多裂缝渗流场流线模拟方法

流线分布可以直观反映流体在多裂缝渗流场中的运动轨迹,有助于确定裂缝分布对多裂缝油藏泄油面积及渗流规律的影响。文中建立了复杂裂缝形态的均质油藏稳定渗流的数学模型;采用边界元方法,建立了数学模型的边界积分方程;利用高斯积分等方法求解,得到了边界单元的法向压力梯度,给出了地层中任意一点压力求解公式;提出了流线场生成方法,分别绘制了三分支裂缝、十字裂缝、迂曲裂缝、多分支裂缝等形态的流线。裂缝流线形态表明,当流体遇到有裂缝发育区域时,流体先流入裂缝,再由裂缝向井筒方向流动。该项研究对揭示库车前陆盆地裂缝性砂岩渗流规律具有重要意义。

超深阶梯式水平井钻井液技术

东河1-H3井是塔里木油田的一口超深双台阶水平井,设计斜深6325·53m、垂深5739·63m。由于井深,钻遇地层复杂,给钻井液施工带来了极大困难。针对地层存在纵横交错的微裂隙,钻井液中的自由水易进入地层,造成泥页岩整体强度变差以及石炭系地层中夹有石膏层,易对钻井液造成污染的问题,采取了有针对性的一开、二开及三开钻井液技术措施,重点是提高钻井液的防塌性和润滑性。通过有效的技术措施,顺利完成了定向钻井的施工,钻井液性能良好,各项技术指标优良。

碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害评价新方法

以不锈钢缝板岩心为评价岩心,以储层成像测井资料确定岩心裂缝宽度,对碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害进行了评价,评价实验过程中所用岩心裂缝宽度的相对误差降低到1%以下。应用这种新方法对聚磺钻井液、无固相弱凝胶钻井液以及两种钻井液中加入理想充填暂堵组合剂后进行的储层伤害评价实验结果表明:无固相弱凝胶钻井液的渗透率提高值高于聚磺钻井液,在加入适量优化暂堵组合剂后,两种钻井液的渗透率提高值均明显增大,在不锈钢缝板岩心端面可观察到有致密暂堵层形成。裂缝性储层损害评价新方法即可用于钻井液储层伤害评价和暂堵方案的优选,也可应用于裂缝性储层保护的实验研究。

破解塔里木盆地群库恰克地区井壁失稳难题的钻井液技术

塔里木盆地群库恰克地区油气产层主要位于石炭系和泥盆系,岩性复杂,已完钻的几口探井钻进过程中共发生了200次井下复杂及钻井事故,严重影响了钻井工程进度、增加了钻井成本。采用X射线衍射仪、页岩线性膨胀分析仪等对该地区失稳井段的地层矿物组分及其理化性质进行了分析测试,结合泥页岩线膨胀率评价试验、滚动回收率评价试验、失稳井段岩石黏土矿物和全岩矿物分析,找到了井壁失稳的原因:①失稳井段泥页岩的矿物成分以伊利石为主,其次为伊/蒙间层、高岭石和绿泥石,缺失蒙脱石,岩样泥页岩膨胀率低;②井壁不稳定的原因主要是伊利石的分散作用;③现场所用水基钻井液体系滤液进入地层是导致井壁不稳定的重要原因之一。据此认为:采用抑制能力和封堵能力强钻井液是预防和减少该区块井壁失稳的重要措施,具体的技术对策包括:①筛选合适的防塌钻井液处理剂及体系;②分地层设计和使用钻井液体系。现场应用结果表明,防塌钻井液和分地层钻井液设计较好地满足了该地区钻井工程的实际要求,降低了井下复杂和钻井事故的发生概率,缩短了钻井周期,提高了钻井效率,节约了钻井成本,经济效益显著。

