利用岩石声发射Kaiser效应求取地应力

在油气勘探开发中地应力是重要的基础数据,测量地应力的方法较多,利用岩石声发射Kaiser效应求取地应力是其中的方法之一。该方法具有简单、直观等优越性。针对准噶尔盆地勘探开发中存在的问题进行研究,首先介绍了利用岩石声发射Kaiser效应测试地应力的基本原理及实验方法,根据弹性力学理论给出了岩石测点处地应力方程;然后应用该方法求取了准噶尔盆地中部区块2口井的地应力大小,并与测井资料处理结果进行了对比,处理结果较为一致。说明利用声发射Kaiser效应确定地应力是一项准确可靠的室内测试方法,分析结果也为该区块的钻井工程设计与施工提供了基础数据。

伊朗Y油田F地层防卡技术

为解决伊朗Y油田在钻进F地层时卡钻事故频发的问题,分析了F地层的地质特征、压力特征和卡钻特征,分析认为,由于F地层裸眼井段存在不同的压力层系,钻井液液柱压力与地层压力之间存在高压差,从而造成了卡钻。根据钻柱与井壁的摩擦力计算公式,提出了防卡技术措施:采用无渗透钻井液封堵近井地层,将钻井液液柱压力与低压地层隔开,阻断压差传递;优化钻井液性能,改善泥饼质量,降低钻柱与井壁的摩阻系数;简化钻具组合,减少钻具组合与井壁的接触面积;分段封堵、控制井眼轨迹和缩短钻具在井内静止时间等配套技术措施。伊朗Y油田的13口井采取该防卡技术措施后,在钻进F地层时没有出现卡钻事故。这表明,采取所提出的防卡技术措施能解决F地层的压差卡钻问题。

Addax OML137区块深水控压钻井技术

Addax OML137区块位于尼日利亚近海,水深约83~496 m,下部井段地层孔隙压力当量密度1.92 g/cm3,破裂压力当量密度2.10 g/cm3,安全密度窗口较窄,约为0.18/cm3。采用常规钻井技术无法钻达目的层,控压钻井技术是针对窄安全密度窗口的有效技术,因此有必要开展控压钻井技术适应性评价与优选,为科学地进行选井、选层、控压方式优选和控压参数设计提供理论依据。文中建立了OML137区块控压钻井适应性评价方法,即＂三步法评价体系＂,主要包括必要性评价、可行性评价、经济性评价。进行了控压方式和系统优选、建立了控压钻井精细流动模型,提出了深水控压参数设计原则和井底恒压设计方法,根据优选的控压系统进行了设备配套,最后在Asanga-2井进行了应用,为以后的控压施工积累了经验。

液动冲击器在川合148井的应用

利用液动冲击器进行旋冲钻井是在常规旋转钻井基础上发展起来的一种钻井新方法 ,它对于硬脆性岩石及可钻性差的地层可大幅度地提高机械钻速。介绍了液动冲击器的结构及工作原理 ,在川西地区合兴场构造川合 148井下部中硬地层的应用表明 ,旋冲钻井可提高机械钻速 2 0 %以上 ,值得在该地区推广应用。

应用随钻地震技术认识钻井地层环境因素

随钻地震技术是国外近年来发展起来的 ,可以预测异常地层压力 ,有利于及时发现油气层 ,是钻井工程中降低风险、提高钻井效率的新手段。介绍了其组成、工作原理及原始数据处理过程 。

有限圈闭复杂沥青质稠油层钻井难点与对策

中东YD油田为海相碳酸盐岩地层,Kazh地层分布着活跃的非均质沥青质稠油,高压并含有酸性气体,为非目的层,需要钻穿并封隔该层后对下部产层进行开发。由于沥青质稠油层分布不均,孔隙压力不确定,对钻井工程造成了极大的挑战。在一期施工中,3口井由于沥青质稠油的侵入被迫工程弃井,未能实现工程目的。针对此世界性难点问题,开展了沥青质稠油侵入机理实验研究、固化剂研制、控压钻井技术应用等一系列配套工艺技术研究,提出了复杂沥青质稠油层安全钻井技术对策,现场应用取得较好的效果。

含寄生管和中心管的套管隔热效果影响因素研究

在冻土层钻井过程中,冻土容易受到钻井液影响而融化。针对该问题,提出使用含寄生管和中心管的套管对冻土层隔热,并应用含寄生管和中心管的套管的隔热效果试验系统分析了影响该套管隔热效果的因素。试验发现,含寄生管和中心管的套管其中间部分可以有效抑制径向传热和轴向传热,使外壁温度稳定在低值,但是两侧接箍部分隔热性能较差,提高了其外壁温度,使得外壁温度按U形轴向分布。通过对环境参数和施工参数进行敏感性分析并进行单因素拟合,发现环境温度、热流体温度和冷流体温度的提高会按线性关系升高套管外壁温度,提高钻井液排量会按对数关系降低外壁温度。根据多因素拟合方程的系数大小,可知对外壁温度的影响由大到小依次为环境温度、冷流体温度和热流体温度。研究结果表明,应用含寄生管和中心管的套管保护冻土层具有很好的可行性,而采取加长中间套管段、改进接箍结构、维持冷流体低温和排量等工程技术措施可显著提升其保护效果。

