低煤阶应力敏感性机理及其对产气的影响——以二连盆地为例

为研究低煤阶应力敏感性机理,建立双重孔隙介质应力敏感性模型和产气预测模型,基于应力敏感性实验和数值模拟,讨论了应力敏感性对高、低煤阶的产气影响。研究表明:应力敏感性与煤岩微观结构、力学参数、压缩性质有关,弹性模量越小、裂缝压缩系数越大,应力敏感性越强;含裂缝煤岩应力敏感性强于无裂缝煤岩,多次升降压会造成渗透率的不可逆降低;非连续排水会产生地层压力波动,产气量比连续排水时要低,而且应力敏感性越强,非连续排水对产气影响越大;应力敏感性对霍林河地区产气影响大于樊庄地区,针对巨厚煤层、强应力敏感性的特点,可试验直井"分段间接"压裂、顶板"L"型水平井分段压裂以降低应力敏感性、改善渗透性,提高单井产量。

基于改进灰色聚类的钻头优选新方法及其应用

针对长岭气田登娄库组致密砂岩地层硬、研磨性强、可钻性级别高、钻头优选困难的现状,提出以改进灰色聚类法优选钻头。以改进灰色聚类法优选钻头是将同一区块特定层位已使用过的各个钻头作为聚类对象集,评价钻头的各个指标,如钻头进尺、机械钻速、钻头使用时间及钻头成本等作为聚类指标集,再给出聚类标准集后,即可给出各聚类对象对各聚类标准的聚类系数,通过比较聚类系数大小得出钻头类型的优劣。与常规灰色聚类法相比,该聚类结果更加符合实际情况。长岭气田某些层段上实钻资料应用表明,以改进灰色聚类法选择钻头能有效提高钻井速度,缩短钻井周期,降低钻井成本。

测量误差对井眼轨迹不确定性的影响分析

钻井中井眼轨迹参数一般由随钻测量工具测得,凡是测量必然存在误差,现常用井眼测量精度行业指导委员会(ISCWSA)的矢量误差模型来评价井眼轨迹不确定性,但该模型没有就误差源对井眼轨迹测量分量的影响展开详细分析。在ISCWSA误差模型的基础上对误差源表达式进行了建模,并在方位不同的3口二维水平井中分析误差模型中各误差源对井眼轨迹测量分量的影响。研究结果显示各误差源在不同方位、不同井段对测量分量的影响有显著差异,该研究可为进一步有针对性地进行误差修正提供依据。

适用于页岩气井的强抑制防塌高性能水基钻井液体系

威远地区M井区页岩气水平井钻井过程中易出现井壁失稳、坍塌等问题,而采用油基钻井液时钻屑含油量高、难处理,并且环保压力大。因此,以新型阳离子复合抑制剂DY-Ⅱ为主要处理剂,结合优选的封堵剂、润滑剂,形成一套适合于页岩气井的强抑制防塌高性能水基钻井液体系,并对体系性能进行了评价。室内实验结果表明:钻井液体系具有优良的抑制性和润滑性,页岩滚动回收率达99.2%,极压润滑系数和泥饼黏附系数与油基钻井液体系相当;体系在140℃下老化后流变性能稳定,具有良好的抗温性;采用高效铝基微纳米聚合物封堵剂,能够较好地封堵地层微裂缝,提高井壁稳定性;加入20%钻屑后,体系性能稳定,抗污染能力较强。现场试验结果表明,该体系性能稳定,具有较强的抑制防塌能力,施工过程中未发生井下复杂情况,作业顺利,说明该高性能水基钻井液体系能够满足威远地区M井区页岩气井的钻井需要。

基于“S”形井钻具疲劳破坏的钻具设计

在"S"形复杂轨迹井眼中,井眼弯曲会对钻具产生疲劳破坏,从而严重影响钻具的寿命。鉴于此,对"S"形井钻具组合进行力学分析,并计算井眼曲率限制下的最大轴向拉力及复合应力下钻具的疲劳系数,分析及计算结果表明:存在较大井眼曲率的上部井段,在钻具设计时既需要尽量减小疲劳系数,还需考虑到井眼曲率下部钻具的拉力对钻具失效的影响。以南堡3-35井为例对钻压、钻具刚性及钻具组合等进行优化和调整后,可以将钻具的疲劳系数控制在合理范围,使现场"S"形井眼钻具失效事故率大幅度降低。研究结果为"S"形井钻具安全提供了理论和技术支持。

基于蒙特卡洛模拟的井眼轨迹测斜计算方法对比分析研究

井眼轨迹位置不确定性是井眼轨迹防碰和救援井钻井过程中需要考虑的一个重要组成部分。井眼轨迹不确定性误差椭球的大小不仅受各种误差因素(标准偏差)的影响,还取决于井眼轨迹测斜计算方法。本研究基于蒙特卡洛模拟获得了针对不同井眼轨迹测斜计算方法下井眼轨迹误差不确定度的评价方法。在同一口井,以最小曲率法计算的1 m间隔的陀螺仪测斜数据的井眼位置作为被参考值,以最小曲率法、曲率半径法和样条曲线法计算的30 m间隔的磁性测量工具测斜数据的井眼位置作为参考值,用概率统计知识对参考值的不确定度展开了置信区间、分布一致性评估,并与被参考值进行比较,比较结果反映了不同测斜计算方法对井眼轨迹的不确定度的影响,提高了对井眼轨迹位置不确定性的认识。

井底钻压测量数据校正方法研究与应用

钻压测量工具都是基于轴向应变来测量测点处的轴向力,受安放位置、井底压力和井底温度等环境的影响,测量值并非钻头处实际钻压。为此,研制了近钻头钻井多参数测量工具,开展了测量轴向力校正为真实钻压的研究。钻压测量工具测点处的轴向力是各种作用力的综合结果,通过对钻压测量工具测点处轴向力的影响因素及受力分析,得到了获取实际钻压的计算方法。所研究的钻压校正计算方法适用于所有利用应变原理测量钻压的工具。现场试验数据验证结果表明,该方法解决了提取实际钻压的问题,为有效利用井底测量钻压提供了支持。