聚磺钻井液泥饼厚度及致密性研究

以API滤失量和泥饼厚度作为评价指标,运用正交试验设计法,对聚磺钻井液配方中的处理剂进行了筛选,并对该钻井液的配方进行了优化及性能测试。研究结果表明:对泥饼厚度影响最大的是膨润土和CMC-7,对泥饼致密性影响最大的是K-PAM和SMP-2。在低于120℃的温度范围内,随温度的增加,钻井液的粘度变大,泥饼厚度增加,滤失量也变大。

泥饼形成预测模型及影响因素分析

在钻井完井过程中,工作液的滤失将会造成复杂的井下情况和油气层损害。泥饼的形成对井眼安全、快速钻进及储层保护起着重要作用。在分析泥饼形成机理的基础上,文中给出了预测泥饼厚度与工作液滤失量的数学模型,利用有限差分方法对模型进行了数值求解,实现了泥饼形成过程的数值模拟;同时,利用该模型分析了井眼与储层的压差、工作液固相质量分数、泥饼渗透率和环空流速对泥饼厚度及滤失速度的影响。研究认为:随着井眼与储层的压差、工作液中固相颗粒质量分数、泥饼渗透率的增加,泥饼厚度增大;随着环空流速的增加,泥饼厚度减小;在条件相同的情况下,随泥饼厚度的增加,工作液的滤失速度减小。

油气水平井内固井二界面泥饼形成规律实验研究

固井二界面问题是水平井固井面临的一大工程难题,泥饼厚度直接影响固井二界面胶结质量。为此,开展固井二界面泥饼形成规律实验研究对于提高固井二界面胶结质量进而防止环空窜流具有重要意义。以井斜角为变量,设置井斜角角度梯度为0、30°、60°、90°,利用厚度测量装置测量固井二界面的泥饼厚度,分析得出泥饼厚度随井斜角的变化规律。实验结果表明,同一井斜角下,沿重力方向,泥饼厚度逐渐增加;水平方向上,泥饼厚度基本相同。不同井斜角下,背离重力方向处,随着井斜角的增大,泥饼厚度逐渐减小;向着重力方向处,随着井斜角的增大,泥饼厚度先减小后增大。

污泥深度脱水分析和全自动压滤机应用实践

从过滤速率方程可见,影响污泥深度脱水的主要因素有污泥性质(r、μ)、压力、泥饼厚度和时间。通过污泥调理、增加压力、降低泥饼厚度可以改善污泥的脱水效率和脱水后泥饼含水率,但要同时考虑经济性、安全性和污泥减量化、稳定化、无害化和资源化的需要。滤布行走式全自动压滤机,可以实现无人辅助卸泥全自动运行,单一调理剂聚合硫酸铁有效投加量占绝干污泥的比例为1.47%~2.1%,泥饼含水率50.15%~53.45%。

压差卡钻新模型的建立与分析

压差卡钻的准确预测对于预防和减少钻井过程中卡钻事故的发生具有重要意义,目前的压差卡钻模型缺乏对钻井液泥饼与井壁压力关系的研究,模型不完善。在前人研究的基础上,根据钻井液泥饼的性质,结合压差、钻具与井壁的封闭接触面三因素建立压差卡钻预测新模型。通过压差卡钻机理分析和实例计算表明,钻井液在井壁上所形成的内泥饼与外泥饼的渗透率越接近,井壁处的压力越高,有利于预防压差卡钻的发生;如果外泥饼的质量越好,泥饼薄且耐压缩性好,发生压差卡钻后,所产生的黏附力就越小,也易解除,从而真正预防压差卡钻的发生。该研究为现场预防压差卡钻事故和钻井液设计提供了理论指导。

煤层气井井斜角对隔水层界面胶结强度影响试验

为了控制煤层气井开采过程中的水窜问题,采用自主设计的试验装置对沁水盆地晋城地区煤层气样品进行模拟试验,获得了井斜角分别为0°、30°、60°、90°条件下隔水层界面胶结强度试验数据,分析了井斜角对隔水层界面胶结强度的影响机理。结果表明:隔水层界面胶结强度随井斜角的增大而降低,原因是随着井斜角增大,井壁的泥饼环上部依次变薄,下部依次变厚,井斜角到90°时达到最厚,且随着泥饼的变厚,泥饼成分中黏土矿物的成分逐渐减少,钻屑和重晶石的含量逐渐增多。分析还认为,影响隔水层界面胶结强度主要因素有黏聚力、泥饼的含水率、颗粒密实程度、颗粒结构和矿物成分。因此,煤层气井型对隔水层界面胶结强度的影响较大,即若采用水平井开采煤层气,可能水窜问题更突出。

低电阻率地层基于凹陷电极对的油基泥浆电成像测井四参数计算方法

油基泥浆电成像测井是当前测井领域的研究热点之一。针对电成像测井在油基泥浆环境中存在的问题,提出了在低电阻率地层中基于凹陷电极对的油基泥浆电成像测井四参数计算方法,4个参数包括地层电阻率、泥饼厚度、油基泥浆电阻率和油基泥浆介电常数。基于凹陷电极对的极板结构、工作原理及四参数的计算方法分析了4个参数的影响因素,绘制了油基泥浆电阻率和相对介电常数的校正图版,并利用随机数据和层状地层模型验证了计算方法的准确性。结果表明,泥饼厚度是油基泥浆电成像测井四参数计算中的关键参数。参数的计算步骤为:首先计算出泥饼厚度,进而确定电极系数、计算地层电阻率;然后,根据电流频率、地层电阻率、泥饼厚度等参数对油基泥浆电阻率及其相对介电常数的数值计算结果进行校正。在低电阻率地层条件下,基于凹陷电极对的测量和计算能够准确地反映油基泥浆电阻率、油基泥浆相对介电常数、地层电阻率和泥饼厚度的变化,为油基泥浆电成像测井仪器设计和数据处理提供有利支持。