用于钻井堵漏和封堵的特种凝胶抗冲稀性能

特种凝胶ZND在国内30多口井/次恶性漏失和负安全密度窗口的高压双庙1井、高含H2S的罗家2井、高含CO2的徐深8—平1井喷漏同存的成功处理中彰显出了重要作用,强大的抗冲稀能力是其发挥作用的关键因素。研究了特种凝胶ZND的溶解热和稀释热,选用筛余体积变化率直观地表征它的抗剪切冲稀能力,借助大尺寸堵漏模拟装置模拟了它在破碎性地层漏层中的抗冲稀能力。结果表明,特种凝胶ZND稀释热越小,其抗冲稀能力越强;抗冲稀能力随温度升高、浓度降低、剪切速率增大和剪切时间延长而减小;等孔隙体积水驱替特种凝胶时,凝胶被驱替率均小于16%,当出口见水后,采用2倍孔隙体积的水驱替凝胶ZND时,被驱出的凝胶体积率均小于2%。实验验证了特种凝胶ZND具有强的抗冲稀能力,为有效堵住恶性漏失和对付喷漏同层的安全隐患提供了科学的实验依据与理论指导。

油田堵漏用吸水树脂的制备及性能研究

针对钻井过程中的钻井液漏失问题,以丙烯酰胺、丙烯酸、碳酸钙为主要原料,采用水溶液聚合法,制备了成本低、强度高、吸水倍率高的高吸水性树脂。实验结果表明,该树脂的最优合成条件为:单体的质量分数为20%,交联剂加量为0.3%,引发剂Na2SO3和(NH4)2S2O8质量分数分别为0.75%和1.5%时,碳酸钙的加量为3%,反应温度为50℃,pH值为11,AM:AA的质量比为7:3。在此条件下合成的高吸水性树脂,在室温下的吸水倍率为137g/g,其吸水倍率和强度均可满足钻井堵漏的需要;加入碳酸钙可提高吸水性树脂的吸水性和强度;树脂加量为0.3%～0.5%的堵漏浆即可达到良好的堵漏效果,并且吸水树脂的堵漏承压能力可达3.0MPa。

硅酸钾聚合醇钻井液体系的实验研究

将硅酸钾的胶凝沉淀效应和聚合醇的浊点效应结为一体,建立了一套具有胶凝-浊点效应的膜结构硅酸钾聚合醇钻井液体系。性能评价结果表明,硅酸钾聚合醇钻井液具有流变性好、滤失造壁性好、抑制性强、抗污染能力强(可抗6%NaCl,抗5000mg/LCa^(2+)和Mg^(2+),抗15%钻屑)、润滑性好、封堵能力强和热稳定性好等特点,膜效率达到了82%。通过电镜扫描研究了硅酸钾钻井液和硅酸钾聚合醇钻井液形成的泥饼表面和泥饼断面情况,结果表明,硅酸钾聚合醇钻井液泥饼表面片状膜结构伸展性好且连接性紧密,断面较紧凑且均匀,既有硅酸钾处理后泥饼所呈的片状膜结构,又有聚合醇处理后泥饼整体似一层的致密特性。该钻井液兼有硅酸钾钻井液和聚合醇钻井液的优点。

钻井完井中动态外滤饼形成的数学模型研究

在钻井完井作业中,滤饼质量直接影响到井壁稳定和对油气层的保护,滤饼质量差将会造成井下复杂情况以及井壁垮塌和油气层伤害等。因此,形成致密、薄、韧、低渗透的滤饼甚为关键。在研究钻井完井液中固相颗粒侵入地层造成地层损害的基础上,建立了固相颗粒在静、动态条件下形成外滤饼的数学模型,量化了滤饼质量与各相关参数之间的关系,并通过塔里木油田现场实践进行验证。综合分析认为,数学模型对钻井完井过程有一定的指导意义。

塔里木油田群库恰克地区井壁失稳机理研究

塔里木油田群库恰克地区井壁失稳是该区钻探过程中普遍遇到的技术难题,造成了多次钻井复杂事故,影响了钻井工程进度和增加了钻井成本。该文通过X-射线衍射等分析测试手段,对该地区失稳井段岩样进行了理化性能测试分析,研究了井壁失稳的机理,并分析了钻井液及工程因素对井壁失稳的影响,为该地区井壁稳定技术研究提供了依据。