裸眼分段工具高温高压性能稳定性评价实验

针对现有的井下工具测试系统不能模拟高温高压泥浆条件下工具稳定性测试的问题,研制了高温高压井下工具性能稳定性评价装置。该装置具备温度200℃、压力105 MPa,在多种流体介质中开展工具性能测试的能力。利用该装置,模拟井下工具在油基泥浆里的下入过程,设计开展了胶筒在油基泥浆中的高温高压老化腐蚀和分段工具的密封稳定性两个实验。结果显示胶筒在高温高压下发生膨胀,但整体膨胀的尺寸相对较小,不影响工具下入;实验后胶皮表面光滑、无开裂无鼓包;分段工具保压10 d,无压降。经XX001-H6井裸眼多段酸化施工应用,温度176℃,压力97.32 MPa,封隔器密封可靠、滑套性能稳定。本实验方案的顺利实施为高温高压工具稳定性实验提供了新的技术思路。

天然气钻井在川西地区的实践与认识

近年来,中国石油西南油气田分公司川西北气矿先后在川西地区平落19等5口井实施了天然气钻井,实践的数据和结果充分体现了天然气钻井的优越性,取得了良好的勘探效果,并创国内天然气钻井多项新水平。实践表明,天然气钻井是比较容易进行的,但必须具备一定的地质条件,而且要精心制定工艺流程并正确实施。通过几口井天然气钻井的实践,进一步加深了对天然气钻井的理解和认识,积累了不少经验,但同时也发现了几个应当引起重视和解决的技术问题①天然气钻井开始时间的选择;②空气螺杆从何时开始使用;③终止天然气钻井时机的选择等。

白马庙气藏水平井加砂压裂工艺技术研究与应用

通过对白马庙气藏水平井储层特性、伤害程度、产层段改造难点等的研究与认识,结合了将水平井与无限导流裂缝的物理模型相结合而获得的预测压裂水平井产能的简单方法,有针对性的筛选了适合该气藏水平井的加砂压裂增产工艺技术,即对施工井产层段的施工规模、压裂液体系、用砂强度等进行了优化,成功地实现了提高产能的目的,为下一步该气藏丛式井压裂设计提供了参考,也为该地区实现经济效益开发提供了新的技术手段。为四川乃至全国低渗、低孔砂岩气藏水平井的高效开发提供强有力的技术支撑,具有广阔的推广应用前景。

四川盆地双鱼石区块深井钻井井斜规律研究

针对双鱼石区块井斜控制问题,考虑钻头与地层互作用、地层倾角、井斜角、地层各向异性指数、地层自然造斜力、钻头侧向力,综合建立了钻头侧向力模型,根据不同影响因素探讨了井斜变化规律,通过实钻资料验证了模型的正确性。结果表明,与常规钻井方式相比,空气钻井条件下地层自然造斜力增加,且增加幅度较大。随着地层倾角增加,地层自然造斜力增加。随着井斜角的增大,钻头综合侧向力减小,在空气钻井中和常规泥浆钻井中,钻头综合侧向力均存在零值平衡点。随着地层各向异性指数的增加,地层自然造斜能力增大导致井斜角增大。结合理论研究,通过钻具组合优化、钻井参数优选提出井斜控制措施,将该区块深层易斜地层井斜角降低至0.50°~1.15°,机械钻速提高了40%~85%。研究结果可为超深层井斜规律的研究和高效控制提供重要的参考和指导。

裂缝性致密储层钻井完井液漏失损害带模拟

裂缝性致密储层钻井完井时,钻井完井液固相及其滤液板易侵入储层,使近井地带渗透率下降,影响油气井产能。以九龙山构造珍珠冲组致密砾岩储层为研究对象,基于双重连续介质模型,建立了钻井完井液在裂缝网络中的径向溶质运移数学模型,通过有限差分法求解,确定了不同时间下距离井筒不同位置的钻井完井液无因次浓度分布剖面,定量评价了钻井完井液的漏失损害程度,并通过压力恢复试井解释以及钻井完井液动态损害评价实验对模拟结果进行了验证。模拟结果表明:钻井完井液的侵入深度随井漏时间的增加而增加;漏失损害带半径约为17 m,表皮系数为7.50,试井解释及室内实验结果同数值模拟结果的相对误差均小于10%,证明了模型的可靠性。

