基于复杂地质建模的地震导向钻井技术及应用

强构造变形区增加了井眼轨迹设计和施工的难度,容易导致预测深度与实际深度相差甚远,同时,现有的地震导向钻井技术尚未成熟。针对上述问题,提出了基于三维地质建模的地震导向钻井方法及流程,高效准确地完成钻前地质评价、井轨迹设计和钻井实时校正。流程主要分为3个阶段:1)复杂地质建模,经过设置模型初始参数、断面建模和层面建模,得到精细三维构造模型,在此基础上生成储层敏感属性模型。2)三维井轨迹设计,根据属性模型反映的构造、储层和油气藏特征,并结合钻井工程需求,在三维属性模型设计并拾取井轨迹。3)创建“标志层倒三角逐层逼近法”进行速度-深度交互校正,利用施工井新钻遇的标志层深度校正速度体,使深度域三维模型逐渐接近真实地下模型,入靶点预测深度不断接近真实深度,及时指导钻进方向并规避风险。流程在实际应用中取得良好成效,预测深度误差率小于0.2%,工作效率提高5倍。

实时动态激发井深设计

野外地震资料采集中要获得主频足够高、频带足够宽、能量足够强的地震信号,激发因素是关键。实时动态激发井深设计技术有助于获得满意的地震信号。它通过对近地表沉积的研究,在微测井资料的基础上,运用井深模拟和井深设计软件,逐点进行激发井深设计,并不断丰富软件数据库,使得设计的井深精度越来越高,从而实现了激发井深设计的实时性和动态性。这种设计思路较好地解决了复杂表层所造成的激发井深难以控制的难题,收到了明显效果。

层析法在黄土塬区近地表结构调查中的应用

我国西部黄土塬区的静校正问题十分突出,精细、准确的近地表结构调查对于解决激发井深的设计和静校正问题尤为重要,但该区的常规小折射解释精度极低,微测井难以追踪到高速层。在充分试验的基础上,提出了一种新的近地表结构调查方法——层析近地表结构调查法,该方法有效解决了上述难点,与常规小折射方法比较,该方法获取的近地表结构信息更丰富,刻画的近地表结构更为精细,能够较好地用于井深设计和静校正处理中初始模型的建立。

目标垂深和造斜率不确定条件下的水平井轨迹设计

在水平井钻井中普遍存在工具造斜率和目标垂深不准确的现象,这使水平井井眼准确进入目标窗口的难度大大增加,甚至导致脱靶。由此提出了解决该问题的方法,研究表明:采用双增型水平井设计出中间稳斜段的最佳稳斜角,在钻进中及时发现标志层或油层顶界面等方法,可以解决目标垂深和造斜率不准确的问题。考虑了标志层的倾角和储层倾角不平行的情况,并推导了整套设计的计算公式,并通过实例验证了标志层倾角的重要性。

目标垂深不确定条件下的水平井轨道设计

目标垂深不确定在水平井钻井中是普遍存在的情况,这使得水平井井眼准确进入目标窗口的难度大大增加,甚至导致脱靶。文中提出了解决目标垂深不确定时水平井轨道设计问题的基本思路和方法。采用双增型水平井轨道设计出中间稳斜段的最佳稳斜角,在钻进过程中及时发现标志层或油层顶界面等方法,可以解决目标垂深不确定的问题。在前人基础上,同时考虑标志层倾角和储层倾角不平行的情况,对最优稳斜角的计算公式进行了推导,最后采用2个算例进行了验证。

深井和超深井钻井井身结构设计方法

根据深井钻井的特点以及钻井施工对井身结构设计的特殊要求 ,在传统井身结构设计方法的基础上 ,提出了井身结构设计的自下而上和自上而下二步设计法 ,并建立了相应的井身结构设计数学模型。自下而上设计法可用于计算每层套管的最浅下入深度 ,自上而下设计法可用于计算每层套管的最深下入深度。

抽油泵合理沉没度的确定

我国各油田对于抽油泵的沉没度都有各自的推荐值，其中有些是不合理的，以致造成一定的浪费。分别以系统效率和经济效益为目标函数探讨了两种沉没度的优化方案，计算表明，采用优化方法确定的沉没度可较明显地提高系统效率和经济效益。

