基于DPM模型的水平井水平段沥青质颗粒运移规律数值模拟研究

针对沥青质颗粒在水平井井筒的沉积问题,本研究采用Fluent中的DPM模块追踪沥青质颗粒在油管中的运动轨迹,采用realizable k-e模型对尺寸为10~100μm的沥青质颗粒在水平井筒内壁的沉积进行了研究。分析了重力、Saffman力以及阻力作用下,黏度、颗粒尺寸以及流速对沥青质颗粒沉积速率的影响。CFD模拟结果表明:(1)层流阶段,沉积速率随着黏度的增大而减小,这主要是因为层流阶段,流体流动较平稳,使得管壁附近速度梯度减小,Saffman升力降低引起的,而在湍流阶段,当黏度从0.001 2 Pa·s增加至0.012 Pa·s时,沥青质沉积速率会缓慢增加;当黏度从0.012 Pa·s增加至0.053 Pa·s,沉积速率和沉积百分数会随之下降;(2)当颗粒直径为10~100μm时,沥青质颗粒沉积百分数和沉积速率会随着流速的增加而减小;(3)当速度为0.3~2 m/s时,沥青质颗粒沉积百分数和沉积速率随着颗粒直径的增大而增大。研究结果为水平井井筒中的沥青沉积行为指明了方向,认为合理控制井筒中流体速度、黏度和颗粒直径可作为去除井筒沥青质沉积的有效手段。

合水油田水平井水平段取心工艺技术与应用

长庆油田近几年大量施工水平井,但储层非均质性强,迫切需要开展水平井水平段取心及其后续分析工作,精确掌握储层展布规律,为后期油藏整体有效开发提供理论依据和技术支撑,决定在合水油田GP41-65井进行水平井水平段取心试验。为减少取心施工风险,在该井设计阶段甲方、设计单位与施工方沟通交流,优选取心井段,设计水平井轨迹有利于取心。施工方优选取心工具,精准控制井眼轨迹,优化钻井液性能,优选钻具结构、钻井参数。积极试验螺杆钻具加取心工具钻具组合取心,水平段连续取心8趟取心进尺53.53 m,收获率100%,取心质量及井身质量合格,该水平井水平段取心成功,为2015年长庆油田水平井钻井技术新突破,为后续水平井水平段取心具有重要的指导意义。

有机胺防塌钻井液在水平井水平段泥岩防塌技术研究

近几年,水平井水平段采用无固相低伤害和复合盐钻井液体系,该体系具有一定的优点,但是又有一定的局限性。由于苏里格气田东区储层非均质性强,可能要穿越几套砂岩,水平段钻遇泥岩的几率增大,钻遇泥岩后会遇到缩径、坍塌、遇阻甚至卡钻等恶性事故,甚至无法钻达目的层,给水平段施工带来很大的风险。因此,有必要研究一种新型的钻井液体系,有效抑制泥岩的水化作用,从而有效解决苏里格气田东区水平段钻遇泥岩井壁失稳技术难题,减少井下复杂事故,保障水平段安全平稳钻进,完成产建任务,从而为水平井的整体提速和大规模开发提供工程技术支持。

青海油田风西区块长水平段水平井钻井液技术

青海油田为实现稀井高产开发技术方案,在柴达木盆地大风山地区风西构造部署五口长裸眼水平井,并同时应用水基、油基钻井液进行施工对比,总结完善风西长裸眼长水平段水平井钻完井工艺技术模板。以优质复合盐水基钻井液在风西ⅠH1-5井的现场应用实例进行总结,并对相关钻井工艺技术应用、工程参数控制、流变性与携带等进行分析。风西ⅠH1-5井完钻井深为5478 m,水平段长2541 m,创青海油田水平段最长、油层钻遇率最高(100%)、水平井单趟进尺最多(1566 m)、水平段短程起下钻井段最长(达1000 m)、首次采用漂浮下套管技术等多项施工新纪录,该井的成功钻探对于超长水平段水平井的钻完井工艺在青海油田应用具有里程碑意义。与应用油基钻井液施工的邻井就钻井周期进行了对标分析,该优质复合盐水基钻井液施工井均优于油基钻井液施工井,对今后钻探长裸眼、长水平段水平井钻井液体系优选有较好的指导借鉴。

苏里格气田桃7井区水平井斜井段和水平段适用钻井液体系

鄂尔多斯盆地苏里格气田桃7井区钻探目的层为二叠系石盒子组盒7段,该区块内石千峰组和石盒子组地层(简称"双石层")极易吸水膨胀进而引起井壁失稳和钻头泥包等井下复杂情况。针对上述难题,以室内研究为技术支撑,主要考虑抑制性、润滑性能及流变性能,分别研制出了钾盐聚磺钻井液体系和强抑制低伤害暂堵钻井液体系。在该井区内一口水平井(桃7-17-19H井)所进行的实验结果表明:钻进该水平井斜井段所采用的钾盐聚磺钻井液体系具有良好的抑制性能和井眼净化能力,成功解决了因泥页岩水化膨胀而引起的缩径扩径、坍塌掉块、高摩阻大扭矩、钻头泥包等技术难题;第三次开钻水平段所使用的强抑制低伤害暂堵钻井液体系同样表现出众多优点——性能稳定、失水量低、润滑防卡性能良好、暂堵效果显著、能有效保护储层。桃7-17-19H井完钻井深4 360 m,其中水平段长900 m,钻井周期39.25 d,并获得无阻流量108×104m3/d的高产气流。应用效果表明:上述钻井液体系适用于桃7-17-19H井,保证了钻井施工安全,大大提高了机械钻速,创造了苏里格气田水平井钻井周期最短的纪录,值得推广。

