不同渗透率灰岩裸孔注浆浆液扩散特性

定向钻孔注浆是防治煤层底板水害的重要技术。基于邱集煤矿水文地质特征,利用COMSOL Multiphysics中达西两相流模块建立灰岩岩溶裂隙含水层的钻探裸孔注浆模型,开展顺层分支裸孔注浆浆液扩散的模拟研究,分析不同渗透率灰岩注浆裸孔浆液扩散特性。结果表明:随着时间的推移,浆液扩散呈孔口位置扩散距离远、裸孔末端扩散距离近的特征;渗透率增加3.5×10^(-12)m^(2)时,浆液扩散面积增加300~500 m^(2),注浆孔口的浆液扩散形态差异明显;渗透率为8.5×10^(-12)m^(2)时,浆液在孔口横向扩散距离为45 m;渗透率为1.5×10^(-12)m^(2)时,浆液在孔口横向扩散距离仅为20 m,浆液扩散形态沿裸孔呈细长状。结合工程实践分析表明,在渗透率为1.2×10-12,5.4×10^(-12)m^(2)和8.9×10^(-12)m^(2)附近的徐灰岩溶裂隙区域,获得的浆液实际扩散距离稍小于浆液模拟扩散距离,主要是因为实际岩溶裂隙开度、粗糙度不一等原因所致,验证了模拟研究结果的准确性。研究结果为黄河北煤田类似水害问题的治理和定向钻孔高质量精准注浆技术提供了科学参考。

松科一井长裸眼防塌钻井液技术

松科一井是为研究"白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化"而进行的科学钻探井,该井地层主要为松散的流沙层、松软泥岩、水敏性泥岩和砂岩互层。对钻井液的抑制性、黏结性和降滤失性进行了研究,并对相应处理剂的作用机理进行了分析,得到DFD+LG+Na-CMC钻井液配方体系。为了直观地测试评价所配钻井液护壁能力的强弱,模拟井内情况,设计加工了井壁稳定模拟测试仪,通过实验得出在不同钻井液护壁作用下,井壁发生坍塌的破坏压力,从而测试出各种钻井液的防塌护壁能力。现场应用表明,该钻井液体系具有很好的抑制性和黏结性等防塌护壁性能,井壁在长期裸眼取心作业情况下,仅靠该钻井液进行护壁即可维持长裸眼钻进到完钻,井壁从没发生缩径或坍塌,从而保证了整个工程顺利、安全地进行,同时还避免下套管护壁,节约了工程成本。

适用于煤层的新型完井技术——裸眼洞穴完井技术

对煤层气开发中所应用的裸眼洞穴完井技术的作用机理进行了分析，给出了洞穴周围地层的应力分布状态，引出了几个相关的公式，对洞穴完井的应用提出了几个有益的建议。

张店油田长裸眼大斜度定向井钻井液技术

针对南阳凹陷张店区块的地质特征及长裸眼大斜度定向井对钻井液的特殊要求,优选了聚合物防塌润滑钻井液体系,并制订了相应的维护处理措施。介绍了2口井的应用情况及效果。实践表明,选用的聚合物防塌润滑钻井液体系悬浮携带、护壁防塌和润滑防卡能力强,避免了井下复杂情况的发生,能够满足长裸眼大斜度定向井的施工需要。

横观各向同性砂岩储层水平井井壁应力分析

在经典的井壁应力场计算模型中,将地层岩石力学性质视为各向同性,而对于砂岩这类层理性地层,垂直于层理面和平行于层理面的岩石力学性质存在明显差异,即砂岩为横观各向同性体,因此,基于各向异性材料力学理论,建立了正交各向异性地层中井壁应力场计算新模型。新模型表明,与力学性质各向同性相比,力学性质正交各向异性条件下井壁径向应力和剪应力没有发生改变,而周向应力发生了变化,周向应力是岩石力学性质、地应力、井筒压力的函数。并运用此模型分析了横观各向同性砂岩储层水平井井壁应力分布特征,分析表明,在弹性模量各向异性度较大时,或者地应力各向异性度较小时,周向拉应力会出现四个最值点,当拉应力超过岩石抗张强度时,水力裂缝在这四个最值点同时起裂,从而解释了水力压裂过程中出现的近井筒效应。岩石弹性模量各向异性度对井壁周向应力分布有较大影响,而泊松比各向异性度对井壁周向应力分布影响很小。