深海资源钻探吸力桩建井模式研究

在深水油气、天然气水合物钻探过程中,建立井口是保证钻井作业安全和时效的关键。吸力桩建井作为一种新型建井模式是目前世界海洋工程领域的研究热点,研究吸力桩建井模式对提高深海建井技术创新和提升建井效率具有重要作用。吸力桩建井模式主要依靠负压作用来安装吸力桩,对土壤扰动小,能大幅度提高井口承载力,入泥深度相比传统建井模式大大减小;吸力桩还能够扩展容纳多个井口,结合井筒预斜设计可以克服软地层造斜难题。介绍了吸力桩建井的工艺流程,给出了吸力桩和井筒的设计方法,并利用南海某深水井场的土质参数设计了适用于该井场的吸力桩和井筒。设计计算结果表明,吸力桩建井模式能够很好地适应于该南海深水井场。研究表明,吸力桩建井模式为深海资源勘探开发建井提供了新的技术途径。

煤层气鱼骨状分支水平井轨道优化设计

我国的煤层普遍渗透率较低,影响了煤层气开发效果,鱼骨状分支水平井能够有效增大煤层气储层裸露面积、提高煤层气的单井产量,因而近年来被普遍采用。但常规二维轨道设计方法难以满足各分支水平井井眼轨道的设计要求。为此,将各个分支拆分成相对独立的待钻轨道与主井眼轨道,分别加以设计计算——拆分后的井眼轨道可以转化为二维轨道来进行设计;结合鱼骨状分支水平井的特点,建立了分支水平井眼轨道最优化设计模型,并对分支井眼与主井眼的关系进行了分析研究。结果表明:随着井深、造斜率的增加,分支井眼与主井眼的直线夹角增加且分支井眼偏离主井眼的距离是逐渐增大的;在直线夹角一定的情况下,造斜率与井深呈反比关系(造斜率越高所需要的分支井井段越短,造斜率越低则所需要的分支井井段就越长)。

超深稠油自喷井掺稀深度优化研究

超深稠油井在生产初期地层压力高、原油黏度大,通过开式反掺稀油降黏工艺能使油井自喷生产,该工艺存在一个合理的掺稀深度。结合开式反掺稀油降黏工艺的实际情况,通过分段建立井筒温度场模型,筛选黏度计算模型和井筒压降计算模型,综合考虑掺稀深度对启动压力、流动困难点、井筒温度场、压力场等因素的影响,得到一种掺稀深度优化设计方法,利用该方法对西部油田A井进行掺稀深度优化,得到了最优掺稀深度。

有杆抽油泵沉没度的优化设计方法

机抽井泵的沉没度是影响泵效和系统效率的重要因素。通过分析有杆泵抽油系统的能耗,以机采系统效率最高为目标,确立了机采系统优化设计的目标函数和约束条件,同时分析泵效对机采系统效率的影响以及影响泵效的因素,给出了沉没度和其他抽汲参数的优化设计方法。应用结果表明,以优化设计方法来确定泵的沉没度,可明显降低能耗,提高系统效率和经济效益,为油田生产提供设计依据。

钻井过程中大钩位移测量及程序设计

介绍了在钻井过程中大钩位移及其相关的几个钻井参数获取原理,分析了利用滑轮光电式传感器及绞车磁电式传感器测量大钩位移的方法.给出了计算机实时获取大钩位移脉冲信号的算法及程序设计.现场实验证明,滑轮光电式传惑器测量精度高,但安装较复杂,机械加工工艺要求高;磁电式传感器安装方便、结构简单、寿命长,采用一定算法后,可使测量精度大大提高,能够满足工程需要.

钻井临界井深计算新方法

为了满足不同钻井液流变性复杂井水力参数设计的需要 ,以幂律模式为例介绍了根据钻井液流变性和钻井液流态精确计算临界井深的系统方法 ,给出了宾汉、幂律、 H- B等常用流变模式最大钻头水功率和最大射流冲击力工作方式下临界井深的相应计算公式 。

煤层气井有杆泵优化设计方法研究

目前煤层气井多采用有杆泵的方式生产,但目前还没有针对煤层气井的有杆泵优化设计方法。从流入动态、下泵深度、载荷计算、冲程冲次的选择等几个方面比较了煤层气井与常规油气井有杆泵优化设计的差别,并给出了煤层气井定产量优化设计方法。最后以河东煤田柳林区块两口井为例进行了优化设计,结果表明优化后的抽油机的生产情况明显好于优化前。