深井超深井裂缝性地层致密承压封堵实验研究

深井超深井裂缝性地层钻井过程中极易发生钻井液漏失,桥接堵漏材料形成的裂缝封堵层在高温、高压、高地应力等复杂环境下失稳破坏加剧,导致堵漏成功率和裂缝封堵效果难达预期。基于多级多粒桥接堵漏的思路,以川西地区双鱼石区块超深井钻井常用的WNDK-1型架桥材料和耐高温橡胶颗粒为研究对象,系统开展了高温老化环境下堵漏材料性能评价与裂缝封堵模拟实验。实验结果表明,在150℃钻井液中老化24 h后,WNDK-1型刚性材料的粒度分布未产生明显变化,摩擦系数最高降低1.89%,抗压强度降低1.15%;橡胶颗粒的粒度分布D90值增加3.55%,摩擦系数增加1.59%,抗压强度保持不变;将刚性材料、弹性材料和纤维材料以适当浓度与钻井液复配并进行裂缝封堵,形成的封堵层承压能力普遍高于13 MPa,且封堵层具有低孔低渗特征;观察封堵失稳后裂缝内封堵层结构形态可知,高温老化环境下多级多粒桥接堵漏形成的封堵层主要发生摩擦/复合失稳和剪切错位失稳。

川西地区钻井盐水侵危害机理及其应对措施

川西大兴场构造雷口坡组存在复合盐水,在钻井过程中盐水侵易造成钻井液改性、井壁失稳、卡钻、井漏等复杂工况。经过水分析得出盐水以含钠、钙、镁离子为主,实验测试了三种离子不同浓度对钻井液塑性黏度、表观黏度和动切力的影响规律:钠离子污染情况下三种性能先升高后降低;动切力降低后又反复波动,钙镁离子导致三种性能均不同程度升高,是由于正电荷压缩双电层导致分散度降低,先呈絮状后局部结团,而单、双价离子库仑力不同导致压缩程度不同,使宏观效果不同。通过DS001-X1井、DS001-X4井钻井过程中发生的卡钻、井漏情况揭示了垮塌层位的多样性,结合实验分析了盐水侵的危害机理主要有:压差卡钻、滤饼失水增加、上部井壁垮塌造成卡钻以及大压差下的水劈作用引发井漏。针对钻井液伤害机理改进了钻井液配方并提出使用两种除钙镁离子添加剂提高了抗钙镁离子能力;针对钻井危害机理制定了对应压井措施并在大深001-X4井成功实施,亦验证了理论分析的准确性,为后续大兴场构造钻井难点突破奠定了基础。

机械—射流破岩耦合特性研究

在现代旋转钻井破碎井底岩石中仍是以机械破岩为主,理论与实践证明,射流辅助破岩是提高钻井破岩效率的重要途径,但它们的耦合特性研究极少。文章基于渗流场与应力场的耦合理论分析,进行了机械与射流破岩耦合特性的实验研究。结果表明:射流压力和水楔作用对岩石渗流场、应力场具有重要作用,耦合作用比非耦合作用的破岩效率有较大幅度的提高。在实验条件下,砂岩的耦合作用提高破岩效率40%左右,灰岩的耦合作用提高破岩效率20%左右。

川西南部沙湾组-峨眉山玄武岩井段井壁失稳机理分析及应对措施

针对川西南部地区沙湾组、峨眉山玄武岩存在严重井壁失稳、垮塌卡钻复杂频繁的难题,结合岩石失稳机理分析及现场工况分析,优选出一套适用于该井段的强抑制、强封堵型钻井液体系。该体系的滚动回收率达99.98%,FLHTHP为3.6m L,FL′HTHP为4.8 mL,FL砂床为4.4 mL。并设计了专项封堵段塞,制定了封堵段塞施工工艺。钻井液配方为:(0.5%～2.0%)土+(0.5%～1.5%)PAC-LV+(5%～6%)SMP-3+(2%～3%)JNJS-220+(0.3%～1.5%)NaOH+(1%～3%)FT+(0.1%～0.3%)聚合醇+(0.4%～1%)CQ-SIA+(6%～8%)WND+(5%～10%)有机盐+3%超细碳酸钙+重晶石。认为应提高随钻堵漏能力、增强泥饼井壁吸附性及黏弹性、在井壁上形成一层具有防渗透和防冲刷能力的封堵层,减缓井下机械碰撞、钻井液冲刷、应力激动对岩层的二次破坏。

孔隙压力精确预测方法及其在九龙山地区的应用

四川盆地川西北地区九龙山构造具有多套产层,纵向上存在多套压力系统且含有异常高压。因地层孔隙压力预测不准确导致的井下复杂与事故(井漏、井涌、溢流、卡钻),给该区的安全、快速钻井施工带来了很大的困难。为此,基于九龙山地区已完钻井的测井资料,在常规孔隙压力预测模型的基础上,运用切比雪夫逼近原理建立最佳一致逼近的多项式模型对实际地层孔隙压力进行多次逼近,通过确定最佳值一致逼近多项式的关键系数,进而建立起了具备地质构造特点的地层孔隙压力精确预测模型。应用结果表明,这种全新的预测方法建立的地层孔隙压力剖面具有相当高的吻合率,成功实现了对九龙山构造异常地层压力的精确预测。

