断层封闭性评价及过断层钻井关键技术研究与应用

旅大某油田14口井于垂深847~993 m处钻遇辽西一号断层,此断层为继承性生长正断层,总体为北东走向的通海底断层。针对钻遇断层可行性和过断层安全钻进问题,运用泥岩涂抹因子、断面正压力分析方法结合实际钻井情况,对辽西一号断层封闭性进行了评价。通过分析研究,创新性地提出了过断层面钻进泥浆比重设计和过断层井轨迹优化设计的过断层坍塌压力计算方法,并依据计算结果对过断层井进行轨迹优化;形成了过断层钻井液防漏堵漏技术。研究成果为钻遇断层可行性分析、井眼轨迹设计和过断层安全钻进提供了一定指导。

渤海湾浅层气地层插桩及钻井施工技术

浅层气是一种典型的海洋灾害地质类型,施工作业时一旦发生井喷灾害,将对人员生命和财产造成不可估量的损失。旅大油田某探井井位浅部及中深部地层中存在大规模的弥漫型浅层气,需要对其开展自升式平台插桩及浅层气钻井施工技术研究。结合旅大油田探井井位处的工程物探资料,分析了自升式钻井平台在插桩过程中将遇到的浅层气风险;基于平台桩靴处的土质取样,计算得到了极限桩脚载荷与桩脚入泥深度关系曲线;创新性地提出了自升式平台分段延时插桩压载法,利用插桩作业期间的延时观察掌握浅层气的外溢情况;对探井一开及二开领眼钻井施工关键技术及风险预防措施开展了研究。利用中油海6号自升式钻井平台,成功在该探井井位完成了插桩及钻井施工,证明了分段延时插桩压载法及钻井施工方案的可行性。研究成果对于类似浅层气区域的自升式钻井平台插桩及施工作业具有一定指导意义。

中华优良家风的实践机制及其优化进路

中华优良家风的实践机制是在中华民族的长期实践活动中逐渐生成发展的。这一形成过程并不是一个“认→行”的二维线性发展过程,而是从实践出发并对现实关切予以不断回应和改造的过程。它既关乎人们对中华优良家风的实践效度,也对中华优良家风的发展水平具有重要影响。为此,应以中华优良家风实践的现实发展状况为切入点,以问题为导向,分析中华优良家风实践机制的基本内涵,并从内生与外生两方面分析阐释其实践机制的生发逻辑,进而结合时代发展需求,从不断满足人们对中华优良家风实践的现实需求、进一步加强传承和弘扬中华优良家风的实践养成、正确把握中华优良家风实践机制的运行规律等方面提出其实践机制的优化进路,以期最大限度地发挥中华优良家风实践机制的价值功用,进一步推动家庭家教家风建设高质量发展。

动态复杂压力下的水泥浆体系及性能评价

为了提高渤海油田动态复杂压力体系下的调整井固井质量,满足注水泥期间周边注水井不停注的要求,针对压力体系紊乱复杂、储层段固井质量差、层间封隔不良等固井难题,利用自主设计研发的抗动态水分散性能评价装置、界面胶结防窜性能测试装置和塑性体体积测试装置,形成了适用于动态复杂压力下的水泥浆防窜性能综合评价方法。通过抗动态水分散剂、膨胀剂、增韧剂以及缓凝剂等外加剂材料的评价与优选,开发出一套适用于渤海油田动态压力体系固井的新型防窜水泥浆体系,该水泥浆较目标区块原始体系抗压强度提高18.6%、胶结强度提高28.7%、抗水窜压力提高60.8%。在蓬莱油田完成了4口井的现场应用,固井质量较邻井提高22.3%~37.5%。应用表明,新型防窜水泥浆体系具有优良的防窜性能,可大幅提高复杂压力体系下的调整井固井质量,满足注水泥期间注水井不停注的要求,推广应用前景广阔。

