水平井出水机理研究进展

研究表明,水平井出水已成为影响水平井生产的突出问题,对水平井出水机理的研究是水平井高效开发的重要基础工作,应该给予必要的重视。在参考大量相关文献的基础上,对近年来水平井出水机理研究进展情况进行了综述,对水平井出水类型、出水机理及研究方法进行了系统的归纳分析。在此基础上总结了水平井出水的主要影响因素,以及各种类型油藏水平井针对不同出水机理所采取的控水措施。

呼图壁地下储气库气井冲蚀产量模型及其应用

气井临界冲蚀产量是地下储气库气井配产的重要参考因素之一。为此,根据经典计算模型,结合气藏工程原理,详细研究并推导了适合于准噶尔盆地呼图壁地下储气库气井冲蚀产量的模型公式;并据此公式分析了影响冲蚀产量大小的主要因素(管柱内径、流动压力和气体温度等)与影响规律(冲蚀产量与管柱内径、流动压力呈正比关系,与气体温度呈反比关系,且受管柱内径变化的影响较大);在调研大量文献的基础上,参考国内其他地下储气库的资料,结合呼图壁地下储气库的实际情况,确定了该储气库气井的经验常数C值大小;从气井冲蚀产量大小的角度人手,计算并优选出114.3mm管柱为该储气库的直井管柱;还研究了安全阀部位的冲蚀规律,认为在实际采气阶段88.9mm安全阀存在阶段性的冲蚀,应定期检查并及时更换安全阀,确保其正常使用。

气井冲蚀产量模型在储气库的应用

气井临界冲蚀产量是地下储气库气井配产的重要参考因素之一。根据经典计算模型,结合气藏工程原理,详细研究并推导了适合呼图壁储气库气井冲蚀产量的模型公式。根据临界冲蚀产量模型公式,分析了影响冲蚀产量大小的主要因素与影响规律,主要影响参数为管柱内径、流动压力和气体温度,影响规律为冲蚀产量与管柱内径、流动压力成正比关系,与气体温度成反比关系,且受管柱内径变化的影响较大。经过文献调研,参考国内其他储气库的资料,结合呼图壁储气库的实际情况,确定了呼图壁储气库中气井冲蚀产量公式的经验常数值。利用冲蚀产量模型,从气井冲蚀产量的角度,计算并优选了114.3 mm管柱为呼图壁储气库的直井管柱,研究了安全阀部位的冲蚀规律,认为在实际采气阶段88.9 mm安全阀存在阶段性的冲蚀,应定期检查安全阀,及时更换,确保安全阀的正常使用。

注氮气改善稠油蒸汽吞吐后期开采效果

蒸汽吞吐后期随着地层能量枯竭和井筒周围含油饱和度减少 ,周期含水升高 ,油气比下降 ,开采效益变差。注氮气是改善稠油蒸汽吞吐后期开采效果的有效途径 ,其主要增产机理是增加蒸汽波及体积 ,补充驱动能量 ,进一步降低残余油饱和度和提高回采水率。模拟研究表明 ,在吞吐后期宜采取先注氮气、后注蒸汽的注入方式 ,并且存在一个优化的周期注氮量。

小拐油田二叠系夏子街组油藏射孔参数研究

结合小拐油田开发特点及前期射孔实施情况,对影响射孔效率的诸因素即孔深、孔密、相位角、射孔方式、射孔压差、射孔液等进行了较为深入的分析研究,提出了适应于小拐油田的射孔参数和工艺。

新疆石油管理局发展战略的几点思考

从企业战略构成四要素出发,针对新疆石油管理局的发展战略管理现状,提出了整合资源,强化创新,提升核心竞争力,稳定、拓展国内工程技术服务市场,做大海外工程技术服务市场和合作开发油田,加快发展化工延伸产业的发展思路,并就如何整合资源,强化创新,提升核心竞争力进行了有益的探讨。