应用水力空化射流技术提高灰岩地层钻速

水力空化射流技术具有安全、可靠、效果好等特点,在石油钻井中得到了推广应用。针对伊朗Y油田中下部中硬灰岩地层可钻性差、机械钻速低的情况,试验应用了水力空化射流工具。研究了试验油田的地层强度及可钻性参数,优选了水力脉冲空化射流装置和下部钻具组合,优化了机械及水力参数。现场实钻资料表明,水力空化射流工具提高钻速明显,对中硬地层的灰岩具有良好的钻进效果。

沥青质稠油与钻井液重力置换规律与控制技术

Y油田K地层沥青质稠油普遍发育,钻井过程中常出现涌漏同存、压井密度越高溢流量越大的现象。常规刚性井筒理论无法解释此现象。为了验证沥青质稠油和钻井液之间重力置换是否存在和探索影响重力置换的影响因素,最终形成有效的控制方法和技术,采用室内实验、数值模拟和理论研究相结合的方法,开展了沥青质稠油与钻井液重力置换实验和理论研究。研究结果表明:钻井液密度、裂缝宽度和沥青质稠油黏度是影响沥青质稠油置换的主要因素,同置换量分别呈线性、对数和指数关系。同时开展了沥青固化技术、控压钻井技术和随钻丢手封隔技术研究,最终形成了超厚沥青层分程度综合控制技术。现场应用表明,沥青固化技术和控压技术是解决沥青层安全钻井的一条有效途径。

旋冲钻井参数对破岩效率的影响研究

通过理论和试验相结合的方法,分析了旋冲钻井参数对破岩效率的影响及钻井参数与冲击器性能参数间的关系,讨论了石油钻井中常遇到的泥岩、砂岩、灰岩的基本特性参数与冲击器的冲击功和冲击频率的关系,给出了岩石强度、可钻性及硬度与冲击器性能参数的关系。

用测井资料求取钻井基础数据的方法

针对科学化钻井中存在的实际问题，以常规测井资料认识钻井地质环境因素为基础，采用理论研究和现场实践相结合的方法和技术路线．提出了利用常规测井资料求取钻井基础数据的新方法。实践证明，该方法能够快速而准确地实现对钻井地质环境因素的正确认识，并取得了较好的效果。

加蓬G4-188区块钻井液技术难点与对策

加蓬G4-188区块存在表层严重漏失引起基础沉降、UPC井段缩径严重阻卡、LPC和ANG井段垮塌掉块扩径、地层承压能力分布不均引起的井漏等钻井液技术难点。为此,提出不同开次采用不同钻井液体系及不同工程技术措施的技术对策:一开采用加入随钻堵漏材料的高黏高切钻井液;二开采用强包被抑制性钻井液;三开采用抑制防塌钻井液;钻进坍塌掉块缩径井段采取防阻卡和防扩径技术措施;钻至预计漏层前采取防漏技术措施;钻进高压地层时采取控制流变性和膨润土含量的技术措施。这些技术措施在SAWZ-5井、SAWZ-6(2)井和SAWZ-7井的现场施工中取得了良好的应用效果。

岩石力学参数求取方法进展

准确求取岩石力学参数对于制定完善的钻井、完井与油气开发方案和技术措施,降低作业风险具有重要的作用。介绍了两种求取岩石力学参数的方法,即实验室试验法和测井资料法,其中由于测井资料的获取相对容易, 且表征地层的信息连续,因而得到了广泛应用,给出了利用测井资料求取岩石弹性参数和强度参数的基本公式,对钻井与开采过程中由于泥页岩水化和岩石环境的改变对岩石力学参数的影响进行了详细的分析,找出了其变化规律,并给出了相应的求取岩石力学参数的数学模型,丰富和完善了岩石力学参数求取方法,指出在求取地层坍塌压力、地应力等参数及制定技术措施和技术方案时,应当应用当时地层条件下的岩石力学参数值。