适用于水平井轨迹设计的深度域随机模拟反演技术

大牛地气田储层横向岩性变化剧烈、纵向砂泥叠置,具有非常强烈的非均质性,为典型低渗特低渗油气田。为进一步提高储量动用率,2012年针对大牛地气田实施水平井规模化整体部署。水平井整体部署成功率的提高所面临的难题是在单砂体精细刻画的基础上进行水平井轨迹设计。通过攻关研究,形成了适用于水平井轨迹设计的深度域随机模拟反演技术,通过利用测井资料的准确深度信息,有效解决了A靶点及导眼井测井数据测深不够,无法准确标定的难题。经数百口水平井部署及跟踪证实,该技术不仅极大提高了目标砂体埋深预测精度,同时有效降低了井间合成记录标定的误差,地层对比关系正确可靠,反演外推能力明显提高,有力地支撑了大牛地气田2012年10×108 m3及2013年9×108 m3天然气产能建设任务的圆满完成。

间抽井柱塞运动速度优化模型研究

针对我国低产油井普遍产量低、泵效低,油井抽油生产时泵充不满的问题,开采现场常采用间抽的方式以提高泵效;然而当前间抽制度的研究普遍以冲次和间抽周期为优化变量,很少有将间抽周期、冲次和柱塞运动速度三者相结合的研究。以提高泵效为生产要求,提出了间抽井柱塞运动速度优化模型,模型根据抽油机井的开采利润和最大系统效率确定合理动液面区间,用傅里叶级数构造柱塞运动速度函数,利用遗传退火算法优化傅里叶系数及频率来达到改变冲次和柱塞速度的目的。研究及试验结果表明,在此方案下,低产油井的工作时间缩短,泵效增幅明显,油井综合效益显著提高。研究结论可为低产油井的柔性控制策略提供较好的工程参考。

GeoEast速度建场方法在页岩油水平井轨迹设计中的应用

在鄂尔多斯盆地页岩油开发过程中,为了更精确地预测构造变化,减小长波长静校正对局部时间域数据的影响,在水平井轨迹设计及导向中优先使用深度域数据。而选择合适的速度建场方法是利用深度域地震数据反映井间构造以及准确预测储层的关键。GeoEast软件提供了多种速度建场方法,通过分析各种方法的特点和适用条件,对比不同方法建立的速度体在时深转换中的应用效果,认为Dix公式速度建场法与基于模型插值组件建立速度体两种方法适用于本地区的地质条件。根据水平井部署位置的地质特征,采取相对应的速度建场方法获得深度域三维地震数据并应用于实际生产,在此基础上对水平井轨迹设计进行优化,有效提高了水平段储层钻遇率,平均入靶点预测误差降至1.75m,取得了良好的应用效果。

东海西湖凹陷探井井身结构设计方法研究

东海西湖凹陷探井井身结构在使用的过程中,出现了很多由于井身结构设计不合适而导致的复杂情况,多是由于不能有效地分隔下部出现的异常压力地层,导致在下部井段作业时压漏上部地层。为了解决这一问题,针对东海西湖凹陷井身结构设计难点,从设计方式的角度进行了优化。采用新的设计方式能在封固好分布复杂的地层压力的同时,还最大限度地保证套管直径够大,以满足后续作业要求。

川东高陡构造的深度偏移应用研究

川东高陡构造由于层速度在横向上的剧变 ,通常的时间偏移处理不能使反射正确归位 ,得不到正确的构造形态和高点位置。文章针对川东陡构造的地质及地球物理特征 ,对时间偏移 ,Geodepth软件叠前和叠后波动方程深度偏移 ,以及叠后射线变速深度偏移等方法做适用性研究后发现 :对于川东这种地表高差大、地腹构造形态复杂导致层速度变化剧烈的地区 ,深度偏移明显比时间偏移校正能力强 ,所得到的构造形态和高点位置更准确 ,并且在速度校正方面叠前比叠后深度偏移好。但是 ,叠前与叠后深度偏移在成像上相当 ,在运算速度上后者比前者快 10倍。由此 ,总结出了适合川东高陡构造深度偏移的方法及一套叠前、叠后深度偏移处理流程。通过对温泉井、沙坪场、黄泥堂、南门场等构造的实际应用 ,获得了良好的钻探符合率及钻探成功率 ,这表明深度偏移具有明显效果。

深井井点降水的设计与施工

结合具体工程实例,研究了深井井点降水理论,通过对涌水量的计算,确定了井点管的数量、间距和井深,详细地介绍了深井的井点降水施工,对实际降水过程中遇到的问题及相关处理措施进行了探讨,从而保证工程的顺利进展。