斜井套管射孔破裂压力及起裂位置研究

针对以往斜井压裂破裂压力计算中存在的问题,根据套管射孔斜井中钻井井眼与射孔孔眼相交处的应力状态,研究了射孔孔边切应力的计算方法,并分析了存在微环面时的两孔相交处的应力场、破裂压力及起裂方位的计算方法以及环空胶结严密时两孔相交处破裂压力的计算方法。利用空间几何知识,推导出了裂缝起裂平面与理想平面夹角及用于判断裂缝的转向程度的计算公式,并给出了计算实例。

裂缝辅助水平井脉动汽驱机理和参数优选

风城超稠油水平井注蒸汽开采中水力裂缝起着重要作用.蒸汽吞吐初期为获得足够吸汽能力,需要在高于破裂压力下注汽.转入蒸汽驱后诱导裂缝既是沟通注采井的通道,又是导致蒸汽迅速突破的主要原因.为此,运用了一种称之为"裂缝辅助水平井脉动汽驱"的新方法。此法借助裂缝传输蒸汽和被加热的超稠油,采取脉动汽驱控制蒸汽突破,利用水平井具有更大泄油体积的优势,从而实现超稠油油藏的经济开采。数值模拟表明。这种方法能有效增加蒸汽波及体积。减少注入热量的无效产出,与常规水平井蒸汽驱相比具有显著增产作用。从作业方面分析,影响这一方法增产效果的因素依次为周期时间、周期注汽量、注汽时间和焖渗时间。

石西油田深井高温底水封堵试验研究

通过室内研究和现场先导性试验 ,石西油田石炭系深井高温底水封堵首次取得了突破性进展。在堵水处理后 189d内 ,产液量累计减少 315 9t ,原油累计增加 5 70t。封堵前的日产液量为 10 5t ,处理 3个月后逐渐降至 78t,并维持了较长时间。针对石炭系深井底水高温的油藏条件 ,采用暂堵剂—改性栲胶凝胶—水泥封口三段塞技术提高了封堵的成功率。即 :先用暂堵剂暂堵油层约15h ,使后续注入的主剂段塞选择性地进入水层 ;形成的改性栲胶凝胶封堵层耐高温、热稳定性好 ;

天然裂缝对水力压裂的影响研究

从裂缝的微观延伸出发,从理论上剖析了井壁附近天然微裂缝在裂缝连接、裂缝延伸方面的作用:在水力裂缝延伸沿程的天然裂缝会改变水力裂缝的传播方向,从而使裂缝的连接性能变差,产生多条水力裂缝;在射孔边缘的天然裂缝,虽然在方位上对裂缝连接极为不利,但仍可能成为水力压裂裂缝的最初通道,直接改变裂缝的延伸方向,使得裂缝自然连接的过程变缓或失败。应对措施,一是加入细陶或微陶,封堵部分狭窄裂缝,兼降滤作用;二是在前置液中加入柴油,降低滤失;三是缩小射孔段的长度,减少裂缝的起裂点。

天然气井套间气窜自修复技术

井口套间气窜即套间带压一直是困扰天然气井安全生产的技术难题,仅靠固井和修井技术难以从根本上解决问题。基于对天然气井套间气窜原因的分析和水泥基自修复理论,建立了气井井口环空气窜的两种自修复模式。采用在模拟套管的钢管中浸泡钻井液和使用冲击式造缝仪两种方法,来模拟固井水泥环损伤后形成的气窜通道(即微裂缝和微间隙),用GSN渗透结晶型自修复剂配制天然气井套间气窜自修复液,在XAN-RC封堵模拟实验流程中进行了水泥环损伤自修复模拟试验。结果表明,GSN自修复剂能够自动渗入气窜通道,形成渗透结晶水化产物,密闭固井水泥环的微间隙和微裂缝,有较好的自修复效果,明显提高了损伤水泥环的抗气窜强度。该研究成果对实现气井井口环空气窜的动态即时自修复,保持水泥环封固的可靠性和耐久性,解决气井环空带压问题有重要的工程运用价值。

