高石梯—磨溪区块探井钻井提速配套技术及其应用效果

为了加快四川盆地高石梯—磨溪区块天然气勘探进程,迫切需要提高探井钻井速度。为此,分析了该区块钻井周期长、机械钻速低的原因并研究了提速技术手段,经过2年的现场试验,逐渐形成了一套适合该区块工程地质特征的震旦系探井钻井提速配套技术:①优化井身结构,不仅充分发挥了提速技术的应用,还可满足后期完井作业对井筒完整性的需要;②以高效、个性化PDC钻头为主配合KCl聚合物钻井液技术,快速钻过上部大尺寸井眼段,缩短了钻井时间,螺杆+转盘配合PDC复合钻井技术已成为该区块深部地层提速的有效技术;③以封隔式尾管悬挂器为主体的防气窜配套工艺技术,解决了"喇叭口"窜气问题,固井质量整体提升。2013年,高石梯—磨溪区块震旦系完钻11口井,平均机械钻速3.02m/h,同比2012年提高16.78%,钻井周期从192d缩短到166d,实现了震旦系深井的优快钻井,为加快该区块天然气勘探步伐提供了强有力的技术保证。

提高川渝地区钻井速度的对策

针对川渝地区因地质复杂而造成机械钻速慢、周期长、成本高的难点。川渝石油工作者一直致力于提高机械钻速的研究、实践,取得了显著成效,机械钻速大幅提高。但是,随着川气出川的需要,要求加快勘探开发的进度,现有的机械钻速仍不能满足当前形势发展的需要。对此,文章结合川渝地区复杂地质特点和近年来发展完善的钻井新技术,提出了在搞好现有成功技术推广应用的基础上进一步提高川渝地区钻井速度的新思路。

PDC钻头泥包原因分析及对策

为满足快速钻进的需要,钻井工程现场越来越多地使用PDC钻头,提高钻井速度,减少起下钻次数,避免掉牙轮等复杂事故,但在应用中经常有PDC钻头泥包的现象。在分析泥包原因的基础上,从改善钻井液性能、改变钻井参数、精心操作等方面,提出了预防PDC钻头泥包的技术措施,有助于解决PDC钻头泥包的问题。

川东北地区恶性井漏处理技术探索

川东北地区复杂恶性井漏主要包括大裂缝或溶洞井漏、长段低压地层井漏等。恶性井漏虽只占井漏次数的 10 %～ 2 0 % ,其损失却占井漏总损失的 5 0 %以上。文章对川东北地区恶性井漏的类型和处理技术进行了总结 。

页岩气地质工程一体化导向钻井技术

为最大限度地挖掘页岩储层潜力,提高水平井勘探开发效果,研究应用了页岩气地质工程一体化导向钻井技术,包括:在深化页岩储层认识和准确预测"甜点"的基础上,建立了精细三维地质模型;根据三维地质模型提取的地层参数进行井眼轨道优化设计;采用储层预测技术,落实目的层微构造变化,从而为水平段井眼轨迹预测提供地质依据;采用地质目标跟踪及轨迹调整技术,准确预测井底钻头位置,估算真实地层倾角并实时修正地质模型,确保井眼在储层中合理位置延伸。地质工程一体化技术在四川盆地NH2-4井进行了应用,确定水平段位置距优质页岩底界35.00m,校正真实地层倾角为6.48°,实时修正地质模型并调整井眼轨道设计参数,实现优质储层钻遇率94.5%。研究结果表明,页岩气地质工程一体化导向钻井技术,为页岩气开发提供了实用可行的集成技术。

我国21世纪天然气商机研究及其展望

随着世界经济的迅速发展,人口急剧增加,能源消费不断增长,温室气体和各种有害物质排放激增,人类的生存环境受到了极大的挑战。为此,提出要拓展天然气应用必须解决如下问题:在充分调研和科学分析的基础上,建立一套能够兼顾国家、企业和消费者利益,鼓励使用清洁燃料,促进天然气市场发育的上下游价格形成机制。加大政府对天然气管网基础设施的政策扶持。逐步放开天然气的开发利用市场,鼓励外资及其他私有资本的进入;鼓励竞争,发展多个供应商和经销商,建立竞争有序的市场机制及环境;对开发商、投资者与用户提供不同的优惠政策,吸引投资,鼓励消费,尽快地形成规模市场,使项目进入盈利的良性循环。把加快天然气的开发利用作为一项系统工程,统一规划,促进上、下游的协调发展。大力提升天然气的产业地位,缓解国内能源消费对石油需求的压力;打破管输、地方配气等垄断经营,促进天然气下游竞争性市场发育;鼓励天然气替代石油,积极发展天然气汽车、家庭供应和空调燃料天然气化,城市民用燃料天然气化。