金平1井浅层长水平段水平井钻井技术

长水平段水平井可增加油气藏的裸露面积,显著提高边际油气藏的综合开发效益。为了检验前期研究成果,进一步丰富完善长水平段水平井钻井技术,决定部署一口阶段试验井——金平1井。在剖析该井施工难点的基础上,重点阐述了其井身结构与井眼轨道优化设计、大井眼浅层定向、井眼轨迹控制、钻具组合优化、安全钻进等关键技术,通过对水平段摩阻扭矩的理论与实际分析对比,保障了现场施工的顺利进行。该井的成功完钻,积累了大位移及长水平段水平井钻井技术经验,并创造了胜利油田3项技术指标,位垂比达到了2.803,是当时国内陆上油田位垂比最大的一口井。

大牛地气田长水平段水平井分段压裂优化设计技术

针对大牛地气田长水平段水平井压裂段数多、缝间干扰严重、压裂液滞留地层时间长且滤失量大、对地层伤害大、排液周期长等问题,采用油藏数值模拟、裂缝模拟及室内试验等技术手段,优化了裂缝参数、布缝方式、分段压裂工艺与施工参数,研究了压裂液同步破胶方法,形成了长水平段水平井分段压裂优化设计技术。该技术在大牛地气田进行了广泛的现场应用,盒1层21口水平段长度超过1 000m的气井压裂结果表明:裂缝间距优化合理,后期生产没有出现明显的缝间干扰现象;施工参数与地层匹配性好,工艺成功率100%;压裂液同步破胶取得明显成效,基本达到同步破胶的目的;降低了地层滤失,提高了排液效果,压裂后自喷排液率达到50.0%以上;压裂措施有效率100%,平均产气量4.5×104 m3/d,产量增幅明显。现场应用分析表明,长水平段水平井分段压裂优化设计技术可大大提高大牛地气田特低渗透致密砂岩气藏的开发效果。

低孔低渗气田长水平段水平井钻井技术

通过理论研究和现场试验,以国内现有钻井装备条件为基础,形成了包括井眼轨迹控制技术、电磁波随钻测量技术、无固相钻井液技术和欠平衡钻井技术的长水平段水平井钻井配套技术,并在大牛地气田DP4、DP5、DP6等3口井进行了应用。实践表明,充气全过程欠平衡钻井技术提高了大牛地气田机械钻速,达到了在钻井过程中保护油气层、及时发现油气层和提高单井产量的目的。总结了长水平段水平井井眼轨迹控制的基本方法,提出了其他相关技术的发展建议,对于高效开发低孔低渗油气田具有重要的指导作用。

小井眼长水平段水平井摩阻扭矩控制技术

小井眼长水平段水平井+分段压裂的开发方式在大牛地气田的开发中取得了理想效果,然而仍然存在一系列的问题,尤其是水平段后期的摩阻扭矩控制问题。以理论分析和实钻工程特征为基础,建立了摩阻扭矩分段计算模型,并对水平段长度、轨迹剖面、钻具组合和钻井液流变性等影响规律进行了分析,结果表明:随着水平段长度的增加,钻进和起钻的摩阻扭矩均在增加,当摩阻扭矩不再增加时,此时便是水平段的极限长度;随着单增剖面靶前位移的增加,摩阻扭矩增加;采用组合钻杆(φ1 01.6 mm/φ114.3 mm+φ88.9 mm)既有利于水平段和大斜度井段携岩,同时又能有效地控制摩阻扭矩;钻井液屈服值和塑性黏度越低,摩阻扭矩越小。将摩阻扭矩综合控制技术应用于DPH7井,水平段轨迹平稳,平均全角变化率1.79。/30 m。

长水平段水平井井眼轨道优化设计方法

井眼轨道优化设计是长水平段水平井降低摩阻扭矩的有效途径之一,利用先进的计算机软件对轨道设计关键参数进行优选,可以得到优化轨道设计,从而达到降低施工难度的目的。结合华北油田某井工程实列,论述了长水平段水平井井眼轨道优化设计方法。