气体钻井技术在九龙山地区的应用

四川盆地九龙山地区钻进时机械钻速低,部分深井平均机械钻速仅1.53m/h,严重影响了勘探开发效益。气体钻井技术是当前提高机械钻速的最为有效的方法之一,曾在川渝地区其他构造上取得较好的提速效果,但它的应用要受到地质条件约束。利用测井资料对井壁稳定性、地层流体侵入等问题分析,评价九龙山气体钻井的可行性,结合气体钻井先导试验,确定了适合气体钻进的井段。在后续的实践过程中形成了气体钻井提速配套技术方案,广泛地应用于九龙山地区。目前,在该地区利用气体钻井技术以6.6%的时间就可完成48.28%的进尺,并在提高单只钻头进尺、节省钻头用量方面起到了显著的效果。

九龙山气田钻井成本受控管理方法探索

面对九龙山气田钻井成本在2006年以来连续5年上涨的现实,目的是通过九龙山气田钻井成本受控管理方法的探索,将持续上升的钻井成本管理置于受控状态。确定钻井成本受控目标。按成本受控目标进行静态三级预警,跟踪钻井全过程按成本受控目标进行动态三级预警。按钻井工程工艺工序从钻井技术控制钻井成本:以钻前工程提速为抓手,为控制钻井综合成本助力;以加强技术控制为重点,实现了事故复杂率降低8%的目标;以加强施工过程控制为重点,减少组织停工;以加强技术与经济相结合为切入点,实现投资成本受控。在九龙山气田钻井成本受控管理方法的探索过程中,以钻井成本目标控制为引领;通过钻井过程中的技术与经济双控方法,形成按成本受控目标的静态三级预警和跟踪钻井全过程按成本受控目标进行的动态三级预警互动管理,控制了九龙山气田钻井成本在2006年以来连续5年的上涨势头,钻井区块成本下降8.41%,实现了钻井区块成本下降受控的局面。

天然裂缝对油藏开采特征的影响

在低渗透油田开发过程中,天然裂缝直接影响了地下多孔介质中流体的流动和低渗透油田的开发效果。文章利用数值模拟的方法,计算了低渗透油田面积注水条件下存在天然裂缝时的开发效果,分析天然裂缝裂缝密度、方位、长度、导流能力对油藏开采特征的影响。研究结果表明:随着裂缝密度增加,采出程度越高;与主流线方向平行的裂缝,容易造成注入水突进,见水时间早,无水采收率低;裂缝长度越长,增加了低渗透油田的渗透性,有利于提高采油速度;在相同裂缝方位的情况下,采出程度随裂缝渗透率的增加而减小,减小程度随裂缝的增加而增加,平行于主流线方向裂缝采出程度的减小幅度大于垂直于主流线的裂缝。在低渗透油田开发设计时,应合理的判断、考虑和利用天然裂缝以提高原油采收率。

龙岗西地区首口非常规超深井钻井技术

龙岗61井是四川盆地龙岗西地区第1口非常规超深井,完钻井深6 618 m。侏罗系地层井壁稳定性差,纵向上压力系统复杂,深部海相地层H2S含量超过30 g/m3、同时存在异常超高压CO2气层和盐水层,井底压力超过110 MPa、温度在150℃以上。为此,龙岗61井采取了如下钻井技术措施:采用6开制非常规套管层序封隔不同复杂层段,有效预防和控制井下地质风险;在蓬莱镇—沙溪庙组易漏地层应用空气钻井防漏治漏、防斜快打;对自流井组和须家河组强研磨性地层优化钻头设计,并在小井眼段进行PDC钻头提速试验;优化抗高温聚磺水基钻井液,使之具备较强的抗高温、抗盐及抗钙污染能力。实践表明,龙岗61井非常规超深井钻井技术不仅有效解决了复杂地层所带来的钻井难题,实现安全快速钻至目的层,而且还在川渝地区超深井钻井技术上得到创新,形成了一套较完整的非常规超深井钻井技术。

基于层次分析法的油气井工程人才胜任力评价模型探究

当前,国际能源情势动荡,我国石油工业面临十分严峻的挑战,对油气井工程人才胜任力提出了更高要求。为进一步发展石油行业,促进技术升级,本文从“知识”“能力”和“素养”三个层面构建了油气井工程人才胜任力模型。基于层次分析法,确定油气井工程人才胜任力评价指标,以期为我国油气井工程人才培养和选拔提供有益参考。