井壁失稳风险的可靠度理论评价方法

国内外学者针对井壁稳定的问题已经开展了较为深入的研究,建立了多种经验模型、解析模型和数值模拟方法,但针对输入参数的不确定性及其对井壁稳定分析结果影响的研究则较少、认识尚不明确。为此,以井壁稳定力学解析模型为基础,结合可靠度理论下的一次二阶矩方法,建立了基于可靠度理论的井壁失稳风险评价方法,研究了不同钻井液当量密度下的井壁稳定可靠概率,并考察了参数不确定程度对井壁稳定分析结果的影响规律。研究结果表明:①井壁稳定输入参数的分布规律基本满足正态分布,变异系数越高,则样本数据的不确定性越强,对井壁稳定分析结果的影响将更加显著;②随着钻井液当量密度的增加,井壁垮塌的概率逐渐降低,但井壁被压漏的概率也逐渐增加,在井壁坍塌和破裂可靠概率曲线交点以下能够找到一个合适的安全窗口;③各地质因素不确定性对井眼稳定的影响顺序为:地应力>孔隙压力>岩石强度。结论认为,在井壁稳定分析中准确确定地应力的大小、降低其不确定程度的影响,可以提高井壁稳定评价的准确性。

中短半径水平井弯曲井段套管受力分析

套管柱在高井[曲率的水平井弯曲井段将产生较大弯曲应力和较大的径向变形,有可能导致强度破坏和变形失稳。为了研究套管在弯曲载荷作用下的应力分布及变形情况,采用三维实体单元,运用有限元方法建立了中短半径水平井弯曲井段套管的计算模型,分析了三种不同外径尺寸的套管在一定围压和不同弯曲载荷作用下的最大径向变形量和最大等效应力值,并分析其随井[曲率的变化规律。计算表明,井[曲率增大,弯曲井段套管的径向变形和应力也随之增大;同一井[曲率下,外径较大的套管,径向变形和应力也较大。通过研究,对高井[曲率下中短半径水平井弯曲井段套管柱强度设计提供了理论依据。

空气钻井地层出水限定值的探讨

采用空气钻井时,经常会遇到地层出水的情况,大多认为在出水量达到5m3/h就应该转化成雾化钻井或其它方式钻井,更有甚者认为出水量大于2m3/h时就应该转化。事实上不同的地层岩石特性不同,对于地层出水的限制也应该不同,所以应根据裸眼井段的地层岩性、井壁稳定性、裸眼井段是否有漏失层等条件而定。

低密度条件下井眼稳定问题的探讨

钻进中井眼的稳定一直是钻井工作者十分关注的问题 ,在引用井眼失稳研究成果的基础上 ,分析了降低钻井液密度的可行性。在某些地区某些构造上的某些井段 ,井眼失稳主要原因是泥页岩水化膨胀造成的 ,采用空气、泡沫、充气等低密度钻井液钻进不但可以防止井漏 ,而且还可以缓减地层垮塌。

组合钻具造斜率的回归分析及其应用

应用逐步多元回归方法,对转盘钻多稳定器钻具组合造斜率进行回归分析,建立已钻成定向井所在构造的造斜率的回归方程。在对已钻4口定向井进行回归后,得出一些实用的新认识。本回归分析方法还给出了造斜率预测值的变化区间,达到了对造斜率的定量控制,解决了以往单凭调节钻头侧向力的大小来试调造斜率大小的不尽人意的问题,避免了轨迹控制中由于不能预知入井组合钻具的造斜率而带来工作中的被动性和盲目性。作者编制的实用PC—1500计算机和IBM PC计算机逐步多元回归程序,既可适用于室内计算,又能满足现场施工技术人员的需要。对靶区范围小的大斜度井、救援井、双靶点或多靶点定向井、丛式井都能准确地控制造科率的大小和钻达靶区。本方法具有重要的实用价值。

四川油气田推广欠平衡钻井的可能性与必要性

介绍了四川早期的欠平衡钻井实践 ,分析了四川开展欠平衡钻井的可能性与必要性。指出目前在四川地区开展欠平衡钻井 ,应根据四川的实际情况 ,做到少投入 ,见效快。同时 ,提出边喷边钻、控制井口回压和调整钻井液密度等工艺技术 ,正是目前四川开展欠平衡钻井的主要方式。

污染场地原位立体防渗阻隔措施浅析

文中对某污染场地原位立体防渗阻隔措施进行分析,通过对原位立体防渗阻隔应用技术的研究,为其他类似污染地块修复治理提供参考。该项目相关技术已申请国家实用新型专利、青岛市建筑工法,具有较好的经济、社会效益。

