POR与SANDA程序的测井算法与应用比较

POR程序和SANDA程序都是分析泥质砂岩的常用测井解释程序,它们之间既是一脉相承,又存在许多不同之处。本文主要从泥质含量与孔隙度计算原理及在实际解释中的应用等方面将这两种程序进行比较研究。

Technical Challenges and Countermeasures for Deep Shale Gas Drilling by SINOPEC

Deep shale gas reservoirs being developed by SINOPEC are characterized by significant buried depths, high rock strengths, high temperatures and pressures, multiple layers, low ROPs, prolonged drilling time and prohibitoryhigh costs. All of these factors may negatively affect the economic and effective development of shale gas. Under such circumstances, existing drilling techniques for deep shale gas around the world have been reviewed to highlight technical challenges in deep shale gas drilling in China. With consideration to the previous drilling operations of SINOPEC for deep shale gas, technical solutions for deep shale gas drilling have been proposed with regard to the optimization of casing programs, enhanced drilling, trajectory control, high-density oil-based drilling fluid, cementation for deep shale gas development and other aspects. Some of these research findings have been deployed with great successes in Pingqiao, Jiangdong Block in the 2nd Phase of Fuling Project, Dingshan Block and other blocks with deep shale gas development. Among them, Well JY-74-2HF has had a drilling time of only 54.25d, whereas Well JY-187-2HF has a TVD up to 4024.14m. Relevant research results may provide valuable guidance and references for the optimization of drilling programs andthe enhancement ofdrilling ef^ciency for deep shale gas development.

定向断裂控制爆破下层理页岩的致裂机理

为探究定向断裂控制爆破下层理页岩的爆破致裂机理,采用切缝药包,对四种切缝角度下的页岩立方体试件进行爆破试验,采用数字图像相关技术(DIC)对页岩试件表面应变场的演化过程进行监测,分析了微裂纹孕育至宏观裂纹贯通的内在机理,并基于盒维数理论计算了不同切缝角度下页岩试件表面裂纹的分形维数,采用Matlab软件对爆后块度的筛分方法进行了编程分析,开发了全自动的粒径分析程序,实现了粒径圈定的可视化。试验结果表明:试件在不同比例爆距内的裂纹总密度与比例爆距之间存在负相关的幂函数关系,切缝方向与层理弱面的夹角对微观损伤区域出现的位置影响显著,当层理弱面与切缝方向平行时,损伤区域多集中于层理弱面处,对宏观裂纹的扩展路径影响显著,易于形成单一裂纹;层理弱面处的能量泄漏是造成页岩爆破破碎效果较差的重要因素,当切缝方向与层理弱面一致时,试件爆后的大块占比较高,爆后块度的分形维数平均值在各组间最低,仅为0.7843,而当切缝方向与层理面垂直时,试件的爆后块度分布较为均匀,爆后块度的分形维数平均值达到了2.5233,爆破破碎效果相对较好。

考虑井筒完整性的固井方案风险评价方法

在吉木萨尔页岩油藏开发过程中,压裂导致井筒完整性失效的问题严重,不同固井方案下的失效位置和比例差异较大。为研究固井方案对压裂时井筒完整性的影响,基于该地区固井现状构建了二开特征水平井Ⅰ井和Ⅱ井,分别选取这2口井在一开、二开井段的相同位置及Ⅰ井水泥环与钻井液的固液交界处作为关键节点进行研究。采用有限元软件模拟压裂施工对井筒的影响,明确了压裂时不同固井方案下井筒不同位置处套管和水泥环的应力分布规律,分析了全井筒多节点的失效风险,优选了固井方案。研究结果表明:B环空内是钻井液时油层套管的Mises应力明显大于是水泥环时,损伤风险更大;B环空中水泥环的受力大于C环空,且顶部有较高拉伸破坏风险,底部有较高压缩破坏风险;固井方案Ⅰ相较于方案Ⅱ完整性失效风险低。风险评价及优选结果可为拟压裂井的固完井方案设计提供指导,为优选安全经济的固完井方案提供参考。

黔西地区石炭系页岩气钻井工程难点与对策

黔西地区石炭系地质条件复杂,工程风险和难点多,导致钻探工作面临很大挑战。根据该地区获得的地质资料,结合区内多口页岩气井的钻井工程实践,分析该地区存在以下钻井工程难点:浅表层溶洞、裂缝发育导致钻井漏失严重,打屋坝组目的层泥页岩段井壁易垮塌失稳,气层和裂缝发育层共存,部分地区含硫化氢,安全钻进风险高等。针对以上难点,提出了钻前浅表溶洞工程地球物理探测、“三开”井身结构优化设计、钻井设备优选和优快钻井等技术或方法。最后建议开展石炭系打屋坝组“漏、溢、塌”耦合作用机理研究,形成黔西地区页岩气钻井适应性工程技术体系,为实现该地区页岩气高效勘探开发提供技术支撑。

