长螺旋钻孔压灌桩在西安某项目的试验研究

砂卵石场地的钻孔灌注桩通常采用泥浆护壁旋挖或反循环成孔工艺,该类成孔工艺泥浆用量大、质量控制要求高,易产生塌孔、沉渣超标等质量问题,导致单桩承载力不能满足设计要求。长螺旋钻孔压灌桩工艺无泥皮和沉渣,成桩质量和单桩承载力大幅提升,但对于超长桩,该工艺不能下通长钢筋笼,一定程度上限制了该工艺的使用。结合西安奥体中心工程进行试验研究与论证,将通长配筋改为按桩长2/3且不大于25m配筋,保证了长螺旋钻孔压灌桩在该项目的使用。

多工艺反循环钻井技术发展现状与展望

反循环钻井技术与正循环钻井技术相反,循环介质和地层岩屑从钻具水眼返出井口,其裸眼环空保持相对静止,此种钻井方式有利于实现超大尺寸井眼高效携砂、恶性井漏井段的防漏治漏以及敏感性储层的有效保护,同时也为水平井钻井过程中的窄钻井液密度窗口、井眼净化和水平段长度延伸等需求提供新的技术方案。文章通过梳理开展反循环钻井技术以来各家反循环钻井技术的研究进展与成果,总结了单壁钻杆反循环钻井技术、双壁钻杆反循环钻井技术、单壁钻杆+双壁钻杆反循环钻井技术、多通道钻具反循环钻井技术的工作原理及技术特色、适应的工作环境等,并在此基础上提出了反循环钻井技术在油气钻井领域的发展方向及建议。文章的研究成果可以为反循环研究工作提供信息,助力深井超深井超大尺寸井眼提速钻进、井漏等复杂井眼处理以及非常规油气资源安全效益开发提供技术支撑。

南海西部浅层大位移水平井钻井关键技术与实践

南海西部海域莺歌海盆地油气资源丰富,具有埋深浅、成岩性差、资源分布零散特点。现多采用大位移水平井方式挖潜老油气田周边剩余油气,作业中存在表层桩管鞋窜漏、浅层泥岩段出泥球憋漏地层、目的层压力亏空易漏导致储层伤害、技术套管下入摩阻大及固井压力作业窗口窄易漏失等难题。结合前期区域钻井作业经验,通过加深表层桩管下深至入泥95 m,降低桩管鞋窜漏风险;分段优化技术井段钻井液体系,解决浅层泥岩段起泥球、憋漏地层难题;优选液体润滑剂复配组合,配合漂浮接箍下套管工艺,确保技术套管顺利下入到位;优化无固相有机盐钻井液体系暂堵剂粒径复配,提供良好封堵承压能力,解决压力亏空易漏导致储层伤害难题;通过加深表层套管下深,使用动态当量循环密度控制固井技术,提高固井作业安全及质量,最终形成了一套浅层大位移水平井钻井关键技术。该技术成功应用于莺歌海盆地5口浅层大位移水平井,整个作业过程未发生起泥球、井漏及井下复杂情况,技术套管下入顺利,气井生产测试中的表皮系数为0.5。该系列技术为区块类似油气田的高效开发提供了技术支持。

土—砼复合体护坡技术的施工试验及力学模型

[目的]对土—砼复合体护坡技术的施工及力学模型进行试验研究,为土石山区坡改梯工程的科学实施提供科学参考。[方法]从边坡破坏机理入手,基于土力学基本原理,提出“以土挡土”的边坡设计概念以及“土—砼复合体”概念设计的基本思路,结合施工试验建立“土—砼复合体”稳定计算力学模型,同时给出中低边坡和中高边坡设计建议。[结果]经过近6 a的施工试验和运行,验证了“以土挡土”边坡稳定设计概念的合理性及“土—砼复合体”临界平衡状态和极限平衡状态两种模型及其配套公式的科学性;与传统石坎边坡相比,“土—砼复合体”护坡技术可以节省材料用量80%以上,提升施工速度5倍以上,初步造价不高于石坎造价。[结论]土—砼复合体护坡可以替代传统石坎护坡,有效缓解施工速度慢与进度要求、石料用量大与环保方面限制采石的矛盾,未来应用前景广阔。

