四川盆地威荣深层页岩气安全与提速钻井技术

四川盆地威荣页岩气埋深3600~3850 m,属于典型的深层页岩气藏,钻井工程面临压力体系复杂、茅口组部分区域断溶体发育、地层可钻性差、龙马溪组地层温度高等难题。针对复杂的地质条件,以安全与提速钻井为核心,通过成熟引进与先导试验技术结合的方式,持续攻关钻井工程工艺技术;并不断深化过路层段地质认识,采用一段一策的方案,提高工程技术的针对性。威荣页岩气田经历勘探评价、开发一期、开发二期3个阶段,形成了以井身结构优化、断溶体避让的轨道设计、井筒压力控制和钻压同步预防压窜干扰为重点的安全钻井技术,以“二维+小三维”的三维轨道剖面、四位一体地质导向技术、破岩工具优选和钻井参数强化为关键的提速钻井技术。该技术应用于威荣页岩气田150余口开发井,机械钻速由开发初期的6.32 m/h提升至9.12 m/h,钻井周期由106.68 d缩短至68.75 d,缩短率为35.56%,实现了威荣深层页岩气钻井工程提速降本的目标,其形成的安全与提速钻井系列技术对同类型气藏开发具有较强的参考意义。

川西水平井水泥浆防气窜评价方法

为解决水平井开发中油层套管固井质量差的实际难题,从水泥浆防气窜性能设计入手,通过室内实验分析了不同体系水泥浆性能对气窜的影响,评价了各种常用防气窜评价方法的适应性;结合水平井井眼轨迹特点,形成了水平井水泥浆防气窜性能多因素评价方法,即在自由水为0和滤失量小于50 mL条件下修正了水泥浆性能系数(SPNx值)和阻力系数(Ax值)评价方法,并成功应用于川西某口中浅层水平井固井中,为以后川西水平井固井水泥浆防气窜性能设计提供了理论指导。

空气钻井随钻监测技术及其应用

为解决现有录井监测系统不能满足空气钻井现场的需要,容易出现钻具失效、井下燃爆、地层出水及井壁坍塌等复杂钻井问题。基于井下燃爆理论和监测监控系统技术,以井下燃爆监测成果为基础,应用UBD气体监测系统及其配套分析技术;通过多次在空气钻井现场监测服务,验证了该监测系统及分析技术的合理性和实用性,为安全顺利实施空气钻井提供了技术保障。

模拟下套管技术在河坝区块大斜度井中的应用

为解决河坝区块大斜度定向井在实钻过程中由于井眼轨迹不规则、盐膏地层缩径,大斜度井段下套管作业的实际难题,在调研大斜度井下套管方法的基础上,结合河坝区块大斜度井特点,建立了井眼、套管相容性模型并总结出下套管过程的模拟步骤:①依据收集的实钻井眼资料,计算套管串和井眼两种最小曲率半径,分析无接箍套管能否下入井眼;②针对实际套管接箍或扶正器尺寸,以实钻井眼数据反算出允许通过的套管串的不变形长度;③分析不同管串所对应的不变形长度与井眼曲率的关系,然后确定出与套管柱刚度相当的通井管柱结构。模拟下套管技术在HB1-1D等井的成功应用,为大斜度井现场模拟下套管提供了理论依据。

泡沫水泥固井施工参数优化设计

泡沫水泥具有密度低、强度大、渗透率低、无游离液和防气窜能力强等特点,在国内外油田长封固井段或低压易漏地层固井施工中得到了广泛应用。现场通常采用"穿鞋戴帽"的固井方式,在关键封固井段使用泡沫水泥浆,其余井段使用常规水泥浆进行封固。当前泡沫水泥固井施工设计,主要是在忽略泡沫水泥浆流动摩阻的基础上,利用环空候凝状态压力平衡关系进行计算,使施工参数设计缺乏一定的合理性。为此,笔者在分析泡沫水泥浆多相流动摩阻损耗后,建立了泡沫水泥浆流动压降计算模型;同时引入了固井施工中存在的U形管效应,基于平衡压力固井施工原则,建立了泡沫水泥固井施工参数优化设计方法。并通过现场试验验证了该施工参数优化设计方法的实用性。

