大港油田井身结构优化研究与应用

钻井作为勘探开发过程中的重要环节,其费用占勘探开发投资的一半以上,而钻井的井身结构是影响钻井费用的主要因素之一。在对待钻井区块地层情况及压力情况的充分分析和总结的基础上,考虑完钻井事故复杂与井身结构的关系,在保证钻井安全的前提下,对待钻井的套管下深、套管层序、套管尺寸及钢级壁厚进行了优化、简化。通过2009年的实施,万米进尺套管用量、水泥用量和岩屑挖掘量较井身结构优化前大幅度改善。同时,通过优化套管层序及尺寸,减少了大尺寸套管的进尺,提高了机械钻速,使大港油田完钻井的钻井经济技术指标及井身结构优化指标较以往大幅度改善,提高了油田勘探开发的综合效益。

有机盐钻井液技术在大港油田水平井的研究与应用

目前大港油田水平井钻井液以强抑制性水基钻井液为主,根据不同的钻井区域条件,采用不同的钻井液以适应钻井的需要。主要采用甲酸盐钻井液、硅基防塌钻井液和有机正电胶钻井液。以上钻井液体系解决了水平井的井眼净化、井壁稳定和润滑防卡等技术难点,满足了大港油田水平井施工的需要。但是,钻井液所形成的滤饼和进入储层的滤液堵塞了油气通道,不能最大限度的发挥水平井泻油面积大的特点。因此,渤海钻探泥浆技术服务公司开发了"双保"型有机复合盐钻井液体系。该体系性能稳定,抑制性、抗污染能力强、环保、无固相,有利于保护油气层、提高机械钻速和提高固井质量等优点,解决了井壁稳定和保护油气层之间的矛盾,通过在大港油田的应用,取得了非常好的效果。

段六拨油田套损腐蚀机理及预防对策研究

随着段六拨油田不断开发,目前进入开发中后期,套损情况愈发严重,不仅影响油田的稳产,而且还造成注采井网的不完善,给油田区块的整体开发带造成不利影响。本文通过对段六拨油田套损类型、套损名义寿命、套损深度及套损层位等方面进行套损套变规律统计,找出相应规律。结合段六拨油田地质开发特点,研究发现段六拨油田套损套变主要原因是固井质量差造成水窜入泥岩层诱发泥岩水化引起套损套变,加之腐蚀因素的影响造成套管寿命降低,加剧套管损坏。同时,针对套损套变原因制定一系列相应套损预防对策,为油田套管保护提供有利依据。

砂泥岩夹层套管损坏的有限元分析及防控措施

据大港油田不完全统计,在沙泥岩夹层的套管损坏占63%。针对在砂泥岩夹层套管损坏严重的问题,基于弹塑性力学和断裂力学理论,建立了沙岩—泥岩—沙岩三岩层剖面的轴对称有限元模型,并借助有限元软件进行求解,分析不同钢材和壁厚条件下三岩层剖面上套管内应力分布情况。结果显示,套管内的Von Mises应力在砂泥岩界面和泥岩段应力最大,且在砂泥岩界面应力发生突变出现尖角,因此在砂泥岩界面和泥岩段套管容易损坏。针对砂泥岩夹层研究了泥岩段套管损坏的防控措施,研究发现,相同钢级下,增加套管壁厚不能有效防控泥岩段套管损坏,提高套管的钢级才是有效方法。通过以上分析研究对砂泥岩界面防控套管损坏的研究提供技术借鉴。

港西出砂油藏套损机理及预防对策研究

通过对港西油田出砂套损井基础资料的调研,系统梳理了出砂套损井的各项工程和开发数据,在阐述出砂套损的力学机理基础上,结合目前该油田的开发工艺及措施,对出砂套损预防技术对策进行了研究,提出了优先采用先期防砂措施,对于因工程和油藏无法实施先期防砂的井,应采取优化射孔参数、增加套管壁厚以及合理控制生产压差等系列配套措施,将有效指导疏松砂岩油藏套损预防工作的开展,降低此类油藏的套损率,延长油水井的寿命,提高该油田的开发效果。

CaCO_3/Al_2O_3/MWCNTs环氧复合涂层性能研究

利用KH560对碳酸钙(CaCO_3)、氧化铝(Al_2O_3)、酸化后的多壁碳纳米管(MWCNTs)表面进行接枝改性,并制备了CaCO_3/Al_2O_3/MWCNTs/环氧树脂(EP)复合涂层。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析仪(TG)和EDS分析对改性前后的无机填料进行表征,使用电化学阻抗谱(EIS)、抗冲击试验、高温高压实验测试复合涂层的附着力、耐腐蚀等性能。同时用扫描电子显微镜(SEM)观察复合涂层表面形貌。结果表明,KH560成功的接枝在3种无机填料表面,当MWCNTs的质量分数为2%时,CaCO_3/Al_2O_3/MWCNTs/EP复合涂层的分散性最好,性能最优。