吉林油田页岩油水平井二开钻井关键技术及应用

吉林油田页岩油主要位于松辽盆地南部长岭凹陷,已经完钻5口纯页岩水平井。由于目的层层理和裂缝发育,造成井壁稳定性差,在施工过程中,存在返砂效率低、井壁易坍塌、水平段延伸困难、摩阻扭矩大等技术难题。针对这些问题,通过井身结构优化、强封堵钻井液应用、高效PDC钻头及提速工具优选、井筒清洁参数优化及压力精确控制等技术攻关,形成页岩油二开长水平段水平井钻井关键技术。应用结果表明:①采用强抑制强封堵高性能油基钻井液能有效封堵裂缝,大幅降低钻井液侵入量,并有效防止页岩膨胀,提高井壁的化学稳定性;②钻井液排量大于38 L/s、顶驱转速大于80 r/min能够保持水平井井筒清洁,节约短起下钻及下套管前通井的时间3 d以上;③个性化PDC钻头配合旋导施工能大幅度提高机械钻速,使井壁浸泡时间缩短30%以上。优化起钻速度使井底压力波动降低52%,进一步提高井壁稳定性;④吉林油田页岩油水平井由三开井身结构简化为二开井身结构,水平段长度提高82.75%,机械钻速提高53.73%,钻井成本降低33%。

涪陵页岩气田瘦身井配套钻井关键技术实践与认识

为提高涪陵页岩气田开发效益,提升钻井效率,降低钻井成本,需采用井身结构瘦身优化设计技术。为满足压裂改造、采气要求,通过建模与数据统计分析等手段,文中提出了2种井身结构瘦身方案,并针对瘦身井钻井配套技术难点,开展了个性化钻头、钻具组合、钻井参数、定向仪器结构4项技术的优化与实践。现场应用表明,井身结构瘦身后,机械钻速显著提高,钻井周期进一步缩短,单井用电量降低37.5%,钻屑量降低19%~39%,每年可减少固体废物上万立方米,降低了油田安全环保压力。该技术可为国内其他页岩气田效益开发提供参考。

川南海相深层页岩气钻井关键技术

川南海相深层页岩气目的层埋藏深、地层温度和地层压力高、岩石可钻性差、优质储层薄,钻井提速与井身质量、页岩坍塌与钻井成本、控时钻进与优质储层钻遇率间的矛盾制约了其高效开发。为此,在借鉴常规页岩气开发经验的基础上,进行差异化的井身结构和井眼轨道设计,采用预弯曲动力钻具组合,优化钻井参数,试验应用垂直钻井技术和气体钻井技术,研制应用高性能水基钻井液,并优化井眼轨迹控制措施,形成了川南海相深层页岩气高效开发的钻井关键技术。该技术在川南地区27口海相深层页岩气井进行了应用,钻井周期缩短了46.0%,优质储层钻遇率达到93.17%。研究结果表明,川南海相深层页岩气钻井关键技术能解决深层页岩气井钻井过程中存在的技术难题,可为国内外类似页岩气的开发提供借鉴。

隆页1HF页岩气井钻井关键技术

隆页1HF井是位于彭水区块的一口页岩气预探井,钻遇地层具有缝洞发育、倾角大、可钻性差等特点,钻井过程中面临易漏失、易井斜、页岩层易坍塌、机械钻速低等难点。通过综合应用近钻头地质导向钻井技术、油基钻井液、双凝双密度水泥浆等,并对井眼轨道、钻头和钻具组合进行优化设计,实现了安全、优快钻进。隆页1HF井全井未发生恶性漏失,大斜度井段机械钻速比相邻地区页岩气井提高32%,储层穿遇率达100%,钻井周期缩短25.68%,固井质量优秀。该井采用的钻井关键技术能够进一步降低彭水区块页岩气开发成本。