川东北河坝区块大斜度井轨道优化设计技术

中国石油化工股份有限公司川东北河坝区块大斜度定向井,在不同工况作业(如正常、滑动钻进、起下钻等)过程中都存在着造斜段轨迹控制难度大、施工摩擦阻力大等难题。为此,从井眼轨道设计入手,在系统分析常用轨道设计方法的基础上,得出除了查图法和作图法外,一般应采用解析法进行设计的认识,设计思路:首先根据给定设计条件求出不同轨迹关键参数,然后求出轨道节点数据,最后求出轨道分点数据。结合该区块大斜度定向井的特点,对轨道设计中的关键参数、轨道剖面类型等进行优化,优化设计原则:①轨迹设计必须满足地质靶点、中靶方位以及现场施工条件(如钻机型号、定向仪器等)的要求;②井眼轨迹几何形状最优化设计首先须满足常规导向钻具组合造斜率的要求、特定套管柱和井眼轨迹的相互适应性,其次要求轨迹最短、管柱的摩擦阻力相对最小,最后要求轨迹光滑过渡和井眼曲率均匀。优化设计的步骤:先根据地质参数(如靶点垂深、水平位移等)和工艺水平(如定向工具型号、性能等),对造斜点以下井段进行钻井方式和钻具组合设计,然后才能对大斜度井井眼轨道进行优化设计。将所形成的大斜度定向井轨道优化设计技术成果应用于HB1-1D等多口大斜度井钻井设计和施工作业中,均顺利实现了地质中靶和完井作业,为该区块后续部署井的轨道设计提供了依据。

泡沫水泥固井施工参数计算方法研究

在固井施工中,经常会在低压易渗、漏失或裂缝性等地层发生井漏事故,不仅污染了油气产层,降低了机械钻速,还相应地增加了钻井成本。泡沫水泥是一种超低密度水泥,作为空气钻井配套技术现已被国内外许多油田广泛使用在此类固井施工中。由于在泡沫水泥中含有压缩性气体,其中气体状态参数随井深变化,是环空压力、温度的函数,不宜使用常规固井理论进行计算。因此,根据泡沫水泥固井施工模型,利用水力学与热力学知识建立了相应的数学计算模型,在分析泡沫水泥密度和压力变化规律基础上,形成了适用于泡沫水泥固井施工参数的数值计算方法。阐述了泡沫水泥固井模型的建模思路和对应的求解过程,并通过实际算例分析说明了该方法的正确性和可行性,能够为泡沫水泥固井施工提供理论参考。

川西沙溪庙组水平井固井技术难点及对策

川西沙溪庙组气藏地层压力高,储层具有致密低渗、裂缝发育、非均质性强等特点,水平井固井存在着水泥石胶结质量差、部分井井口窜气或试压不合格等固井问题,直接影响着气井长期安全生产。为此,结合近年来川西沙溪庙组气藏水平井固井实践,通过开展工程地质、固井工艺技术、水泥浆技术以及测井技术等分析,认为川西沙溪庙水平井固井主要技术难点有:地质条件复杂、存在高压气层是导致固井质量差的客观条件;工区固井技术无法全面适应是引起固井质量差的重要因素;声幅测井工艺不合理是造成固井质量差的间接因素。提出了如下解决办法:加强储层地质分析,采用地质导向钻井技术(或性能可靠定向工具及测斜仪器)和优质钻井液体系,能很好控制水平井轨迹和井径扩大率,为后续下油层套管作业提供良好井筒条件;加强工区成熟水泥浆体系如加重膨胀、KQ/FLOK防气窜或塑性膨胀水泥浆攻关完善,同时积极引进或开发自愈合水泥浆体系,保证水泥浆性能稳定、提高水泥石长效封固质量。