动态压力下固井防窜增韧剂研究与性能评价

调整井固井过程中地层压力时刻处于波动状态,这导致了严重的水窜;此外,储层改造时水泥环破裂将造成环空窜流。针对调整井固井存在的上述问题,首先,通过优选防窜增韧材料进行复配研究,制备出了一种动态压力下固井防窜增韧剂。然后,针对动态压力下水窜的特点,采用自主研制的新型水窜评价装置对防窜增韧改性水泥浆的防水窜性能进行评价。此外,还评价了防窜增韧改性水泥石的膨胀性能、力学性能和防窜增韧改性水泥浆的工程性能。最后,在渤海油田进行了现场试验。结果表明,防窜增韧剂增强了水泥浆的抗动态水分散性能和水泥石胶结界面的防水窜性能,减少了失水量和体积收缩;同时,该材料显著提升了水泥石的韧性,并且对水泥浆的各项工程性能没有负面影响;现场试验结果显示固井质量优于邻井。说明该防窜增韧剂可满足动态压力下固井防窜和增韧的要求。

渤海油田小间隙环空固井技术及应用

为实现井身结构优化的推广应用,针对渤海油田小间隙环空固井技术难点,通过外掺料或外加剂优选,研发形成了一套具有"低摩阻、低密、低弹性模量"特点的水泥浆体系,密度1.50～1.90g/cm3可调,并对其基本工程性能和力学性能进行了评价。评价结果表明,该体系具有低至3.19GPa的弹性模量在小间隙环空中水泥环较薄的情况下也能很好地保持水泥环力学完整性不受破坏。同时形成了以PC-S32S为主剂隔离液的井眼净化和尽可能多的加放一体化弹性扶正器的套管居中等固井工艺技术。该项技术已在渤海油田成功应用多口井,解决了因井身结构优化带来的小间隙环空固井问题,保障固井质量,节约投资成本,具有较好的推广应用前景。

一种超支化阳离子聚合物的制备及其防膨性能

以顺丁烯二酸酐及二乙醇胺为原料,采用“一步熔融法”合成了端羟基超支化聚酯酰胺(HBP-OH);以环氧氯丙烷改性HBP-OH制得端基为氯甲基的超支化聚酯酰胺(HBP-ECH);以三乙胺改性HBP-ECH制得端基为季铵基的超支化聚酯酰胺(HBP-L),其结构经IR表征。研究了HBP-L的静态防膨率、耐水洗能力及对岩心的渗透伤害率。结果表明:HBP-L加量为1wt%时,粘土防膨率为90.36%;经10次水洗后,其防膨率仍超过85%;模拟地层温度为45℃时,HBP-L对岩心的渗透伤害率仅3.86%。采用XRD和Zeta电位法分析了HBP-L对粘土水化膨胀及运移分散的抑制机理。结果表明:经1wt%HBP-L处理的粘土,其晶层间距为6.91nm,较去离子水处理层间距(4.71nm)小;粘土表面的zeta电位由-39.2mV升高至-19.6mV。

海上高温高压井套管应力分析

套管损坏是影响海上高温高压井开发效益的重要原因之一。在准确求解井筒温度场的基础上,考虑地层非均匀地应力、地层高压与热应力的影响,计算套管-水泥环-地层系统耦合热应力状态,分析水泥环、套管性能参数等对套管损坏的影响。结果表明,随着离套管中心径向距离的增加,Mises应力逐渐降低、径向应力呈现"增-减"变化趋势、周向应力呈现"跳跃式"变化,综合确定套管内壁处套管损坏风险最高;考虑高温高压时,套管Mises应力更高,套损风险增大;随着圆周角的变化,Mises应力、剪应力最大值出现于圆周角45°、周向应力最大值出现于圆周角0°;随套管、水泥环弹性模量与热膨胀系数的增大,套管Mises应力逐渐增大。研究成果对于海上高温高压井的套管损坏分析具有一定的指导意义。