XAN-SP筛管水平井环空化学封隔器研究

为提高水平井开发效益,解决筛管水平井找水、控水和堵水的技术难题,研制了筛管水平井环空化学封隔器(ACP)。针对ACP材料的触变性、管外填充形状稳定性和封隔强度等3大技术难点,研制了新型XAN-SP环空化学封隔器材料。通过持压强度、流动性和剪切强度试验,评价了XAN-SP浆体的触变性能、胶凝强度和填充形态稳定性;在XAN-RC封堵模拟试验流程中测定了XAN-SP胶塞的封隔强度和膨胀性能;模拟ACP在现场实施的实际工况,设计了三种模拟试验流程,研究了XAN-SP环空化学封隔器技术在现场实施的工艺参数。试验结果表明,XAN-SP是一种触变性强、填充形状稳定性好、封隔强度高的新型ACP材料。现场试验表明,通过模拟试验流程确定的ACP施工参数能够保证现场施工的安全顺利进行。

复杂裂缝产生机理研究

目前的水力压裂理论多数是建立在单裂缝延伸基础之上的,这种假设在大多数情况下都能满足工程实践的需要。随着储层改造复杂性的增加和认识手段的提高,逐渐认识到有复杂的裂缝形态存在,包括转向裂缝、鱼刺状小裂缝、不同方位的多裂缝、同方位的多裂缝及纵向上的多裂缝等。这些复杂的裂缝形态与裂缝尺寸、改造效果及压裂施工的成败直接相关。结合射孔方式、地层特点、地应力结构及裂缝产生的微观过程,阐述了各种裂缝形态的产生条件,从而提高压裂设计的针对性与压裂施工的成功率。

多裂缝防治措施研究

在对某些复杂地层进行水力压裂施工时,常会遇到异常高压及脱砂现象,有时导致施工失败,而多裂缝的产生是这些现象的本质原因。通过大量的调研分析,系统总结了多裂缝的防治措施。主要包括对地层的准确认识、合理的完井措施、合理的施工参数及流体参数、多级支撑剂段塞技术、前置液量的选择、小型测试压裂辅助补孔等措施。

水力压裂横向多裂缝延伸模型

随着储层改造复杂性的增加,研究者已认识到,水力压裂多裂缝现象与早期砂堵、施工压力升高等现象密切相关,但是,目前还没有完整的横向多裂缝模型来描述裂缝延伸压力与闭合应力的同时增加。为此,通过建立计算裂缝端部应力强度因子的不连续位移法,来考虑裂缝轨迹的变化、多条转向裂缝之间闭合应力的相互影响程度;同时结合物质平衡原理与压力平衡原理来描述多裂缝之间的流量动态分流;最后结合裂缝壁面滤失规律的变化、三维裂缝的延伸规律,来模拟不同方位处或同方位处起裂的多条裂缝同时延伸时,流动压力的变化。计算实例表明,与单条裂缝相比,多条裂缝同时延伸时,裂缝净压力升高、裂缝长度变短;不同方位起裂的多个裂缝,由于转向轨迹与应力场的不同,离理想方位越远则流动阻力越大。此模型为现场施工提供了依据。

支撑剂回流研究进展

压后支撑剂回流有很大的危害性。会使近井地带形成瓶颈裂缝,影响压裂效果;影响油气井正常生产;产出砂腐蚀井下和地面设备。在室内实验的基础上,先后提出了通道理论、砂拱说和瓶颈机理来解释压裂砂返吐现象。从室内实验、理论分析和力学角度出发,分别提出了经验关系法、图版法、临界速度法、半力学法和数值分析法来预测支撑剂回流趋势。随着科学技术的发展,相继提出了树脂砂、纤维、热塑薄带、变形颗粒和支撑剂表面增强剂等控制方法。对于支撑剂回流,应该将重点放在控制技术上,研究新型控制技术,降低控制介质对裂缝导流能力的影响。