混凝土防爆墙对爆炸冲击波传播的影响

运用试验与数值模拟相结合的方法,对爆炸冲击波作用于防爆墙的荷载与冲击波绕过防爆墙的规律进行研究。采用压力传感器技术获得了防爆墙前后不同距离的压力时程曲线。基于ALE算法和炸药爆轰产物的JWL状态方程,对空气冲击波绕过墙体的环流现象进行了数值模拟,得到了爆源附近有障碍物的爆炸场初始发展和绕过墙体环流的情况,分析了空气冲击波的绕流规律。数值模拟与试验结果基本相符,反映了爆炸波绕过防爆墙的详细过程。通过对数值模拟和试验结果的分析,得到了爆炸波绕流的内在机理,为防爆墙的设计提供依据和参考。

保护煤储层的煤层气井固井技术

国内的煤层气井主要采用注水泥射孔方式完井,研究固井设计和施工的一些关键问题对于避免潜在的生产作业和开采效益风险具有重要意义。简要回顾了国内煤层气井固井施工和研究状况,分析了煤层气井固井的质量要求和保护储层需求,结合室内和现场试验提出了适用于煤层气井固井的水泥浆性能和施工设计方法。研究认为煤层气井固井中最重要的封隔要求是对煤储层顶板的封隔,首要的作业安全问题是防止漏失。综合考虑固井作业和保护储层需要认为:适宜的水泥浆密度范围为1.20~1.60 g/cm3,并应采用黏稠水泥浆在0.5~0.8 m/s的低返速下固井施工。现场应用的固井质量合格率达到100%,证明该研究结论适用于煤层气井固井。

扩展钻井液安全密度窗口理论与技术进展

钻井液安全密度窗口狭窄易引起井壁失稳、漏失性储层损害和其它钻井复杂情况的发生,严重制约着油气资源的开发速度和经济效益。通过钻井液安全密度窗口的确定方法及影响安全密度窗口大小的地质及工程因素的概括,归纳了扩展密度窗口的技术条件,从物理、化学、力学的角度讨论了扩展安全密度窗口的方法,并举例说明了典型方法的成功应用。研究指出,预处理地层以提高井壁强度、用封堵、堵漏原理提高地层承压能力是扩展安全密度窗口的主要途径。建议开展多尺度井壁失稳及复杂性预测理论研究,加强用于过程监测的智能化、自动化井下测量工具研发,重视新材料开发并大幅度提高井壁强度。

凝胶堵漏技术在冀东油田唐29X1(侧)井的应用

针对唐29X1(侧)井潜山寒武系地层多裂缝、孔洞发育的特点,在多次常规堵漏方法无效的情况下采用了APGEL-1凝胶堵漏技术。介绍了该凝胶堵漏技术的室内评价和现场应用情况。结果表明,该技术在APGEL-1凝胶浓度为3%时,满足该地区潜山堵漏要求,成功封堵了漏失层位,具有工艺技术操作简单、堵漏剂使用量小、堵漏效果明显等特点,有利于保护油气层,具有很好的推广应用前景。

湿陷性黄土中成孔方式对桩基承载力影响试验研究

为了研究黄土地区成孔方式对桩基承载特性的影响,依托永寿至咸阳高速公路工程,对两个试验区4根试桩进行了静载试验,分析研究了不同成孔方式下桩基荷载传递规律。研究结果表明:成孔方式对桩基承载特性影响较大,黄土地区旋挖钻孔灌注桩承载力高于泥浆护壁循环钻孔灌注桩;循环钻孔灌注桩在成孔时需泥浆护壁,桩侧形成的泥皮会严重影响桩侧土体摩阻力的发挥,桩侧极限摩阻力值较小,桩端承担桩顶荷载比例较高;浸水后湿陷性黄土结构破坏,单桩承载力较原始状态有所下降;由于上覆黄土层湿陷量较小,浸水状态下桩侧土体并未产生负摩阻力。