渤海浅部砂泥岩地层井壁蠕变缩径研究

针对渤海油田浅部储层井眼蠕变缩径和井壁坍塌等问题,利用室内试验研究了浅部砂泥岩岩石物性与力学性质,测量了砂泥岩在不同含水量和不同偏应力下的蠕变速率,并根据Weertman模型进行了蠕变参数拟合。在室内试验基础上,利用有限元模型对井眼缩径的时变规律进行了研究。以曹妃甸6-2油田A井为例进行了现场应用分析。研究结果表明,在偏应力较大时地层会进入加速蠕变阶段,由于蠕变速率过快导致地层产生蠕变缩径坍塌。根据研究结果给出了抑制蠕变、延长钻井周期等相关的钻井工程技术对策,研究结果可为现场选择安全合理的钻井液密度提供指导。

调整井固井用聚合物型抗水侵材料的制备及其性能评价

针对调整井固井时水侵导致的环空窜流问题,本文以AMPS、AM、AA和SA为原料,通过自由基胶束聚合法制备一种水溶性疏水缔合聚合物AAAS来增强固井水泥浆的抗水侵能力,改善水泥浆的防窜能力,以提高该类井的固井质量。利用红外、核磁、扫描电镜及凝胶渗透色谱等手段对AAAS进行了微观分析表征,并对AAAS水泥浆体系的抗水侵性能及基本工程性能进行了评价,结果表明AAAS可明显提高水泥浆体的抗水侵能力,较之于空白水泥浆水侵后0.3MPa的窜通压力,加量为0.9%AAAS的水泥浆体系,其水侵后的窜通压力提高达到了6.9MPa,大幅度提高了水泥浆的防窜能力,且14天抗折强度为8.2MPa,抗压强度为31.5MPa,能够满足调整井固井水泥环长期封固的需要。因此,AAAS在调整井固井工程抗水侵和防窜中具有良好的应用前景。

渤中区块火成岩地层钻井液优化研究

针对火成岩地层易发生坍塌掉块及漏失等复杂情况,利用室内实验对火成岩的矿物组分和理化性质进行分析,并对钻井液的降滤失剂和封堵剂种类及复配效果进行优选评价。研究结果表明,火成岩地层优化的PEM钻井液配方为:3.0%海水膨润土浆+0.2%NaOH+0.3%Na2CO3+0.3%PAC-LV+0.5%包被剂PLH+2.0%降滤失剂RS-1+2.0%降滤失剂TEMP+2.0%封堵剂DYFT-Ⅱ+2.0%封堵剂LPF(W)+3.0%聚合醇JLX-C+5.0%KCl+0.1%增黏剂XC+重晶石加重。钻井液经120℃老化前后,其流变性稳定,API滤失量和高温高压滤失量分别为2.8mL和10.4mL;钻井液的岩屑热滚回收率为85.4%,具有良好的抑制性。在现场实施了6口井,最小井径平均扩大率为2.8%,最大井径平均扩大率为15%,井壁稳定好,钻井时效得到提高。以上认识对火成岩地层安全钻井具有指导意义。

渤海油田表层大尺寸井眼预斜技术探索与应用

为了解决丛式井加密调整的防碰问题,在浅部地层大井眼井段寻找间隙,将造斜点上移是有效手段。以A17井为例,通过合理的槽口分配,轨迹优化设计,大尺寸马达的“量身定做”及参数优选等探索研究和实施。结果表明:①利用外排槽口实施大位移井,可以减少防碰压力;②采用拟悬链线设计的井眼轨道更优,更有利于大位移井的实施;③优选1.75°弯角,扶正器套657 mm满足造斜需求,最大造斜率可达4°/30 m;④660.4 mm井眼一趟钻施工方式可实现0.42 d的工期缩减,实现50余万元的费用降本。以上成果认识,为渤海油田丛式井加密调整提供新的技术手段。