喀斯特裸露坡耕地径流养分流失试验研究

为揭示雨强对喀斯特坡耕地养分流失的影响,运用可调坡度、地下孔(裂)隙度试验钢槽装填土石模拟喀斯特裸露坡耕地,采用人工模拟降雨的方法研究不同雨强下喀斯特裸坡径流养分流失特征。结果表明:(1)雨强为15,30mm/h时地表不产流,雨强为50mm/h时地表有产流;试验雨强下地下孔(裂)隙均有径流产生。(2)地表径流中全氮和全钾流失量均随雨强增大而增大,全磷流失量则先增大后减小;地下径流中全氮流失量随雨强增大呈先增大后减小趋势,全钾流失量与雨强正相关,全磷流失量与雨强关系不明显。(3)雨强为30,50mm/h时养分以地下孔(裂)隙流失为主,其贡献率为100%;地下径流中全氮流失量对其总流失量的贡献率表现为:15mm/h>30mm/h>50mm/h>70mm/h>90mm/h,全磷与全钾为:15mm/h>30mm/h>50mm/h>90mm/h>70mm/h。(4)地表径流量、全氮、全钾流失量和地下全钾流失量与雨强均呈显著正相关,相关系数分别为0.926,0.919,0.982和0.955。15,30mm/h雨强下,径流养分仅通过地下孔(裂)隙流失,50mm/h及以上雨强时养分伴以地表径流流失,且地下流失量大于地表流失量。

中基性火山岩侧钻水平井裸眼分段压裂工艺

徐深气田中基性火山岩储层自然产能低，需要改造才能获得可观的工业气流，但多数井压裂后增产效果不够理想。针对中基性火山岩储层的特点和水平井裸眼分段压裂施工的技术难点，以SSA井为例，进行套管开窗控压水平侧钻，采用裸眼分段压裂优化设计方法、测试压裂诊断技术和人工裂缝延伸控制技术压裂施工，探索出一套低产老井增产改造的新工艺。与套管固井、压裂完井相比，裸眼压裂完井具有一定优势，适合当前深层火山岩水平井完井和压裂的需求。

浏阳永和海泡石在海洋钻井泥浆中的应用

该文介绍浏阳县永和镇海泡石的物化基本分析结果及海泡石粘土加工方法试验、机械分散试验、分散介质试验、造浆性能评价方法以及在南海油田进行实钻试验的情况，认为用永和海泡石开发钻井泥浆材料在技术上是可行的，有着很大的远景市场开发潜力。

压井计算方法的改进

本文主要对发现溢流前一直有泥浆循环情况下的压井过程中套压和裸眼地层受力计算问题进行改进,建立了数学模型,并用它对司钻法压井的计算进行了研究,给出了与之有关的计算公式。研究表明,改进的计算方法较传统的“连续气柱”计算方法更接近实际。

Schlumberger公司火山岩裸眼水平井分级压裂技术思路分析

Schlumberger（斯伦贝谢）公司在新疆克拉美丽气田进行了一井次火山岩裸眼水平井分级压裂试验,该井采用KQ105/103-78井口装置,140 mm套管及同规格压裂管柱,分级压裂采用裸眼封隔器双封单卡、逐级投球分压工艺获得成功；压裂液采用YF100HTD硼酸交联精炼胍胶体系,具有耐高温、缓交联、防水锁等性能；施工时在第一级采取小型测试压裂与主压裂联作获取诸如液体效率、天然裂缝效应、净压力情况；在设计理念上考虑到裸眼火山岩特性,采取30～50目较小粒径陶粒,以保证施工的安全和顺利,施工规模为常规直井的一半,前置液比例54%左右；施工过程中加强质量控制,其施工理念和做法为同类型施工提供了很好的借鉴。

加蓬SAWZ-10井大斜度长裸眼定向井钻井技术与实践

SAWZ-10井是部署在加蓬共和国G4-188区块上的大斜度、大位移、长裸眼、三开制双靶定向探井,设计斜深2 701.98 m,垂深2 312.45 m,水平位移1 106 m。通过优选钻井工艺技术方案,全井仅用34天安全完钻,比同地区相同难度的定向井提前17天完钻,缩短钻井周期32%,取得了良好的经济效益和社会效益。介绍了SAWZ-10井防止上部浅层松散地层井壁垮塌的钻井液技术和钻井工艺技术、井身结构优化技术、直井段防止钻柱振动及高效防斜打直技术、斜井段井眼轨迹控制技术、MWD无线随钻测量技术和牙轮钻头配井下动力钻具组合的导向钻井技术以及防止钻柱黏卡技术的成功应用。SAWZ-10井钻井技术实践成果对今后施工同类型井,具有借鉴意义。

带压大涌水裸孔钻孔封堵技术研究

随着煤矿生产发展的需要,井下开采条件由赋存好的煤层转入较复杂地段,在巷道的掘进过程中为快速探明可能存在的地质构造,经常使用裸孔钻孔探测,而由于构造复杂,经常发生裸孔钻孔沟通三灰甚至是奥灰等含水地层而产生大涌水的状况,发生此类情况后,如涌水可控,并为保证工作面后期回采安全,经过技术研究比对采用注浆封堵技术,对该类裸孔钻孔进行全孔带压封闭,确定最终方案及执行措施。在此基础上,对今后同类钻孔的施工、日常监管与应急封堵提供了技术支持。