随钻防漏堵漏技术机理的探讨

钻井过程中很容易发生井漏,轻微的井漏会影响钻井工作的效率,严重的漏失则要耗费大量的生产时间及人力、物力甚至会引起诸如井塌、卡钻、井喷等一系列复杂情况与事故。所以,井漏一直是钻井工作中亟需解决的技术难题。文中介绍一种新的防漏堵漏技术——物理法随钻防漏堵漏技术,建立了基于该项技术的井下物理模型,并以流体力学为研究基础阐述了该项技术利用井下侧向水力工具的旋转射流作用在漏层裸眼井壁上形成低渗透、牢固滤饼的机理和方法,设计了水力工具的喷嘴。该技术不但达到了随钻防漏堵漏的目的,而且能有效提高漏失地层的钻井速度和降低钻井成本。

酸溶性暂堵剂PCC的研究和应用

酸溶性暂堵剂PCC由酸溶主体材料、悬浮拉筋剂和助滤剂三部分组成,可用于封堵各种地层特别是产层发生的漏失。本文介绍了PCC的性能、使用工艺要领和应用效果,讨论了影响PCC性能的因素。

MMC桥臂电抗器穿墙套管故障特性及保护策略

针对目前双极柔性直流输电系统模块化多电平换流器(MMC)中桥臂电抗器布置方案存在的故障过流问题,文中分析了桥臂电抗器布置在不同位置对换流器故障电流的影响,并推导了故障电流分量的数学表达式;提出将桥臂电抗器布置在靠近直流连接点的方案,研究表明该方案能够有效限制阀侧接地故障的故障电流上升率,降低故障过电流水平,同时成本增加较少。但桥臂电抗器布置在靠近直流连接点后,现有保护策略不能及时发现桥臂电抗器穿墙套管发生的相间短路故障,会给换流器的安全运行带来隐患,因此文中提出一种桥臂电抗器穿墙套管相间短路保护策略,能有效识别桥臂电抗器穿墙套管相间短路故障。最后通过PSCAD/EMTDC对相关分析进行了仿真验证。

安溪黄厝坪铁矿区复杂地层钻孔护壁堵漏实践

福建省安溪县黄厝坪铁矿区地层复杂,设计钻孔2个。01孔钻探中遇多孔段漏失,反复采用多种堵漏方法顺利终孔,但严重影响了钻探效率。经过总结经验和教训,在02孔施工中,对护壁堵漏措施进行了完善,较好地解决了钻进漏失问题,取得了良好的效果。介绍了2个钻孔的护壁堵漏过程,总结了在破碎漏失严重地层的堵漏对策以及堵漏方法的选择经验。

泡沫泥浆钻进工艺及护壁堵漏机理研究

介绍了所研制的ＤＦ－ｌ型泡沫剂组分及性能；对泡沫泥浆钻进的配方进行了研究，得出的最优配方应用于现场，取得了较好的效果、并对泡沫泥浆的护壁机理进行了研究。

特种材料在港5-57K井钻井过程堵漏应用

港5-57K是港东油田1口侧钻井,井深1616 m。该井钻至1527~1537 m井段,发生严重漏失,漏失钻井液大于100 m3,加入复合堵漏材料近10 t,静置堵漏未成功。通过分析,推断出漏失原因主要有2点:一是长期采油出砂造成好的地层连通性,形成大孔道;二是井眼与断层连通形成类似“U”型管效应,造成漏失。因此,对钻井液进行了调整,利用50 kg特种材料配成堵漏液10 m3,挤入漏失层0.9 m3,封堵成功,24 h后建立循环,无任何漏失。试油日产油量达到25.13 t以上。现场应用证明,该堵漏液用量少,堵漏效果强,保护油气层效果好,可在低压漏失复杂井中应用。