涪陵焦石坝区块页岩气水平井钻井完井技术

针对涪陵焦石坝区块地质条件复杂、各向异性大,易导致发生井下故障、钻速慢、钻井周期长及成本居高不下的问题,在分析该区块页岩气钻井完井技术难点的基础上,进行了页岩气水平井钻井工程技术适应性评价,通过对丛式井布井方案、井身结构、井眼轨道设计、优快钻井技术、钻井液技术及页岩气层长水平段固井技术等进行优选及进一步优化,提出了涪陵焦石坝区块页岩气水平井钻井完井技术方案。该技术方案在焦页1-2HF井等17口井进行了现场实践及应用,初步形成了涪陵焦石坝区块页岩气水平井钻井完井技术。应用表明,该技术可显著提高机械钻速、缩短钻井周期,可为涪陵焦石坝区块页岩气规模开发提供技术支持。

纳米油气的结构化聚集成藏假说

提出了纳米油气结构化聚集成藏假说及其验证的工作方案。试图自行设计一套模拟-观察实验装置,通过模拟纳米油气在地下温压条件下的赋存状态和结构特征,来验证和修正所提出的假设,并运用纳米科技的基本原理,对模拟实验结果进行合理解释,以明确纳米油气的赋存状态,阐明纳米油气的结构特征,揭示纳米油气的聚集机制,总结纳米油气聚集成藏模式,最终经过理论提升,形成纳米油气结构化聚集成藏假说理论框架,为纳米油气成藏理论的形成和完善提供依据。

宣页1井钻井技术难点及对策

宣页1井是一口页岩气探井,该井完钻井深2848 m,主要钻遇奥陶系、寒武系等中古生界地层,地层岩性致密,可钻性差,地层倾角大,钻进中遇到许多困难。为此,采取了井身结构优化、优化钻井液性能、钻头优选、优化取心技术及防斜技术措施、应用水力脉冲射流和复合钻进技术等针对性措施,保证了该井的顺利完钻,并大大提高了机械钻速。简单介绍了宣页1井的概况,指出了该井的钻井技术难点,详细介绍了所采取的主要技术措施。

不确定条件下页岩气开发废水管理双层规划模型及应用

页岩气资源的勘探开发已成为近年来能源领域关注度最高的话题之一,并对世界天然气工业和天然气市场产生了显著影响。进一步,作为最为清洁的化石燃料,页岩气资源的开发也将在全球能源低碳化转型中扮演重要角色。在此背景下,可以预期页岩气资源的开发规模将在未来越来越大。然而,需要关注的是,开发页岩气资源并不是一个对环境完全无害的过程。大量研究显示,页岩气资源的开发活动会产生一些严重的环境影响,例如甲烷泄露以及大量的水资源消耗等。在这些众多的环境影响中,与水相关的问题被认为是最根本且对页岩气规模开发而言长期产生阻碍的一个话题。而最佳的水资源管理是应对水资源相关问题的最有效处理措施。本文聚焦于页岩气开发中产出废水的分配与回用等水资源管理问题。进一步,在产出废水的分配和回用过程中,存在大量的不确定性因素,且这些因素会对最终优化结果产生显著影响。因此,本文首先对页岩气开发废水处理与回用流程及过程中的不确定因素进行了详细描述与分析;然后以经济效益和环境效益分别作为双层规划模型的上下两层目标函数,用模糊规划来处理产出废水的不确定性,区间规划处理废水运输、处理、回用中的其他不确定性,进而构建页岩气废水资源管理的不确定双层规划模型;在模型构建之后,基于满意度的交互式算法被用于模型的求解;最后将模型应用于具体算例以论证模型的有效性。研究结果表明:对于每一个钻井点而言,都存在一个主要的产出废水分配和回用方案,且该方案主要受到经济因素、废水处理设施的处理能力以及上下层目标函数的相对位置影响。此外,对于各类不确定性因素的考虑,确实提高了优化过程的客观性,且优化结果与实际也更加相符。进一步,在求解过程中,对产出废水量不确定性的合理容忍可以提高全局满意度,这有助于给出更好的优化结果。最后,通过对比本文建立的双层规划模型和传统的两个单目标模型显示,本文的双层规模模型可以实现在经济效益和环境效益目标之间的权衡,而这种权衡与现实更加匹配。

一种同时反演地层水电阻率和含水饱和度的方法

对于低孔低渗、泥质含量较高的泥质砂岩储层，我们提出了一种新的模型来反演地层水电阻率和含水饱和度。它首先对阿尔奇公式进行了泥质校正和粘土附加导电校正，同时采用变m指数部分补偿了低孔低渗的影响，然后利用得到的模型通过规划求解的方法同时反演得到了含水饱和度和地层水电阻率。计算结果与试油资料的对比证实了该方法的可行性。

