制订相应的防护措施具有重要现实意义。为此,运用实验手段研究了含CO2天然气的爆炸极限,得到了CH4、空气及CO2三种组分气体爆炸范围图。研究表明:当泄漏天然气与空气的混合物中CO2体积分数达到13.86%,CH4体积分数为7.48%时,CH4在此混合气体中的爆炸下限与上限重合。当泄漏天然气与周围空气的混合物中CO2体积分数超过13.86%时,应重点考虑CO2的窒息危害,而在此浓度以下时,则应着重考虑天然气的火灾爆炸危险性。同时,还针对气田安全生产的实际情况提出了相应的对策措施。

新型羧甲基胍胶超高温压裂液在松辽盆地南部深层火山岩气井的应用

松辽盆地南部深层火山岩气井长深5井储层埋藏深达5200m,温度高达183℃,针对该储层特点,室内进行了超高温低伤害压裂液的配方试验,合成了高温交联剂和高温增效剂,并进行了新型羧甲基胍胶超高温压裂液体系的性能评价。室内实验结果表明,羧甲基胍胶压裂液具有耐高温(180℃)、低浓度、低残渣、低伤害、低摩阻的特点。该压裂液体系在长深5井现场应用,压裂施工取得成功,压后获得了很好的增产效果。

低渗透油藏超裂缝延伸压力注水方法探讨

低渗透油藏经压裂改造进入注水开发期后,由于井底注水压力已接近或超过裂缝延伸压力,在注水井中裂缝前缘可能会因微裂缝张开而逐步形成高渗透带。如果井网布置不当,裂缝处于不利方位,生产井将出现见水早、甚至暴性水淹等不利于生产的严重后果。为此,提出了一种新的井网布置方式,同时试图利用这类低渗透油藏超过裂缝延伸压力注水时裂缝前缘可能形成高渗透带的特性来减少注水井数,以提高低渗透油藏开发的整体经济效益。

高温高压高含CO_2气藏试气井下管柱力学研究

吉林油田松辽盆地南部长岭断陷深层火山岩气藏地质条件复杂,气井高温、高压、高产、高含CO2,给经济、安全的试气工艺带来了挑战。针对吉林油田深井试气管柱结构、试气作业的特点,考虑内外压力对管柱稳定性的影响及深井高速气流的作用,并综合考虑管内外流体压力、黏滞摩擦、弯曲失稳后法向支反力及库仑摩擦力的影响,建立了管柱失稳变形的微分方程,以此分析了管柱弯曲失稳的临界载荷和管柱在井下的载荷、应力及变形情况,用可视化Visual Basic语言编制了井下管柱力学计算软件,并分析了在长深×井试气工作中的应用情况。所建立的模型和编制的软件对将来类似井作业具有实际的指导和借鉴意义。

松辽盆地致密砂岩气藏水平井多级压裂现场实践——以长深D平2井为例

松辽盆地南部长岭气田下白垩统登娄库组致密砂岩气藏具有储层埋藏深、温度高、物性差、地应力高的特点,采用水平井开发和常规的直井压裂开发均难以实现稳产。为最大限度地增加泄油气面积、提高储层动用程度、提高单井产量,在长深D平2井开展了水平井多级压裂开发现场实践:采用裸眼封隔器滑套10级大规模压裂,优化应用压前小型压裂测试、井下微地震和地面电位法压裂监测技术,对10级人工裂缝方位及几何形态进行实时监测。目前,长深D平2裸眼井多级压裂工艺技术的突破,创造了水平井深层气井压裂级数最多、压裂规模最大、平均砂比最高等3项中石油压裂新纪录,并取得了"生产压力高、产量高"的良好效果。该井压裂施工的成功,表明了水平井应用裸眼完井套管压裂具有明显的技术优势,为类似长岭1号气田登娄库组致密砂岩气藏水平井压裂开发提供了有力的技术保障。

吉林探区压裂技术应用

"十五"期间,依照油田分公司的勘探部署,围绕着吉林探区的油藏地质特点,大力发展适用于各个探区的配套压裂工艺技术,规范压裂管理方法和科学理念。本着最大限度地提高单井产能和最低限度地减少储层伤害的原则,1999年以来,通过压裂技术在勘探领域的成功应用,相继探明大情字井和英台-四方坨子两个亿吨级储量的油田,并建成了吉林油田第一个百万吨采油厂--英台采油厂。