巴西BM-C-33区块深水优快钻井技术研究与应用

BM-C-33区块位于巴西Campos盆地,水深2 600~3 000 m,钻井设备要求高;盐膏层厚度200~2 000 m,井身结构复杂;石英含量高导致硬地层机械钻速慢,窄密度窗口地层漏喷严重。由于深海油气田钻井风险高、开发成本大,迫切需要进行优快钻井研究降低开发成本。文章通过优选钻井平台等装备,确保了钻井作业效率和安全。通过优选钻井液体系及优化井身结构,解决了盐岩层蠕变和海底低温条件下易形成水合物的难题。利用涡轮+孕镶钻头等高效破岩技术,解决了盐下硅质碳酸盐岩(Lagoa Feia A组)可钻性差的问题。采用精细控制井底循环当量密度并配合有效的堵漏技术,解决了盐下碳酸盐岩储层Lagoa Feia B和C组的密度窗口窄的难题。巴西BM-C-33区块的应用结果表明,优快钻井配套技术大幅降低了钻井周期和成本,可以为国内深水钻井施工提供借鉴。

准噶尔盆地中部区块地应力求取研究

介绍了古地磁测试结合差应变分析确定地应力参数的基本原理以及分析方法。应用该方法求取了准噶尔盆地中部区块最大主应力的方位角(最大主应力的方位角为175°-185°),与地层倾角测井资料进行了对比,结果较为一致。这说明古地磁测试结合差应变分析确定地应力是一项准确可靠的室内测试方法,同时分析结果也为该区块的钻井工程设计与施工提供了基础数据。

基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力求取方法

碳酸盐岩地层具有非均质性强、孔洞与裂缝发育和岩石骨架刚度较强的特点,以正常压实理论为基础建立的地层孔隙压力求取方法不适用于碳酸盐岩地层,为此,进行了碳酸盐岩地层孔隙压力求取方法的研究。碳酸盐岩岩样声速试验和理论分析发现,不同孔隙压力下的碳酸盐岩纵波速度变化主要是由孔隙流体纵波速度变化引起的。利用小波变换法提取和放大孔隙流体纵波速度小幅波动对岩石纵波速度的影响关系,确定碳酸盐岩地层的异常压力层,并与实测地层孔隙压力数据相结合,建立了碳酸盐岩地层孔隙压力预测模型,形成了基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法。应用实例表明,基于流体声速的碳酸盐岩地层孔隙压力预测方法可以预测碳酸盐岩地层的孔隙压力,误差小于15%,满足工程要求,为碳酸盐岩地层孔隙压力预测提供了一种新方法。

油气开采中岩石力学参数变化规律试验研究

应用三轴应力试验装置 ,在模拟不同地层条件下的石油开采过程中 ,进行了大量的岩心试验 ,应用统计理论方法分别找出孔隙压力、含油水饱和度对岩石性质的影响规律 ,建立了特定地层条件下的岩石力学特性动态计算模型。结果表明 ,杨氏模量、抗压强度、比奥特系数与有效围压的关系均为幂律指数型 ;杨氏模量、抗压强度与含水饱和度的关系均为对数型。

川东北地区高陡构造井壁失稳原因及对策

川东北地区是中国石化的重点区域,由于高陡构造带地层岩石破碎、地层倾角大、地层各向异性强,井身质量差和机械钻速低是该地区钻井工程突出的问题;从理论上探讨了高陡构造井壁失稳、井下复杂的机理,针对川东北地区高陡构造的地质特征,分析研究了防止井壁失稳的各种措施,对该地区井身质量和钻井机械效率的提高具有一定的指导作用。

中东灰岩地层压差卡钻控制工艺技术

位于中东地区的伊朗雅达油田是中石化在海外的重点作业区块,其下部Fahliyan地层属于灰岩地层,高低压共存,裸眼段长,在该地层小井眼钻井过程中经常发生压差卡钻,严重的影响了钻井进度。为了解决这个问题,文章在对地层特性、压力特性详细分析的基础上,针对引起压差卡钻的原因进行了逐项分析,采用了非渗透钻井液技术来隔离压差,采用润滑剂来降低黏附性,采用固控技术来减少黏附面积,同时优化钻井工艺。整体配套技术在现场实施后效果明显,后面的13口井没有一口发生压差,同时四开钻井周期缩短50.8%,取得了良好的技术和经济效益。

临界井径计算分析与工程应用

针对钻井过程中松散砂岩、易水化泥页岩等地层易发生井下井径扩大、缩径甚至卡钻等复杂问题,提出了临界井径的新概念,采用了理论分析与现场模拟等方法,研究了其形成原理、影响因素。建立了临界井径反映井壁受钻井液冲刷的相关规律。为了定量描述井壁受冲刷的程度与井眼变化态势,定义了井壁冲刷系数,并用其来反映在特定钻井液流变参数与钻井液排量联合作用的情况下钻井液对井壁冲刷能力的大小。针对不同地层井壁对冲刷能力的不同需求,提出了基于井壁冲刷系数的钻井液流变参数与排量优选的理论及工程应用方法,并在钻井设计与优化施工中得到了广泛地应用。结果表明,基于临界井径的钻井液流变参数与施工排量优化理论,为钻井液流变参数与施工排量的设计与实施优化提供了一种可行的技术方法。