泡沫水泥压力计算分析研究

泡沫水泥具有密度低、强度大、渗透率低、无游离液和防气窜等特点,主要用于长封固井段或低压易漏地层的固井施工。由于在泡沫水泥中含有气体,其中气体参数又是温度和压力的函数,因此在固井施工设计中不能采用常规固井理论进行相关计算。为此,根据实际固井施工模型,利用水力学知识与热力学原理建立了相应的计算模型,在对泡沫水泥密度和压力变化分析基础上,形成了适用于固井现场的泡沫水泥修正压力计算方法。详细阐述了施工模型的建模思路和求解过程,并通过修正压力计算值与采用数值方法求解的压力值对比,说明了该计算方法在误差范围内的正确性和可行性,能够为现场固井压力计算提供参考。

随钻监测技术在气体钻井中的应用

气体钻井是近年来兴起的一种实用钻井技术,具有保护油气产层、提高钻速、缩短建井周期及处理井漏事故等优点,应用范围越来越广泛。与常规钻井液钻井相比,气体钻井是单向循环,使用气体作为循环介质来携带岩屑、清洗井眼,使得现有录井监测系统还不能满足气体钻井现场参数监测需要,易出现钻具失效、井下燃爆、地层出水及井壁坍塌等复杂钻井问题,影响气体钻井的安全性。基于井下燃爆理论和监测监控系统技术,开展了随钻监测基本原理研究,形成了UBD气体监测系统及分析技术;通过在多口井气体钻井现场服务,验证了气体监测系统及分析技术的合理性和实用性,为安全顺利实施气体钻井提供了有力的技术支持。

静气柱压力数值计算方法及其应用

井口最高稳定关井压力计算的准确与否直接关系着钻完井设计水平和施工安全性。在目前设计施工中其常采用近似公式和精确公式两种方法进行计算,其中近似公式在深井计算中误差较大,精确公式由于缺乏气体组分数据,在计算结果上也存在一定误差。为此,引入数值计算方法,建立了气体一维稳定管流压力计算模型;基于气井井口关井条件,形成了井筒内静气柱压力分布计算方法,并通过实例验证其实用性和正确性。

核心素养理念下高中美术学科教学策略探究

高中美术作为一门艺术鉴赏类课程,在培养学生的美术核心素养方面具有十分重要的作用。如何更好地开展高中美术教学、提高美术教学的成效、培养学生的美术核心素养,是当前高中美术教学的重点与难点。本文从高中美术核心素养的内涵出发,分析了当前高中美术教学的现状,同时提出一些核心素养理念下高中美术学科的教学策略,以期为广大高中美术教师提供一些教学参考。

水平井扶正器安放优化设计及先导试验

在"十二五"川西工区及外围页岩气藏推进水平井开发模式下,因地质条件复杂、固井工艺技术等条件限制,水平井存在着套管下不到位、水平段固井质量不合格等问题,难以保证水平段长效封固质量。从水平井套管扶正器设计入手,在开展井眼—套管相容性、套管居中及下入摩阻分析上建立了水平井套管扶正器优化设计方法,通过对不同套管扶正器组合下套管下入与居中度分析,形成了水平井扶正器优化方案,指导完成了K8-6HF和X505HF水平井油层套管固井施工,X505HF井水平段固井优良率达91.24%,确保了套管下入和保证水平段固井质量。

浅谈微课支撑下的高中美术翻转课堂教学研究

翻转课堂是现代教育模式中的新内容，其以学生为主体的学习模式实现了我国教育事业的有效进步，为了能够保证翻转课堂的教学效果，微课成为翻转课堂当中最为重要的支撑元素。文章对微课支撑下的高中美术翻转课堂教学进行了研究，希望能够为高中美术学科教学效率的提升提供帮助。

复合钻井技术在川东北地区的应用

复合钻井作为海相地层提高钻井速度的有效手段之一,已在川东北地区逐步推广应用,但从前期应用来看,在各区块应用的总体效果参差不齐,尤其是在提速的同时,井身质量不能得到有效保障。针对以上难题,为保证井身质量,提出了一套从井眼尺寸相匹配的螺杆选型、典型的复合钻井钻具组合优化,以及复合钻井的技术方案。试验表明:所提出的复合钻井技术方案在提高机械钻速的同时,能有效地控制井身轨迹,具有较高的实用价值和推广应用价值。建议在钻井工程设计中推广应用复合钻井技术,将PDC钻头、螺杆钻具和MWD的费用列入钻井成本。在上部陆相地层(侏罗系上沙溪庙组—三叠系须家河组底)开展与之相适应的PDC钻头或高性能的三牙轮钻头进行复合钻井试验,探索出具体的经济适用井段,进一步挖掘复合钻井技术在川东北地区的钻井潜力。

