水玻璃复合堵漏体系中氯化钙控释技术

水玻璃-氯化钙体系是常用的油井堵漏材料,但是水玻璃和氯化钙一接触即快速反应,只能采用双液法进行施工,工序复杂。因此拟对氯化钙进行控释,以期能够将水玻璃-氯化钙混合同时泵注,简化施工。该研究通过使用树脂体系对氯化钙进行包裹完成氯化钙的控释。通过改变体系中氯化钙的加量、交联剂的加量以及单体的种类及配比,考察以上3种因素对控释效果的影响。研究发现,通过树脂对氯化钙进行包裹时,氯化钙与单体的质量比为1∶4、交联剂加量为6%,可将水玻璃-氯化钙体系失去流动性时间延长至105 min。将已包裹氯化钙的树脂粉末进行二次包裹时,氯化钙与单体的质量比为1∶2、一次包裹二次包裹交联剂加量均为6%时,可将水玻璃-氯化钙体系失去流动性时间延长至110 min。在二次包裹的树脂体系中加入氯化钠,可将体系失去流动性时间延长至180 min。通过红外光谱和SEM谱图分析发现,吸水树脂通过减少氯化钙与水玻璃的接触面积来减缓反应的进行,树脂本身不参与水玻璃与氯化钙的反应进程。

基于机器学习的堵漏颗粒粒径推荐方法

井漏是油气勘探领域的重大技术难题。桥接堵漏是最常用的堵漏技术手段,其中架桥颗粒粒径是关键参数,直接影响堵漏成败,目前架桥颗粒粒径的选择主要依赖经验,缺乏科学有效的方法。研究了一种基于机器学习算法的堵漏颗粒粒径推荐方法。该方法基础数据为塔里木盆地库车山前区域126口完钻井的测井、录井及防漏堵漏施工数据,其输入层为基于皮尔森算法筛选出的23项主要参数,输出层为0~750μm、750~1 500μm、1 500~4 000μm、4 000μm以上等4个架桥颗粒粒径区间。训练测试了10种常用的机器学习算法在测井数据、录井数据及测井+录井数据等三类数据集上的准确率,测井+录井数据集上各算法得分普遍高于测井和录井数据集。在测井+录井数据集上,支持向量机和极限随机树算法的F1得分最高,达到0.9以上。基于支持向量机和极限随机树算法的架桥颗粒粒径推荐模型在库车山前一口井上验证2井次,两种算法模型的架桥颗粒粒径预测结果与现场实际堵漏效果一致,在桥堵粒径级配科学优选上具有良好的应用前景。

裂缝地层多粒径刚性颗粒封堵离散元模拟

针对深层裂缝性地层堵漏成功率低的问题,利用开源离散元模拟程序LIGGGHTS,建立了毫米级楔形裂缝内多粒径颗粒体系滞留架桥、堆积填充模型,研究了架桥颗粒粒径、质量浓度、摩擦系数、填充颗粒粒径等参数对毫米级漏失裂缝封堵效能的影响机制,揭示了多粒径刚性颗粒裂缝封堵机理。结果表明毫米级裂缝中架桥粒径、质量浓度和摩擦系数等存在临界条件,当架桥粒径缝宽比、质量浓度和摩擦系数构成的坐标点位于临界架桥曲面上部时,架桥必然发生。当架桥颗粒粒径确定时,颗粒堆积填充效能受填充颗粒粒径、质量浓度共同控制,裂缝堆积填充存在最低裂缝封堵层孔隙度值,可作为填充材料选择的关键指标。

深层超深层钻井液技术研究进展与展望

系统论述目前国内外深层超深层钻井液技术研究进展,分析存在的关键问题并提出未来发展方向。针对深层超深层复杂油气层钻井过程中面临的高温高压高应力、裂缝发育、井壁失稳、钻井液漏失等问题,国内外学者研发了深层超深层抗高温高盐水基钻井液技术、抗高温油基/合成基钻井液技术、储层保护钻井液技术以及钻井液防漏堵漏技术,但仍存在抗高温高压和高应力能力不足、井壁易失稳以及钻井液漏失严重等关键问题。由此提出未来深层超深层钻井液技术的发展方向:(1)抗高温高盐水基钻井液技术需致力于提升高温稳定性,改进流变性能,强化滤失量控制,提高与地层的相容性。(2)抗高温油基/合成基钻井液技术需在高温稳定剂、流型调节剂等低毒易降解的环保型添加剂和相关配套技术方面进一步攻关。(3)储层保护钻井液技术应致力于新型高性能添加剂和材料的研究,通过引入先进的传感器网络和人工智能算法,完善实时监测技术。(4)钻井液防漏堵漏技术应更加注重智能化技术的集成与应用、高性能堵漏材料的研发与应用、多元化堵漏技术与方法的探索以及环境保护与安全生产意识的提高。