生物酶技术在火山岩气藏筛管水平井解堵应用

根据长深气田Ⅰ类火山岩气藏自然产能较高,采用水平井筛管完井,但在钻井过程中泥浆污染严重,使储层受到伤害,影响了自然产能的发挥。为解除钻井泥浆在井壁产生的泥浆滤饼的侵蚀,恢复储层的渗透能力,针对水平井筛管完井的实际情况,应用生物酶对钻井泥浆体系聚合物分子链的降解作用可解除泥浆滤饼污染的特点,进行了室内实验与现场应用。该生物酶解堵技术在吉林油田火山岩气藏水平气井现场应用,成功解除了储层污染,恢复了水平井的自然产能,为长深气田Ⅰ类火山岩气藏水平井产能发挥开辟了新途径。

吉林油田井筒工程三维可视化系统开发研究

针对吉林油田实际,研究形成了一个集钻井、录井、固井、测井等基础数据源为一体的三维可视化井筒系统,介绍了该系统的总体软件结构,并且对油气井地层数据体建模技术、三维可视化高效渲染、三维可视化工具串下井作业过程仿真、组件化等关键技术进行了深入阐述。该软件系统已经成功应用于吉林油田生产管理中,取得了良好的效果。

含CO_2天然气的可燃极限与燃爆压力

采用改进的Hartmann管作为测试主体测试了室温常压下含CO2天然气的可燃极限和燃爆压力,得到了含CO2天然气在三角坐标系下的可燃性图表和燃爆压力的变化规律。研究表明:与纯天然气相比,含CO2天然气可燃范围缩小,燃爆威力降低;当泄漏天然气与air的混合物中CO2的体积分数超过13.86%时,混合气体将失去燃爆性;处于燃爆范围的CH4/air/CO23组分混合气体,燃爆压力随CO2与CH4体积分数比的增大而减小。

基于多能法和概率方程的井喷爆炸后果分析

就天然气井喷后形成的可燃性气云爆炸事故进行风险分析而言,TNT当量法存在对爆源附近超压预测偏高、对较远位置处的预测偏低、只能提供超压不涉及冲量等不足。多能法基于受限空间体积的观念使其比基于点源的TNT当量法具有更符合蒸气云爆炸实际情形的优势,该方法兼顾了超压和正相压力波持续时间。概率方程同样具有既考虑超压也考虑冲量因素的能力,同时该模型提供了与超压以及伤害百分比之间的转换关系。因此,将多能法与概率方程结合无疑将提高风险分析的准确度和方便性。具体应用时首先确定伤害标准,然后根据概率方程将伤害程度转换为超压和冲量,最后依照多能法将超压等换算为安全距离。实例的结果表明,在同样的伤害准则下该方法得到的安全距离比用TNT当量法得到的更合理。

含CO_2天然气井井喷流场特征

为研究含CO2天然气井井喷后的流场特性进而为确定安全防护距离提供科学依据,采用流体力学理论与计算流体力学(CFD)技术相结合的方法分析了井喷的流场特征,阐述了井喷流场各个阶段的扩散机理、模拟所需的定解条件及数值计算方法。井喷整个过程可划分为临界流、等熵膨胀、可压缩射流、不可压缩射流、重气扩散和非重气扩散6个阶段。采用CFD模拟方法模拟得出含CO2天然气井井喷气体速度场,气体膨胀速度可达700 m/s以上;分析了CO2浓度分布规律,在等熵膨胀区的内层区域CO2气体质量浓度均匀分布,而在外层区域内,CO2的质量浓度急剧降低,CO2质量浓度随扩散距离的变化符合高斯分布。理论预测与模拟结果具有很好的一致性,表明提出的井喷流场理论分析与CFD模拟方法是切实可行的。

酸性气田井喷点火有效空间范围数字模拟

在井喷酸性天然气形成射流的可燃空间范围内进行主动点火是控制酸性气田井喷事故危害范围与危害程度的有效方法。对含CO2、H2S的天然气井喷情况进行了理论分析,建立了与实际情况接近的几何模型,采用CFD模拟的方法,对不同压力、不同风速、不同酸性气体含量的井喷情况进行了模拟研究,获得了射流速度场、浓度场,得到了不同情况下的有效点火空间范围。

水平井滑套分压工艺技术及现场应用

针对目前国内外低渗透油田水平井压裂改造工艺复杂、工艺可靠性差的现状,研究试验了水平井滑套分段压裂工艺及配套技术,经现场试验及应用,该管柱性能可靠,满足水平井分段压裂要求。水平井选层压裂工具总成实现了坐封、工作、解封全过程液压动作,由其组成的工艺管柱入井工具少,性能稳定,并形成了事故卡井打捞配套技术,使施工更加安全可靠,是一种先进的水平井分段改造工艺技术。

考虑表皮和井筒存储效应的有限导流垂直裂缝井三线性流动模型试井分析

在前人研究的基础上 ,给出了考虑表皮和井筒存储效应的有限导流垂直裂缝井三线性流动模型 ,用积分变换的方法求得了该模型的Laplace空间解 ,并对此解进行了反演 ,作出了该模型的试井分析曲线 ,对上述典型曲线特征进行了分析 ,在考虑井储和表皮效应的情况下 ,对现场实例进行了分析 。