一种有效的水力程序设计

在过平衡压力条件下钻进时,增大钻头比水马力能提高机械钻速,但同时泵液力端及高压循环系统易损件及油料费用也随之增加,且动力及传动装置使用周期减短,钻具损坏也频繁。因此,水力参数设计原则是增大钻头比水马力后,提高机械钻速所获得的效益必须大于或等于因水力能量的增加而导致的费用增量、文中介绍了按此原则进行水力程序设计的方法。

盐下复杂压力系统超深井的非常规井身结构设计——以四川盆地五探1井为例

五探1井是部署在四川盆地东部达州—开江古隆起上的一口风险探井,主探寒武系、震旦系,设计井深7 570 m。该井志留系以下地层的地质不确定性强、风险度高,寒武系可能钻遇大段膏盐层、纵向上压力系统复杂、预测井底温度达到175℃、井底液柱压力超过140 MPa并含有硫化氢等,给井身结构设计带来了很大的挑战。为此,借鉴国内外盐下超深井钻井的成功经验,在分析钻井工程面临的难点和风险的基础上,结合该井的压力系统特点、膏盐层蠕变特性,优化设计井身结构,并进行了现场应用。结果表明:(1)基于裸眼段防漏、防喷和防压差卡钻等约束条件,确定井身结构必封点5个、套管层次6层;(2)压力衰竭的石炭系岩性致密,压差卡钻和漏失的风险低,可以不做为必封点;(3)为寒武系膏盐层专门设计一层套管,以实现盐层专打,套管抗挤强度160 MPa预防挤毁;(4)五探1井安全钻达设计地层,完钻井深为8 060 m。结论认为,为实现川东地区盐下安全钻井而确定5个必封点、六开非常规井身结构是合理的,该井的成功完钻为上述古隆起后续深层天然气钻探提供了经验和借鉴。

四川气井钻井技术

四川石油管理局一直致力于深井天然气井的钻探与开发 ,在四川盆地面积约 18× 10 4 km2 的范围内探明一大批含气构造 ,同时形成了一套完整的深井气井钻井配套技术。近年来 ,先后在中国境内的塔里木、青海、长庆、辽河及国外的泰国、伊朗、哈萨克斯坦等油气区进行以钻井为主的工程技术服务 ,在实践中逐步完善了气井钻井技术。文章在分析四川碳酸盐岩储层地质特点和钻井难点的基础上 ,简要而全面地介绍了四川碳酸盐岩地层压力预测、深井钻井、深井测试、油气层保护、井控、井漏的处理等方面的天然气井钻井技术。

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。

欠尺寸稳定器环空流场特性模拟

欠尺寸稳定器在页岩气导向钻井中具有控制井眼轨迹、降低摩阻/扭矩、减少钻具阻卡的风险和改善井眼清洁状况等多重作用,但欠尺寸螺旋稳定器作用下的环空流场特性和作用机理并不完善。为此,采用时均紊流黏性模型法和Realizable k–ε湍流模型,对欠尺寸螺旋稳定器环空流体流动特性进行了数值仿真模拟。模拟结果表明,在稳定器环空入口段的环空流动较稳定,靠近稳定器位置开始出现扰动;在稳定器环空中下游(稳定器外侧和出口段)环空流速、总压力和动压力的分布均出现了3个轴对称的流动区域,该流动区域的形成、发展和分布规律基本呈螺旋状,这种螺旋流动状态有利清除井壁岩屑床;而且该段流场涡量较大,流动迹线的发展也极不规律,即稳定器的螺旋结构导致流体发生绕流,绕流时形成了大量的漩涡流动,伴随产生了较大的动压力,而动压力诱发的激振力会加剧钻柱的振动。

?244.5mm套管长圆螺纹接头有限元分析

基于虚功原理和变分原理,建立了套管螺纹与接箍螺纹弹塑性接触的有限元分析方法,在该方法的基础上建立了?244.5mm(95/8in)套管长圆螺纹接头的有限元力学分析模型,研究了预紧力、轴力、内外压力、弯矩和扭矩等载荷的施加方式,并模拟分析了长圆螺纹接头在3种典型工况(模拟上扣、模拟下套管、模拟旋转套管)下螺纹牙齿的接触压力、位移场和应力场分布规律。研究结果表明:3种典型工况下螺纹牙齿的接触压力、位移场和应力场分布规律基本一致,长圆螺纹接头前4颗牙齿的Von Mises应力和接触压力都最大,在其余牙齿上的Von Mises应力和接触压力分布比较均匀,出现了明显的应力集中区域,将导致螺纹连接在应力集中部位容易失效。

弯接头对测斜的影响及校正

用解析几何的方法，推导了由弯接头引起的井斜、方位测量误差的计算式。计算了常用弯接头在不同井斜条件下对测量方位带来的最大误差，同时给出了利用实测数据计算井眼真实井斜和方位的公式。