高强度等四面体树脂固结堵漏剂的研制及应用

川渝地区在钻井过程中井漏频发,部分区域钻遇复杂地层发生恶性漏失,常常需要多次堵漏或多种堵漏工艺才能封堵成功,严重增加了钻井成本。通过对现有堵漏工艺进行分析,针对裂缝架桥填充原理,通过将高强度等四面体树脂作为主架桥材料、片状树脂及热固性树脂作为充填材料、纤维材料进行缠绕交联后研制成一种一袋式温控胶凝树脂固结堵漏材料YDFD。针对小裂缝,溶洞类、失返性(大裂缝)、呼吸性地层漏失情况,分别选用小、中、大3个型号的一袋式胶凝树脂固结堵漏剂进行级配,通过温控剂调节堵漏浆的固化时间保障施工安全、实现对漏层的精准封堵,在川渝油气井区处理井漏复杂过程中获得93%的一次堵漏成功率,达到了很好的应用效果,该工艺技术在油气田处理井漏难题时可推广应用。

水基钻井液用耐高温凝胶堵漏剂的制备与评价

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和乙烯基吡咯烷酮为耐高温凝胶的单体,引发剂优选过硫酸钾和亚硫酸氢钠,交联剂优选N,N'-亚甲基双丙烯酰胺,合成方法选择水溶液聚合法,制备了一种水基钻井液用耐高温凝胶堵漏剂。采用红外光谱分析、核磁共振分析和热重分析对耐高温凝胶的分子结构和抗温能力进行了表征。采用高温高压失水仪和长裂缝堵漏评价实验装置对耐高温凝胶的渗透型漏失堵漏效果和裂缝型漏失堵漏效果进行了评价。当温度为150℃时,耐高温凝胶堵漏剂对渗透型漏失堵漏效果可达7 MPa,对2×1 mm裂缝的漏失堵漏效果可达1.88 MPa。

旋转导向仪器用随钻堵漏剂

旋转导向仪器常被部分随钻堵漏剂堵塞筛网,造成井下仪器信号传递中断、井眼轨迹偏移、钻井液循环受阻等问题,且常用随钻堵漏材料易引起钻井液黏度大幅上涨,造成内耗大、滤饼厚等系列问题。因此要求随钻堵漏剂兼顾“可通过旋导”与“强封堵”性能且对钻井液黏度影响较小。以抗温植物纤维为原料,通过粉碎、筛析及疏水改性等步骤研发了一种随钻堵漏纤维(纤维1-1),依据行业标准评价其基本性能,并建立了一种随钻堵漏剂过旋导性能的评价方法。结果表明:纤维1-1基本性能均达到行业标准,其中,表观黏度增长率为10%,封闭滤失量为26 mL;加入纤维后钻井液循环30 min,压力增幅E<5%,具有良好的过旋导能力;在150℃、6 MPa实验条件下,加入3%纤维1-1的水基和油基钻井液体系能够封堵20~40目砂床,累计漏失量分别为4 mL和8 mL。最后,利用Zeta电位测试、微观形貌观察分析了纤维过旋导和堵漏机理。

精细控压钻井在土库曼复兴气田中的应用与分析

土库曼复兴气田的卡洛夫-牛津阶地层压力极其敏感,地下裂缝、孔隙发育,钻井过程溢漏严重,且H_(2)S含量高,井控风险高,钻井难度大,通常难以钻达到设计钻井深。针对这一技术难题,土库曼引进精细控压钻井技术,通过实时监测钻井溢漏参数,优化调整钻井液密度与井口回压等技术措施,全过程维持对井底压力的精确平稳控制。精细控压成功助力3口续钻井以高质量、高效率完成作业,并创下该区块钻井液密度最低的记录,密度为1.28 g/cm^(3),平均单井漏失量减少87%,复杂处理耗时降低94%,平均机械钻速提升171%,并以最短钻井周期16.06天,实现产层一趟钻目标。此次应用,为土库曼裂缝性油藏的开发提供了技术借鉴与实践经验。