油井堵水设计方法

油井堵水的成功与否受多因素控制。为提高堵水措施的有效率 ,文中给出了堵水处理的典型步骤 ,具体分析了堵水井选择、出水机理识别、优化设计、施工工艺及配方筛选中应解决的技术问题和解决问题的方法 ,指出温度场模拟在堵剂配方选择中的重要性。采用该套设计方法不但有利于提高堵水措施的成功率和有效率 ,而且也有助于操作者和决策者正确分析堵水措施效果好坏的原因。

支撑剂回流控制技术优化设计研究

包覆支撑剂用来控制压裂井返排和生产期间的支撑剂回流。包覆支撑剂上的包覆层在地层条件下固化,将支撑剂胶在一起,阻止普通支撑剂或者地层砂向井筒的运移以达到控制支撑剂的目的。以最优化理论为基础,以压裂施工的净现值为目标函数,以砂量、砂比和施工排量为决策变量,建立了包覆支撑剂控制支撑剂回流优化设计模型。所建立的优化模型为多元非线性规划,采用优化方法——因素交替法求解。对每个单变量,采用均匀分批试验法求得最优值。依次对每个变量进行优选,就可求得局部最优解。该设计模型不依赖于裂缝几何尺寸模型与产能预测模型,可在保证支撑剂回流控制效果的基础上,从经济角度确定最优的包覆支撑剂量、包覆支撑剂段的砂比和包覆支撑剂段的施工排量等施工参数。采用该模型进行了实例计算,求出最优的包覆支撑剂加砂量为8 m3,最优砂比40%,最优施工排量为3 m3.min-1。计算结果表明,所建立的模型对指导现场施工有积极意义。

井筒协调条件下多裂缝的相继开启模型

长期以来,人们认识到水力压裂过程中存在多裂缝现象,然而对于多条裂缝形成的机理认识不清。通过建立考虑裂缝延伸、井筒内流体压缩性的井口压力升高模型,模拟计算了井口压力升高的过程;同时考虑多条裂缝之间开启压力的差别,建立了多条裂缝相继开启的条件。分析表明,井口压力升高的机理是:由于井底流体不能很快扩散出去,因而在井筒内造成憋压;与此同时,流体在裂缝内流动的延伸阻力与射孔摩擦阻力一起与井底压力平衡。多个裂缝开启的条件是,井底压力的升高程度达到了次级裂缝的开启压力,其内在机理是井口液体的注入能力大于已经开启裂缝接纳液体的能力,多裂缝起裂指数Cm大于1。

树脂砂控制支撑剂回流影响因素研究

为了提高树脂砂控制支撑剂回流的有效率,开展了树脂砂控制支撑剂回流研究。室内实验包括树脂砂回流影响因素、树脂砂回流实验和树脂砂导流能力实验。其中树脂砂回流影响因素涉及到树脂砂固化动力学、流体与树脂砂的配伍性、施工条件和地层条件以及油气井日常作业引起的应力循环对树脂砂性能的影响。影响因素实验结果表明,树脂砂在固化2.5h时其抗压强度即可达到1.3MPa,可满足1MPa的控制支撑剂回流的要求。树脂砂抗压强度随着流体pH值的增加而增大,同时随着树脂损失率的增大而减小,树脂砂抗压强度和树脂损失率之间有良好的关联性;压裂液类型对树脂砂的性能有一定的影响;随着地层水矿化度的增加,抗压强度逐渐减小,但变化幅度不大。泵注时的剪切作用可使树脂砂抗压强度减小,树脂损失率增加。树脂砂强度随着固化温度和固化应力的增加而增大,随应力循环次数的增加而降低。在单应力和多应力回流测试中,树脂砂均未出现回流现象。与不固化时相比,固化状态下的树脂砂导流能力在高应力下有较大的提高,对井产能的影响比较小。现场试验表明,通过采用强碱性携砂液、优化泵注参数、增强树脂砂性能和减小油气井作业引起的井底压力的变化幅度和次数,可提高树脂砂防砂的成功率。