川西新场气田深井钻井配套技术及其应用

针对新场气田深井钻井周期长、机械钻速慢、现有钻井技术影响和制约后期完井和增产的实际问题,深入分析研究了影响新场气田深井钻井提速的关键制约因素,提出了优化完井井身结构、推广应用欠平衡钻井技术的建议。在新型井身结构下优选钻井参数,优化钻压和转速;选用长寿命高效钻头;在消化吸收集成创新基础上,形成了具有新场气田工程地质特征的钻井配套技术。应用表明:形成的钻井配套技术能大幅度地提高深井钻井综合效益,达到了"缩短钻井周期、降低钻井成本、提高钻井效益"的目的。

复配稳泡剂泡沫体系高盐增效性及粘弹性研究

对研制出的复配稳泡剂泡沫体系,在80℃下开展了高盐对泡沫体系的稳定性和表观粘度影响的研究,并应用扫描电镜观察不含盐、含盐度为7.08×104mg/L和20.30×104mg/L的泡沫的微观结构,试图找到高盐增效性的作用机理;运用HAAKE流变仪研究了高矿化度泡沫体系的粘弹性。实验结果显示:泡沫体系具有高盐增强泡沫体系的稳定性和表观粘度的效应,同时,该泡沫体系还存在一个最佳抗盐度;扫描电镜显示高浓度盐、聚合物和表面活性剂之间形成了高强度的复合膜,从而增加了泡沫的稳定性;泡沫体系具有很好的粘弹性。首次对泡沫体系的高盐增效性进行了研究,丰富了泡沫体系的理论,具有一定的应用价值。

基于井下流量测量的微流量控制系统

为了能够快速有效地监测井下复杂情况并控制井底压力,开发了一种基于微流量测量的控制系统,根据实时监测钻井液进出口流量的变化来判断井下复杂情况,通过调节井口节流装置的开度来控制井口回压,从而实现对井底压力的精确调节和控制。设计了一套井下压差式环空微流量测量装置,该装置能够快速监测由于早期井涌、井漏等井下复杂情况而引起的井底流量的微小变化,并将井下测得的数据通过MWD传送至地面,与井口数据相结合进行分析,从而能够更加有效地提高微流量控制系统对井底复杂情况的判断能力和系统控制精度。介绍了井下微流量控制流程,进行了压差式井下环空流量测量装置的入井试验,分析了试验结果。入井试验表明,该装置可成功监测环空井底微流量变化,及时反映井底工况,且测量精度较高。

复合套管固井在川西水平井中的应用

针对水平井固井套管下入、居中、清除岩屑床、水泥浆失水及析水等问题,提出在水平段采用筛管、管外封隔器、复合套管固井技术,在川西JS-8H井复合套管固井应用中,较好地解决了水平段以上井段因重力作用,套管紧贴井眼下侧而形成窄环空,导致在注替水泥浆过程中井眼下侧的滤饼及钻井液顶替效率较低,易形成窜槽,影响固井质量等难题。同时还满足了完井、储层保护等的要求。该固井技术在川西水平井中的成功应用,为今后类似的水平井完井方式提供了可借鉴的经验。

定向井压裂优化设计及现场应用

定向井压裂具有破裂压力异常、近井摩阻大、裂缝特征复杂等特点,与直井压裂相比普遍存在施工难度大和压裂后增产效果差等问题,其主要原因是近井效应显著、裂缝空间转向,存在弯曲裂缝和多裂缝。压裂优化设计时主要从减少多裂缝和近井摩阻的角度出发,达到增加裂缝长度和宽度、降低施工难度以及提高压裂施工效果的目的。对定向井压裂施工砂比、前置液量、施工规模、变排量施工和压裂材料等施工参数进行优化,通过在川西MJ地区现场试验,推广应用了9口井,压裂前平均单井天然气产量为0.1294×104m3/d,压裂后平均单井天然气产量为5.16×104m3/d,增产效果显著。