裂缝性火山岩储层加砂压裂改造的综合配套技术

松辽盆地裂缝性火山岩储层的改造工艺措施较为有限,严重地影响了对其含气特征的认识与开发效果。为此,开展了针对裂缝性火山岩储层的人工裂缝破裂与延伸影响因素研究、耐高温低伤害压裂液体系研究,并针对裂缝性火山岩储层改造工艺措施进行优化,采用高黏液、优化射孔、多段塞支撑剂注入等措施提高施工成功率及压后效果,形成了裂缝性火山岩储层加砂压裂改造关键技术系列:小型压裂测试资料处理解释技术、多裂缝控制及降低滤失技术、压后返排工艺技术、火山岩优化设计技术等。应用结果表明,该配套关键技术可以满足生产的需要。

地质工程一体化在大平台集约化建井中的实践——以吉林油田新立Ⅲ区块为例

目前,油气资源劣质化已成为油气勘探开发所面临的共性问题,吉林油田尤为突出。受低油价与资源品质变差的双重冲击,效益建产难度越来越大,产建规模大幅萎缩。为应对上述挑战,借鉴北美致密油气开发的成功经验,提出了"提产量、提采出程度、降投资、降成本"的策略,在吉林油田新立Ⅲ区块常规低渗透油藏应用地质工程一体化理念,形成了集约化建产模式,实践了油藏体积改造、非常规能量补充、工厂化作业等一系列非常规技术及做法。与常规建产模式相比,在提高产量与缝控储量、降低投资与运行成本方面,取得了突出效果,并在致密油开发中得到进一步推广。实践表明,在充分重新认识低渗透油藏潜力与技术体系的基础上,实施地质工程一体化、非常规技术的合理应用,是目前乃至今后实现效益建产的必然选择。

大情字井区裂缝性油藏的压裂优化设计

大情字井区是一个具有亿吨级储量规模的大型油田,地质情况比较复杂,裂缝比较发育,压裂施工成功率较低,加砂量小,起不到有效认识储层产能的作用。根据大情字井区裂缝性油藏的特点,阐述了裂缝性油藏的压裂设计思路、压裂优化设计和压裂施工的难度,提出裂缝性油藏和非裂缝性油藏压裂设计的不同之处。根据大情字井区储层的地质条件,采用降滤失措施和压裂优化设计,提高了裂缝性油藏的施工规模,有效地认识了储层的产能。给出了大情字井区裂缝性油藏压裂的实例。

利用压力动态资料估算单井控制储量

利用动态压力资料 ,给出了 3种单井控制储量的估算方法 ,对 1 2口井的 1 4层位的实测资料进行了分析 ,计算了单井控制储量 ,并进行了对比分析 ,最后给出了每个层位的储量估算结果。分析认为 ,该结果比较准确可靠 。

基于有限元法的人工压裂井的产能动态分析

应用有限元法对影响人工压裂井生产动态的因素进行了研究,对裂缝形态和裂缝渗透率做了接近实际的描述.用于描述人工裂缝宽度的网格最小尺寸达0.1m.假设人工裂缝的形状为楔形,该形状更接近于人工裂缝的真实形态,分析对比了楔形裂缝与矩形裂缝的差别.假设裂缝内的渗透率是变化的,其数值是距离和时间的函数.在以上假设条件下讨论分析了这些因素单独和综合作用对人工压裂井生产动态的影响.结果表明,假设人工裂缝为矩形时模拟计算的产能比实际偏高,为了更加真实地描述人工裂缝井的生产动态,应同时考虑人工裂缝的形态的变化及裂缝渗透率的变化.

莫里青高凝油储层的压裂增产技术

莫里青断陷属强水敏的高凝油油藏,原油凝固点大于45℃,含蜡量大于40％;粘土矿物复杂,水敏性较强,渗透率和孔隙度较低,采用常规压裂设计思路和常规压裂液体系,难以取得好的压裂效果。在系统分析储层特性、以往压裂实践的基础上,提出了一套强水敏高凝油油藏的压裂优化技术以及适合储层的压裂液体系。该技术使用保护储层加热的预前置液,防止压裂液降温引起原油结蜡伤害储层;使用水力裂缝优化技术,优化裂缝支撑半缝长;使用多级渐进式加砂程序和较高的砂液比提高裂缝的导流能力;使用复合的粘土稳定剂防止粘土膨胀;选用快速破胶、彻底反排的优质压裂液以减少压裂液对储层的伤害。该技术在莫里青断陷实验3井次,取得了明显的增产效果。