应用FTIR分峰程序对页岩油中羰基化合物相对含量测定的研究

页岩油中的羰基化合物分离富集后,用GC-MS定性,在此基础上,对其谱图中的羰基峰,以统计出的参数为初始值进行分峰处理,得到各族组分的相对含量有半定量意义。此方法简单,不但对页岩油中羰基含氧化合物的研究有一定的实际意义,而且可用于其它类似体系的研究。

威远构造页岩气水平井钻井井身结构优化探讨

大斜度、长段水平井是页岩气藏成功开发的关键因素,威远区块页岩气藏成藏条件复杂,钻井过程中漏、喷、垮同存,施工周期长。由于页岩气资源多属于低渗透致密地层,较常规气藏开发难度大,如何优化钻井井身结构、有效减少威远区块页岩气井钻井风险是当前面临的一个难题。在原理论设计的基础上,充分结合实钻资料分析的研究方法,探讨并提出适用于威远构造的井身结构的优化方案。

改进后的SAND2程序计算含气储层的孔隙度方法研究

在含油气的泥质砂岩储层中,密度、中子和声波时差测井曲线受天然气的影响很大,直接通过岩心刻度计算的孔隙度有较大的误差。以校正油气对三孔隙度测井影响为核心思想的SAND2程序在实际应用中很不完善,为此,针对实际地区,对SAND2程序做了4点修改:添加了井眼扩径对测井曲线校正的方法;用岩心刻度方法计算出的泥质含量作为固定值,减少迭代次数;油气密度的估算方法改为Poupon等人提出的计算方法;添加了储层段和非储层段(泥岩)的参数的约束条件。运用该方法编制的处理模块对研究地区的10口井进行了实际处理,经验证能较好解决该地区受气层影响的储层孔隙度计算问题。

四川盆地外缘常压页岩气水平井低成本钻井技术探讨

四川盆地外缘页岩气储层压力系数为0.90～1.20,属于常压页岩气储层,采用高压页岩气钻井技术进行开发,开发成本高。在分析常压页岩气与高压页岩气钻井差异的基础上,分别从井身结构、井眼轨道设计、井眼轨迹控制、钻井液和固井工艺等方面探讨了降低钻井成本的技术措施,提出将三开井身结构优化为二开井身结构,采用"双二维"模型设计井眼轨道、利用旋转导向技术控制二开井眼轨迹、使用低油水比油基钻井液和优化生产套管水泥返高等降低钻井成本的配套技术和措施,以期为实现四川盆地外缘常压页岩气的经济有效开发提供技术支撑。

基于双层规划的页岩油勘探开发投资决策优化方法研究

页岩油作为未来最具有发展前景和最现实的石油接替资源之一,其能否实现规模效益化开发事关能源安全生命线,国内石油企业对页岩油的勘探开发投资力度前所未有。针对页岩油勘探开发投资决策优化问题,考虑到集团公司和各油田分公司共同参与、分散决策、利益诉求不同等特点,提出利用双层规划理论与方法对投资决策问题进行建模:上层规划以经济效益、环境效益和社会效益最大化为目标,获取整体效益最大化;下层规划以利润最大化为目标,获取各油田分公司的最大经济效益。基于模型特点,引入交互式决策方法,设计了基于满意度的交互式迭代算法,并通过算例证明了模型的有效性和可行性,最后进行了基于满意度、目标权重和置信水平的灵敏度分析,解决模型中含有影响模型解的参数问题。研究结果表明,在集团公司和各油田分公司上、下级双重决策作用机制下,所提出的模型可以有效地处理模拟和优化投资过程中以模糊数和随机变量表示的多个不确定性,集团公司总体满意度和油田分公司满意度都有所提升,并且上、下层满意度的差距得以缩小,意味着在保证分公司经济利益的同时,还减少了环境污染,提高了系统整体效益。

宁213井区浅表层环保钻井技术研究

长宁页岩气钻井普遍存在开发环境敏感、地表地形复杂问题,极易发生破坏环境事故。文章通过对长宁页岩气宁213井区的地层电磁法物探剖析,明确地层含水层,依据地层特性优化井身结构,并在易漏地层采用气体钻井的方式、噪音防治措施、优化钻井液体系,配合相应的环保措施,避免钻井施工对环境造成破坏,优化形成了宁213井区浅表层环保钻井施工方案,对长宁地区浅表层页岩气安全生产和环境保护具有重要意义。