生物灰低密度水泥浆体系室内研究

深水固井作业面临低温、易漏失等难题,常规低密度水泥浆低温条件下浆体流变性能差、早强强度发展缓慢、水泥石强度大幅降低,严重影响固井胶结质量,为此,开发了一种新型生物灰低密度水泥浆体系:根据紧密堆积理论,结合室内研究,配研制了一种新型增强减轻材料生物灰低密度混合材料;同时优选锂盐复合低温早强剂ACL,辅以适当外加剂,形成了密度在1.40~1.60g/cm^3的生物灰低温低密度水泥浆体系。该体系低温下浆体流变性好、失水小、稠化时间可调,水泥浆在50℃养护12h后抗压强度可达6.0MPa,24h抗压强度可达13.9MPa。该体系在渤海BZ34-9油田B11井应用,固井质量良好。

适用于絮凝压滤一体机的絮凝剂优选与应用

渤海油田为解决钻井过程中产生的大量废弃钻井液,在经絮凝压滤一体机处理后,达到固液高效分离、液相循环利用的目的,进行了絮凝剂的优选研究。针对水基环保型BIODRILL A钻井液体系,筛选了5种絮凝剂进行了废弃钻井液的处理,通过初步试验,选择聚合AlCl_(3)、聚合硫酸铁和含铁复合絮凝剂进行了进一步的对比筛选试验;结合絮凝后压滤液的指标,选出含铁絮凝剂为渤海废弃钻井液的最合适絮凝剂,且添加量为16 kg/t。在渤海A油田进行了现场试验,通过向废弃钻井液中加入含铁絮凝剂,配合絮凝压滤一体机大大提高了废弃钻井液的处理量。这种方法不仅能有效地从源头实现固相减量化,而且液相经处理后达到了回用标准,解决了全回收压力下的作业问题,实现了钻井液重复利用,在减量的同时达到降本。

四种还原糖对鱼皮胶原肽美拉德反应产物的理化性质及增咸作用影响

以罗非鱼鱼皮胶原为原料,通过蛋白酶水解结合美拉德反应制备4种胶原肽的美拉德反应产物,分析其pH、色泽、游离氨基含量、紫外和荧光光谱、分子质量分布以及咸味增强特性的变化,探讨不同还原糖(核糖、木糖、葡萄糖和氨基葡萄糖)对鱼皮胶原肽美拉德反应产物的理化性质及增咸效果的影响。结果表明,4种胶原肽的美拉德反应产物具有不同的理化性质和咸味增强特性。与胶原肽相比,胶原肽与还原糖的美拉德反应产物的pH和游离氨基浓度均呈下降趋势,其中核糖和氨基葡萄糖美拉德反应产物色差变化显著。胶原肽与还原糖的美拉德反应产物中含有大量的美拉德反应中间产物和终末产物,其中1 k~5 kDa的肽组分比例有所增加,主要是由于形成了更多具有咸味增强作用的美拉德肽。感官评价结果表明,4种还原糖的咸味增强作用顺序为氨基葡萄糖>木糖>核糖>葡萄糖,其中氨基葡萄糖美拉德反应产物能够使51 mmol/L NaCl溶液的咸味强度提高18%,有望作为咸味增强物质应用于低钠盐食品。

渤海中深层勘探开发一体化平台位置优选

海上油田探井受限于后期原油运输、生产动力来源等困难,难以转化为开发井生产,高额的勘探投资无法有效转化为开发投资且增加高昂的弃置费用。在勘探开发一体化思路下,建立了对比依托探井井位新建生产平台和不考虑探井平台位置优选方案,预估整体开发钻井总进尺,结合探井井位建平台对钻井难度影响,形成了以经济评价为依据的渤海中深层油田勘探开发一体化平台位置优选技术。在渤海A油田勘探阶段统筹考虑详探井位置和平台优选位置,最终确定依托详探井位置建立平台,使勘探成本有效转化为生产投资。该技术在渤海油田的成功应用,证明勘探开发一体化思路的正确性,实现了勘探投资向开发投资的转化,降低了中深层油田的开发门槛,也为未来中深层油田开发提供了经验。