长水平段超深水平井技术在元坝区块272-1H井的应用

272-1H井是元坝区块的一口长水平段超深水平井,垂深超过6 500 m、井底温度高达156℃,存在地质情况复杂、多套压力体系并存等技术难题。施工中通过钻井提速技术、井眼轨迹控制技术、高温定向工具技术、井眼清洁技术、摩阻扭矩监测控制技术、高温钻井液技术等,克服了裸眼段长、摩阻扭矩大、岩屑清洁效率低、井眼轨迹控制困难、工具仪器耐高温高压等问题,创造了元坝区块水平井水平位移最长、水平段长最长、钻遇含气储层最长三项纪录,并为同类超深水平井的施工积累了丰富经验。

致密油藏长水平段水平井压裂参数优化研究

以鄂尔多斯盆地延长组致密油藏为研究对象,运用油藏数值模拟方法研究了水平段方位、水平段长度、压裂参数等对水平井产能的影响规律。研究结果表明：考虑地质、工程及成本等因素,当水平段方向垂直于最大主应力方向,水平段长度为900~1 800m,裂缝间距为60~120m,裂缝半长为70~110m,导流系数为25~100D·cm时,压裂水平井开发效果较好。

龙26-平25长水平段水平井钻井技术

为了高效开发低渗透油藏,在大庆油田龙26区块部署了龙26-平25长水平段水平井。介绍了井身结构与井眼轨迹剖面设计特点,分析了钻井施工中的难点,从井眼轨迹控制、旋转地质导向钻井技术、摩阻与扭矩监测、井眼清洁等几个方面对该井采用的技术措施进行了详细阐述。龙26-平25井完钻井深4045.00 m,水平段长2033.00m,各项指标均符合设计要求,创出了大庆油田应用水基钻井液施工水平井水平段最长的记录,为今后施工同类型长水平段水平井积累了宝贵的施工经验。

长水平段水平井机械水力延伸能力研究

依据刚杆模型和油气井流体力学理论研究了机械承载能力和钻井水力参数对水平段极限延伸长度的影响,计算了相应的水平段极限延伸长度值,并给出了合理解释。研究表明,水平段极限延伸长度受摩阻扭矩和循环压力损耗的双重制约,其值随地层破裂压力和钻井液润滑性的提高而增加,随钻井泵排量和钻井液密度的增加而减小。因此,为满足长水平段水平井作业的需要,应尽量选用低密度、润滑性良好的钻井液,并配合大功率的顶驱装置,在较低的排量下施工。

Y5-FP1长水平段水平井钻井施工技术

为了高效开发ZY油田低渗透储层,部署了Y5-FP1长水平段水平井。施工前对井身结构、井眼轨迹进行了优化,施工中直井段、增斜段、水平段选用不同的工具和施工参数,保证了井眼轨迹精确控制,同时在井筒清洁和井壁稳定方面采用相应的钻井安全技术措施,保证了井眼清洁和井壁稳定,取得了施工水平位移2040.34m,水平段长1689.43m,5个靶点全部中靶,全井无事故复杂的好成绩,为施工同类型井积累了经验。

河南油田页岩油长水平段水平井钻井实践

河南油田泌阳凹陷泥页岩油气藏储量丰富,是下一步河南油田的替代资源。水平井钻井技术是当前页岩油气开发的主流技术,应用水平井钻井技术,结合水力压裂技术能够实现致密页岩油气藏的商业开发。以泌页HF1井为例,从井身结构与井眼剖面设计、轨迹控制技术、钻井液技术和固井技术等方面介绍了河南油田页岩油长水平段水平井钻井施工中的关键技术,为类似区块应用水平井技术开发致密页岩油气藏提供技术借鉴。

长水平段水平井钻井完井技术难点与对策分析

长水平段水平井可以最大限度地增加油气藏的泄漏面积,提高单井的产量。但是在长水平段水平井钻井和完井施工中也存在诸多的难点,文章对长水平段水平井施工中的钻井和完井施工难点进行了归纳,并提出了相应的技术对策,对现场施工具有一定的指导作用。

泌阳凹陷页岩油长水平段水平井钻井技术研究

为开发泌阳凹陷丰富的陆相页岩油气资源,河南油田开展了页岩油长水平段水平井钻井研究和实践。针对泥页岩井壁垮塌、水平段长、摩阻扭矩大、井眼轨迹控制难度大、管壁及井壁的油基界面难以清除等难点;通过采取井身结构优化、井身剖面优化,采用旋转导向、油基钻井液、弹韧性水泥浆、驱油型前置液等技术,顺利完成中国石化第一口陆相长水平段页岩油水平井泌页HF1井的钻井施工。

长水平段水平井设计与施工难点及对策

随着井下测量仪器与工具的改进与完善,施工的水平井水平段越来越长,同时在钻井施工中长水平段井的施工出现了很多施工难点。文章在分析长水平段水平井的特征基础上,对长水平段水平井的施工难点及技术对策进行了探讨,可供从事长水平段水平井施工的技术人员借鉴参考。

长水平段水平井钻完井技术难点分析及对策

文章对长水平段水平井施工中的钻完井技术难点进行了深入分,并提出了相应的技术对策,具有一定的应用价值。