长裸眼恶性漏失井膨胀管堵漏适用技术

四川盆地天然气井钻井过程中,经常面对长裸眼井段、多压力系统、承压能力要求高的堵漏需求,但已有的化学类堵漏及承压技术无法完全达到承压目标及时效要求。为此,针对四川盆地天然气井恶性井漏问题,研发了高抗挤膨胀管、配套工具及液体体系,开展了管材性能评价及适用边界分析,形成了膨胀管裸眼封堵技术并开展了现场应用。研究结果表明:(1)低碳锰合金化技术、“第三代”Mn-TRIP钢材配方以及高标准的生产制造工艺可大幅提高管材性能,新研制的高抗挤膨胀管胀后冲击韧性≥105 J,抗外挤强度≥20MPa;(2)基于测定的螺纹接头连接效率,参考API标准及J55膨胀管应用边界计算方法,建立了高抗挤膨胀管的适用边界;(3)基于高抗挤膨胀管,结合水力扩眼器、悬砂清砂液及固井水泥浆等,形成了“扩眼—膨胀管下入—膨胀作业—恢复钻进”全过程规范化膨胀管裸眼封堵施工工艺。结论认为:(1)该技术在四川盆地已成功应用8井次,累计作业长度5177.81 m,承压能力达35 MPa以上,均实现了裸眼井段的有效封隔;(2)该技术有望成为解决恶性井漏的有效途径,并可在井身结构拓展、高压盐水封隔及井筒修复等领域进行推广应用。

一种新型亲油纤维堵漏剂的研发

油基钻井液堵漏大多采用水基堵漏材料,亲水性堵漏材料在油基钻井液中不容易分散、易团聚,导致堵漏难度大,钻井液漏失后堵漏时效长,严重制约了钻井提速提效,并会造成相当大的经济损失。为此,针对油基钻井液堵漏剂封堵承压能力不足的问题,对天然植物纤维进行了表面亲油改性,并通过氢氧化钠对非纤维素成分的碱化和硅烷偶联剂与纤维素的羟基反应改性制得亲油植物纤维,使植物纤维具有亲油分散性能,进而研发得到了一种新型亲油纤维堵漏剂。研究结果表明:①为增强多尺度裂缝封堵效果,优选亲油聚氨酯海绵、微米刚性颗粒和亲油胶体颗粒进行复配得到亲油纤维堵漏剂,室内评价了其对0.2 mm、0.5 mm、0.8 mm和1.0 mm微裂缝的封堵性能,并测试了亲油纤维堵漏剂与其他堵漏材料对2~5 mm裂缝的协同封堵性能;②亲油纤维堵漏剂对0.2 mm和0.5 mm裂缝封堵承压强度达到8 MPa以上,0.8 mm裂缝封堵承压强度达到3 MPa,1.0 mm裂缝封堵承压强度达到2.5 MPa;③对于2 mm、3 mm和5 mm等不同宽度裂缝,亲油纤维堵漏剂的加入可显著降低漏失量。结论认为:①亲油纤维堵漏剂在页岩油气井进行了14井次现场堵漏试验,一次堵漏成功率85.7%,展示了良好的应用前景;②亲油纤维堵漏剂更适合油基钻井液的堵漏,该新型堵漏剂为页岩油气的高效开发提供了技术保障。

琼东南盆地高温高压井强承压堵漏技术

XX23-1-1井是位于琼东南盆地的一口重点预探井,该井在钻进至井深4186.22 m时发生井漏。根据XX23-1-1井地层井漏情况及漏层高温高压工况特点,提出了一种新型高温高压强承压堵漏技术。该高温高压堵漏配方由颗粒、片状和纤维材料复合而成,基于“颗粒架桥+楔入承压+井壁泥饼加固”堵漏机理,在挤注压差下形成结构稳定、密实的封堵层,封堵漏失通道,提高堵漏层的强度和堵漏成功率。对高温高压堵漏材料粒径分布特点、抗高温老化能力、堵漏承压效果进行了评价。实验结果表明:该堵漏剂粒径分布范围广,可解决诱导性裂缝漏失问题;高温高压堵漏剂在180℃老化16h后,材料质量损失率低,具有优异的高温耐久性;对5~3 mm缝板进行封堵,承压能力达到20 MPa以上。高温高压强承压堵漏技术在XX23-1-1井进行了现场应用,最终承压至3 MPa,稳压30 min,压降为0,井底承压当量密度为1.90g/cm^(3),达到了预期效果。