大港南部油田套管腐蚀机理及预防对策评价

大港南部油田油水井套管腐蚀严重,已严重影响到注采开发井网完善和整体开发效益,也给所处地区带来安全环保隐患。结合腐蚀产物、腐蚀介质室内实验,在系统研究套管腐蚀机理的基础上,对目前常用的套管腐蚀预防技术进行了评价,优选出有机内涂层套管作为套管腐蚀预防技术对策,并结合油水井工作环境,重点开展了涂层耐磨性、附着力、硬度、柔韧性、抗冲击性、耐腐蚀性及耐温耐压性等室内评价,为该技术进入现场实施奠定了基础。现场应用表明,该项技术的应用可确保油水井的井筒完整性,消减套损井的潜在安全环保隐患。

断层错动型套管变形特征分析——以大港官东页岩油为例

非常规页岩油气的开发对于保障我国能源安全具有重要意义,在我国页岩油气水力压裂开采过程中,套管变形问题十分突出,严重制约了我国页岩油气的高效开发。大港官东页岩油区块进行压裂作业后,套管变形问题严重,初期套变率高达66%。对比官东页岩油区块的断层位置信息后发现套管的变形区域与井眼轨迹和断层交点位置重叠度较高,表明套管变形问题与压裂过程中的断层运动关系密切。通过MIT(The Multi Finger Imaging Tool)工具对套管变形区域进行了测量,所得的数据基于SolidWorks软件重构了变形套管的3D形貌,结果显示,套管的变形特征与断层的运动方向和视图观察方向有关剪切变形,并不一定呈现出经典S型变形特征。该地区的套管主要受水平方向运动的走滑断层挤压,平行断层错动方向可观察到套管截面存在受压扩径的特征。为了研究断层错动对套管内部受力的影响,本文用Abaqus软件建立了含断层的地层—水泥环—套管模型,并通过控制位移边界条件模拟了走滑断层的运动,且对不同的断层倾角和走向造成的套管局部受力变化进行了敏感性分析。研究结果表明:(1)受断层剪切的套管变形特征与观察方向有关,平行断层运动方向观察套管形貌应观察到受压膨胀的特征,垂直断层运动方向观察套管形貌,应观察到S型的剪切变形特征;(2)套管受断层挤压影响,在变形区域的截面轮廓则会呈现出椭圆化的特征,套管的受挤压方向和截面的短轴方向一致;(3)水平运动的断层,其倾角越大,套管达到极限强度时的位移越小;目标区块地应力条件下,断层走向为45°时套管达到极限强度时的位移最小。研究结果为确定套管变形是否由断层滑移造成提供了判断依据。

段六拨油田泥岩水化套损机理及预防对策研究

随着段六拨油田不断开发,目前进入开发中后期,套损情况愈发严重,不仅影响油田的稳产,而且还造成注采井网的不完善,给油田区块的整体开发带造成不利影响。本文通过对段六拨油田套损类型、套损名义寿命、套损深度及套损层位等方面进行套损套变规律统计,找出相应规律。结合段六拨油田地质开发特点,研究发现段六拨油田套损套变主要原因是固井质量差造成水窜入泥岩层诱发泥岩水化引起套损套变。同时,针对套损套变原因制定一系列相应套损预防对策,为油田套管保护提供有利依据。

水泥环环状缺失套损机理及防控措施

固井质量差,后续作业使油气井某处水泥环小段缺损,致使套管与水泥环之间出现间隙而使套管受力变化,造成套损。基于大港油田枣南东油田现场资料及弹塑性力学原理,建立了套管-缺失水泥环-地层对称有限元模型,研究水泥环全部缺失不同高度、缺失后套管与水泥环间隙大小及不同内压对套管受力的影响,从而研究水泥环全部缺失套损的防控措施。研究表明:在水泥环完好与水泥环缺失部分交界面套管出现最大应力,在水泥环缺失段出现较大应力,且处于稳值高应力状态;此外,内压越高,在环状缺失段,套管的最大应力越大;不同的水泥环缺失高度,在缺失段应力均相等,而不同的第一界面间隙对套管受力影响小;且研究发现仅增加壁厚,不能有效防控水泥环缺失段套损,增加钢级为有效方法。通过以上分析研究对水泥环全部缺失防控套损的研究提供有益借鉴。

基于钻井液性能的卡钻预测

目前的卡钻研究仅仅考虑了钻井液密度的影响,而没有考虑钻井液其他的性能,因此对预测卡钻有很大的误差。RSI参数全面地考虑了钻井液综合性能,能全面地判断卡钻的发生,为卡钻的控制提供了可靠的办法。计算了大港地区的已卡钻井随深度变化的RSI参数,得出了随井深变化的RSI卡钻曲线,同时与未卡钻井的RSI曲线进行比对,所得结果与实际吻合较好。