海上丛式井领眼井预防浅层气技术

为降低浅层气对海洋钻井危害,小尺寸领眼井被用于勘察油田开发区域浅层气以降低浅层气井喷风险。在丛式井组中优选出一口井,改变井轨迹造斜点设计,表层井段不造斜;使用钻头扩眼减少卡钻及井组防碰风险;结合浅层气地震资料对丛式井组中表层井段井轨迹分布评估领眼井对浅层气探测能力,论证浅层气对丛式井组的影响。该技术解决了表层造斜的海上丛式井组领眼井存在易出新井眼、易水泥卡钻等问题,其在渤海某浅层气区域的实际应用证明其能够有效探明浅层气情况。如遇浅层气溢流该技术能够快速处理,避免浅层气井喷。

渤海曹妃甸区块钻井液体系优化研究

曹妃甸区块位于渤海中部海域,自上而下钻遇地层依次平原组、明化镇组、馆陶组、东营组和沙河街组,上部地层强度低,受泥岩水化膨胀和蠕变变形等作用易造成缩径现象,常规钻井液体系抑制性过强,极易造成起下钻困难。探井钻井期间主要复杂情况为起下钻阻卡,占比85.2%。为提升开发井钻井作业效率,改善所采用的钻井液体系与油田地层的适应性,本研究根据岩性特点,结合探井复杂情况分析,提出采用强包被、强封堵改进型PEC钻井液,本体系采用NaCl替代KCl,配合插层抑制剂,可缓解缩径而引起的起下钻阻卡倒划眼困难的矛盾,提高起下钻效率。通过实验研究表明,该体系具有良好的抑制性和封堵性,抗钻屑污染能力强。对现场一口实例应用井进行分析,使用该体系后,流变性优良,倒划眼顺利,效果良好。对减少浅层起下钻阻卡风险,提高起下钻效率具有良好的指导意义。

水基钻井液钻屑减量处理技术探讨

为了摸清适合海上水基钻屑现场减量的方法,针对海上全回收项目钻屑含液量高、回收量大的难题,开展了负压减量效果应用评价、岩屑传输滤液水洗、岩屑分选筛工艺和岩屑压榨等方面的研究工作。研究结果表明,改进后的负压振动筛在大部分井段固液分离效果明显,可以作为现场减量的主要手段,单井减量30%以上;岩屑传输滤液水洗,对于黏度较大易成团的钻屑有很好的分离效果,提高下级分选效果5%;岩屑分选是水基钻屑二次分离有效工艺,能够实现钻屑减重30%以上;压榨技术能够实现固定式处置中心的钻屑深度减量,减重20%以上。该研究成果对水基钻屑减量具有一定指导意义。

渤海某油田钻井液体系室内试验评价及优选研究

为解决渤海某油田探井作业中因使用PEM钻井液而出现的起下钻遇阻、倒划眼困难、憋压蹩扭矩、流变性不足等问题,提升钻井效率,基于该油田地层情况,开展了对钻井液抑制剂、提黏切剂、降失水剂及封堵剂的室内评价与优选试验,得到了新型钻井液体系。试验发现,HAS抑制性弱于PEM钻井液中的K+,经热滚后的钻屑成型且柔软,能够避免起下钻硬阻卡现象的产生,1.5%HAS可满足抑制性与流变性要求;在XC和RS-1基础上增加1.0%VIF,钻井液的动切力与动塑比显著提高,携岩能力、悬浮能力得到大幅度改善,优选提黏切剂为1.0%VIF+0.1%XC+1.5%RS-1;0.6%LV-PAC、1.5%RS-1复配后的降滤失剂能够满足现场要求;1.5%LPF、5%HTC复配后的封堵剂能够显著提高钻井液封堵能力及储层保护能力。新型钻井液在该油田的应用结果表明,起下钻遇阻及流变性得到明显改善,单井平均节约工期1.03d,平均节约钻井液成本30余万元,在该油田具有很好的实用效果。