油气钻采领域功能胶黏材料研究进展及前景

通过概述功能胶黏材料的组成、分类及性能表征,阐述了功能胶黏材料的吸附/界面反应、扩散、机械互锁和静电吸附等黏结作用机理,综述了其在防漏堵漏、井壁稳定、水力压裂和调剖堵水等油气钻采工程领域的研究现状、应用挑战及应用展望。依据现阶段功能胶黏材料在油气钻采领域的应用,提出了功能胶黏材料在油气钻采领域的重点研究方向:(1)对热塑性树脂进行共混改性或设计可固化热塑性树脂,提高黏结堵漏剂的黏结性能和承压能力;(2)在聚合物中引入低成本黏附性基团和正电荷结构,降低黏结固壁剂成本,提高其在井壁的黏附性能;(3)在热固性树脂中引入热可逆共价键,预防支撑剂回流,提高黏结支撑剂抗压强度;(4)在热塑性聚合物中引入热可逆共价键,提高黏结堵水剂的抗温抗盐能力和堵水性能。

提高裂缝性地层承压能力机理研究进展

地层承压能力是钻开井眼后地层不发生钻井液漏失时所能承受的井筒压力极限。由于天然裂缝发育,裂缝性地层通常表现出较低的承压能力,在固井和多压力系统钻井过程中频发井漏复杂。为了顺利完成固井和窄(负)安全密度窗口钻井施工,通常需要进行提高裂缝性地层承压能力作业,以扩大钻井液安全密度窗口上限。文章首先分析了不同地层的承压能力模型,然后从地层表观破裂压力、周向应力、裂缝闭合压力、裂缝延伸阻力和温度效应五个方面综述了提高地层承压能力的力学机理、适用条件和关键技术。现有提高地层承压能力技术得到了广泛的应用,但其背后的力学机理还尚存争议,应用成功率也有待提升。建议继续开展提高地层承压能力力学机理研究,研制更加符合力学机理要求的堵漏材料,进一步强化提高地层承压能力作业效果。

温西超低压储气库钻完井工程技术优化

吐哈油田温吉桑储气库群是我国西部首座储气库群,温西一气库为一期工程,经过多年的开发,目的层侏罗系西山窑组气藏压力系数仅为0.2~0.22,上部齐古组至三间房盖层发育大段泥页岩极易水化剥落,西山窑储层漏失严重,对优快钻完井带来了极大挑战。针对温西一超低压气藏储气库钻完井难点,探索实践3种技套下深优化方案,开展大尺寸复合钻头及高造斜钻具提速研究,优化改进以聚胺钻井液+防漏堵漏为核心的超低压储层保护及安全钻井技术工艺,提出浆柱结构优化、套管居中等固完井工艺改进措施。现场应用结果表明,平均钻井周期同比先导试验井缩短44 d,平均单井漏失量减少1 094 m3,水平井技术套管固井质量显著提升,所形成的配套技术及措施为国内同类型储气库钻完井提供了技术借鉴。

NC页岩气田东胜构造带浅表层防漏治漏工艺

NC页岩气田东胜构造带浅表层钻井井漏频次高、漏失特征不清,导致钻井过程中处理耗时长、治漏效果差等问题,严重制约了NC页岩气田高效开发的步伐。鉴于此,在梳理东胜构造带浅表层前期井漏情况、厘清浅表层漏失特征、分析已用治漏工艺效果的基础上,从浅表层工勘、抢钻工艺、治漏工艺、携砂工艺等方面进行了优化,形成了一套以“防、抢、堵、携”为主的新型防漏治漏工艺,并在现场应用中获得了较好的效果。