新型自降解堵漏剂封堵裂缝与保护储层特性评价

在裂缝性储层钻进过程中,既要封堵储层裂缝,还要兼顾完井后可解堵。针对常用暂堵类材料无法自降解,且封堵储层承压不足等问题,分析了一种新型环保自降解堵漏剂SDPF,并借助承压强度实验、傅里叶红外光谱仪、热重分析和扫描电镜(SEM)观测等方法,探讨了新型自降解堵漏剂SDPF的降解作用机理、承压堵漏和自解堵保护储层效果。实验结果表明,新型自降解堵漏剂SDPF在25 MPa下的承压破碎率小于5%;随温度升高其自降解率增大,酸性和碱性环境可促进其自降解作用,无机盐不影响其自降解作用。以SDPF为架桥颗粒,协同其它可酸溶堵漏材料,实验优化出适用于微米级和毫米级裂缝的自降解堵漏体系,该体系的封堵承压能力可达7.5 MPa;泥饼清除和岩心返排恢复实验表明,自解堵后的岩心渗透率恢复值为85%以上,具有较好的承压堵漏与自解堵保护储层效果,可望解决裂缝堵漏与储层保护难以兼顾的技术难题。

川西裂缝气藏储层保护研究新进展

川西深层致密砂岩储层裂缝具有形态各异、尺度分布广等特点,其井下缝宽难以准确预测。在孔隙性储层中推广的屏蔽暂堵和无渗透技术,由于存在封堵尺寸小、屏蔽强度有限、压力返排率低的局限性,在裂缝性储层中运用就效果差。通过对裂缝工程与地质特征的描述,确立了"保护裂缝为主、兼顾基块"原则,提出了针对裂缝性储层采用高酸溶性、高效、高抗压,快速防漏堵漏保护思路,研制了针对1mm以下缝宽的防漏钻井液和5mm以下缝宽的堵漏浆配方。现场应用表明堵漏一次成功率高,抗压强度可达10MPa,压力返排渗透率恢复速度快,储层保护效果好。

钻井液致密承压封堵裂缝机理与优化设计

针对钻井液防漏堵漏技术难题,借鉴微观颗粒物质力学"强力链"基本原理,提出了评价防漏堵漏材料的颗粒强度、颗粒弹性、颗粒表面摩擦等主要精细化技术指标,建立了相应的实验表征方法,揭示了基于微纳米尺度的钻井液致密承压封堵机理,给出了钻井液强化致密承压封堵优化设计方法,即通过合理的颗粒类型、粒度级配与浓度控制,刚性颗粒、弹性颗粒、纤维材料等协同封堵裂缝,可形成具有"强力链网络"的致密承压封堵层,显著提高地层承压能力。研制了钻井液封堵特性评价动态模拟实验装置,可模拟不同地层温度、压力条件下不同开度裂缝的漏失与封堵过程,为致密承压封堵机理及钻井液防漏堵漏效果评价提供了实验方法。采用所研制的封堵动态模拟实验装置,优化了不同开度楔形裂缝的强化致密承压封堵钻井液配方。实验结果表明,其具有良好的自适应裂缝开度致密封堵特性,承压能力达8 MPa以上,可显著提高地层承压能力。

黏土水泥浆堵漏液在长距离河流穿越工程中的应用

武汉天兴洲长江大型河流穿越铺管工程是一项典型、重大的水平定向钻井工程,该工程穿越地层复杂,以粉砂土和砾石为主,孔隙、裂隙发育,施工中较为突出的问题是垮孔、漏失严重。应用黏土水泥浆进行了护壁堵漏。通过实验和现场实践证明,黏土水泥浆具有流动性好、抗渗性强、抗冲刷力强、稳定性高等突出特点,能够胶结碎石,有效地稳定、封堵住不稳定漏失地层,防止了孔内事故的发生。

许昌武庄铁矿深孔绳索取心钻进技术

许昌武庄铁矿ZK3349孔设计孔深1500 m,覆盖层厚度达400多米,基岩中存在多个破碎带,第四系和第三系地层接触带软硬互层,并含有大量卵石、漂石,钻探施工极易出现缩径、孔壁坍塌、孔斜等问题。针对这些问题,采取了相应的钻探技术措施,顺利终孔。总结了该孔覆盖层裸孔钻进和深孔绳索取心钻进技术。