顺煤层定向长钻孔水力压裂煤层增透技术及试验研究

为了提高顺煤层钻孔瓦斯抽采效果,在分析井下煤层水力压裂技术发展现状及其增透机理的基础上,结合定向长钻孔施工技术与煤层水力压裂增透强化抽采技术,提出了顺煤层定向长钻孔裸孔坐封、水力压裂增透技术工艺。鉴于赵固二矿二1煤层中等偏硬、厚度大、瓦斯含量高等特征,选择该矿井二1煤层进行长钻孔整体压裂试验。结果表明:采用煤层长钻孔孔内封隔器裸孔坐封方式能够满足赵固二矿水力压裂煤层段密封需要;注水压裂过程压力上升平稳,泵压和流量达到设计要求;工具串回收过程无塌孔和卡阻现象,顺层长钻孔孔内封隔器裸孔坐封和压裂工艺达到预期目标;整体水力压裂影响半径最大达到38 m(单侧),压裂钻孔百米钻孔瓦斯抽采量比常规顺层钻孔有了较大提升。

水力坐封止浆塞的研制与应用

为解决止浆塞在注浆过程中需要将浆液注入到设计段的岩石裂隙或孔隙内,同时还需要与钻孔井壁形成密封防止钻孔返浆时,存在止浆塞工作不可靠的问题,针对目前我国深井水平裸孔尚无有效止浆机具的状况,研发了水力坐封止浆塞,实现了止浆装备的跨越。重点介绍了该止浆塞的结构组成及工作原理,与目前国内煤矿井筒地面预注浆常用的几种止浆塞进行对比,分析了其使用特点。

基于ANSYS-CFD的滑套球座冲蚀分析

在水平井裸眼完井分段压裂技术工艺管柱中,投球开启自锁滑套的作用是分层控制开关,通过投球实现准确的分段开启,其安全可靠性能决定了分段压裂工艺的成败,关系到水平井压裂改造开发效果的好坏。研究了压力、砂流量、球座锥度对冲蚀的影响,给出了球座最佳的结构设计数据。

深水裸岩钢板桩围堰引孔施工技术

本文结合穗莞深城际轨道工程东江北干流特大桥深水钢板桩围堰施工,介绍了水上作业平台搭设、钢护筒插打、导向架定位以及旋挖钻机在深水裸岩地质条件下钻进成孔的工艺及控制要点,并成功实现钢板桩围堰合拢,该项技术对同类型钢板桩围堰施工具有指导意义。

小隧洞钢拱架支护安全控制措施应用及分析

小断面隧洞洞内施工空间小,在裸洞下进行钢拱架支护时基本依靠人工完成,给人身安全带来了很大的隐患。本文以青海省引大济湟工程两条不同地质、不同施工工艺的隧洞内钢拱架支护安全防护实践为例,从防护方法、防护设备所需材料、防护设备制作工艺、防护设备运用及防护效果分析等方面详细论述了裸洞下钢拱架支护时安全控制全过程。该安全控制措施可供类似工程参考。

基于ABAQUS的裸眼压裂封隔器应力分析

通过对在不同工况下的水平井裸眼压裂裸眼封隔器和井壁应用有限元分析,模拟了裸眼封隔器作用井壁的应力分布。在压裂施工情况下,裸眼封隔器对井壁所造成的压力,可以判断裸眼井壁是否安全。

南泥湾油田岳屯区裸眼井挖潜新思路

裸眼井具有生产层裸露面积大,初期投入少,油、气流入井内的阻力小,有利于实现较高的产能要求等优点,但随着生产时间的延长,裸眼井出现了难以克服整个生产层内外不同压力油、气、水在小层之间的相互干扰,不利于后期选择性改造的问题,并且裸眼井生产周期较长,均采用压裂方式投产,部分裸眼井在生产期间还进行了二次或三次压裂,这可能导致裸眼井段井壁不规则,这就对其进行注水改造及采取增产措施增加了难度。从裸眼井注水和裸眼井采油工艺方面提出了裸眼井改造挖潜的新思路。

厚壁地层裸眼垂直裂缝破裂压力研究

地层破裂压力是压裂增产作业十分关注的一个技术问题,从压裂问世以来,人们就不断的对破裂压力进行研究,也提出了不少破裂压力计算方法,文章介绍了一种破裂压力计算新方法,这种方法从井眼内流体压力改变引起厚壁筒径向应力、周向应力变化,从而使厚壁筒周向应力由压应力逐渐变为拉应力,拉应力大于岩石抗拉断裂强度而使岩石发生破裂从而得出破裂压力计算公式,通过这个公式不仅可以计算破裂压力,还可通过破裂压力来计算厚壁筒地层的其它岩石参数。