中国目录学的记佚思想及对国家书目控制的启示

[目的 /意义]中国目录学历史悠久而充满智慧,其中所蕴含的记佚思想对国家书目控制有重要的启示意义。[方法 /过程]梳理中国古代目录学的记佚实践,总结出“变通制宜”“博录群籍”“纵贯古今”“传承致用”四大记佚思想,在此基础上阐述其对国家书目控制的启示。[结果 /结论 ]中国目录学“变通制宜”的记佚思想可从微观的信息组织层面对当代国家书目控制提供启示,具体表现在两个方面:描述和标引的变通制宜,编目和著录标准的完善;中国目录学“博录群籍”“纵贯古今”“传承致用”的记佚思想可从宏观层面对当代国家书目控制提供启示,即加强文献收录以传承优良的中华文化遗产,具体表现在三个方面:从横向和纵向两个角度拓展书目(数据库)的文献收录范围,进一步落实呈缴制度,加强出版物的内容审核。

辽中地区钻井井漏主控因素及对策

辽中地区地质特征复杂,属释压-增压组合型走滑派生构造。区域内断层发育,导致钻井过程极易发生漏失,严重制约煤田的高效勘探开发。为明确地区内井漏的主要控制因素,通过用地震及测井数据的方式将漏失井和未漏失井地质及工程因素的差别进行分析,认为辽中地区井漏的地质因素主要是走滑断层及其调节断层与高渗透砂岩的共同作用;工程因素主要是井轨迹平面与断层的夹角大小。因此提出待钻井漏风险分析方法及防漏对策并推广应用,成功规避高风险井漏的发生。

塔河油田顺西2井二叠系火成岩裂缝性地层堵漏技术

顺西2井是位于塔里木盆地顺托果勒区块南部断背斜构造的一口重点超深探井。顺西2井三开钻遇的二叠系火成岩厚度达316 m,纵向裂缝发育,地层破碎,钻进时多次发生井漏,先后使用桥接、低密度水泥浆等堵漏11次,堵漏效果不佳,重复漏失严重。针对该井建立了井壁纵向裂缝力学模型,通过定量分析得出,该井段封堵成功的关键在于在裂缝内形成致密坚硬的封堵墙,分隔井筒和裂缝内的流体压力。因此采用了高强度桥接颗粒、可变形桥接颗粒、高强度纤维材料,优化了粒径搭配,提高了堵漏材料在裂缝内的架桥效果;同时通过加入化学交联固结材料HDL-1,将憋挤嵌入裂缝的架桥材料胶结成为高强度的致密封堵墙,并将火成岩裂缝带的破碎岩体紧密胶结,防止发生剥落掉块导致的裂缝通道重新裸露问题,从而提高了裂缝带的承压能力和抗反吐能力。该井采用高强度交联成膜堵漏技术进行堵漏和承压作业后,地层的承压能力得到了提高,裸眼承压能力当量密度由不足1.15 g/cm3提高到了固井要求的1.55g/cm3,达到了井筒强化的目的。

裂缝性地层堵漏配方及规律性研究

尽管国内外针对渗漏性漏失有过一些研究,但到目前为止,仍没有系统的针对裂缝性地层漏失的堵漏配方及规律性的研究,同时目前仍没有有效地解决裂缝性地层的漏失问题。在广泛调研国内外堵漏技术的基础上,利用自行研制的DL-A高温高压堵漏仪,对裂缝性漏层堵漏配方进行了研究,找到了裂缝性地层堵漏的一般规律,同时确定了较为理想的堵漏配方,为裂缝性漏层的堵漏技术奠定了基础。

智能凝胶GD-1在陕北黄土层防漏堵漏中的应用

根据陕北油田黄土层钻井井漏发生的原因,在分析现有防漏堵漏方案缺点的基础上,提出一种新的表层防漏堵漏钻井液技术,其主剂为高分子量聚合物GD-1。结合GD-1防漏堵漏的机理,室内对其不同浓度的封堵效果以及其与常用堵漏剂的复配封堵效果进行了评价结果表明,GD-1的溶解性强,与其它常用堵漏剂的配伍性好,浓度大于0.3%的GD-1溶液对欠压实的黄土粉封堵效果极佳GD-1的现场应用取得了良好的效果,防漏成功率达92.7%,其配制工艺简便,值得推广。