天然气水合物钻探近井地层与井筒热量传递规律研究

在天然气水合物钻探中,井筒温度变化易导致储层水合物分解,产生大量以甲烷为主的气体侵入环空。侵入气体随环空流体上返过程中,当环空温度压力等环境符合水合物二次生成条件时,水合物会在环空大量生成并附着井壁,堵塞环空引发井壁失稳、井喷等事故。文章研究了水合物钻探过程中井筒地层段的温度分布和热量传递规律,研究发现,环空流体温度降低易导致水合物生成,温度过高则会增大水合物储层的分解速率;钻井液入口温度越高,热量由环空传入地层的井段越长,反之越短;相较于低密度钻井液,高密度钻井液对井底温度影响更大;排量变化也会对井筒温度分布产生较大影响。因此,在水合物钻探过程中,通过对入口流体温度、排量和密度参数进行合理调节,避免发生储层水合物失控分解,对于保障水合物钻探过程井筒稳定,实现水合物安全钻采具有重要意义。文章阐明了热流量在井筒中的变化规律,通过计算井筒地层段中各区域换热速率和换热量的大小,为水合物钻探井筒温度监测提供理论支撑。同时也为后续的水合物得到井筒温度变化研究提供参考。

钻井与完井对近井地层渗透性损伤的分析

为了研究钻井、完井过程中钻井液、完井液渗入近井地层以及固体颗粒沉淀造成的地层损伤对油井产量的影响,考虑钻井液、完井液对石油的驱替,将其渗入地层视为动界面的渗流力学问题进行研究。得到了钻井液、完井液的锋面位置与时间的关系式、损伤与未损伤区石油的压力分布、损伤与未损伤情形下油井产量的表达式。该成果对石油、天然气、煤层气开采具有一定的参考价值和指导意义。

盐下油藏近井沥青质沉积预测与化学解堵

对肯基亚克油田盐下油藏近井地层沥青质沉积的可能性进行分析,利用气-液-固平衡理论模型预测了不同油井近井地带沥青质沉积的初始压力。结果表明,沥青质初始沉积压力均高于平均饱和压力以及目前的井底流压。据此可以断定,盐下油藏近井地带已经出现了沥青质的沉积堵塞。利用BKJ-1化学解堵剂对8033和8031两口油井开展近井地带解堵现场试验,获得了较好的增油效果,同时证实了模型预测结果的可靠性。

油井防垢:防垢剂挤注技术

综述论题如下。前言:油田结垢原因、类型、对生产的影响及防垢方法分类(物理、化学、工艺方法)。①油田用防垢剂概述:有机膦酸类,聚合物类。②防垢机理简述。③防垢剂投放方法,特别是近井地层挤注法及其工艺。④挤注技术应用实例,包括:英国北海Miller油田(钡锶垢);挪威北海Asgard油田(钙垢),Heidrum油田(钡锶垢);沙特阿拉伯H、Z、Ghawar油田(钙垢);中国河南油田(碳酸钙垢);长庆油田(碳酸钙/硫酸钙垢);胜利油田(高温、钙垢)及江苏油田。

井壁深穿透电控钻孔技术研究与现场试验

现有水力钻孔技术虽然弥补了传统火药射孔穿透距离短、有压实效应等不足,但施工时需要油管或连续管配合,作业周期长、成本高,而且仅依靠地面泵压信号难以直接准确监测施工进程。针对这一问题,进行了井壁深穿透电控钻孔技术研究。优选直流电机代替高压水泵作为施工的能量来源;采用电缆悬吊方式代替油管或连续管传送钻孔工具,通过电缆传输电能和发送控制命令控制钻孔作业;研制实时监测系统,以及时准确地监测地层钻进过程,形成了井壁深穿透电控钻孔系统。地面试验和现场试验证明,该技术可钻入地层2.00 m以上,形成直径20.0~30.0 mm的孔道,其监测系统通过识别和记录井下霍尔传感器在地层钻进时产生的脉冲电信号,可及时准确地计算出实际钻孔长度。研究结果表明,井壁深穿透电控钻孔技术采用电缆传送,高效、快速、成本低,很好地弥补了传统火药射孔的不足,为沟通改造近井地层提供了一种新方法;同时,该技术的监测系统可在施工时对钻进长度等参数实时监测,解决了现有水力钻孔技术无法监测施工进程的问题。

GDH-06高温防膨剂合成与应用

高温防膨剂GDH-06含30%聚季铵盐、约10%无机盐(氯化铵、氯化钾等),其中的聚季铵盐由二甲胺和环氧氯丙烷合成,相对分子质量适中。使用取自孤岛渤76井、含泥质10%～15%、在蒸馏水中散失率>90%的地层岩心测定GDH-06的性能。经5%和10%GDH-06水溶液浸泡,在270℃加热6小时后,岩心保留率分别为89.0%和91.4%;用10%水溶液浸泡,270℃加热时间延至25天时,岩心保留率仅降至86.3%;70℃下在岩心中连续注入5%和10%GDH-06水溶液,对岩心渗透率的伤害率分别为15.2%和9.7%。该剂已成功用于孤岛油田蒸汽吞吐井的防膨处理,使用10%水溶液,处理半径1.2～1.6m,共24井次。该剂已投入批量生产及推广应用。

不同助排方式改善蒸汽吞吐效果实验及数值模拟

由于稠油油藏的蒸汽吞吐开发属于降压式衰竭开采,导致吞吐后期油藏能量不足,蒸汽超覆严重,垂向扫油系数低,开采效果变差。注蒸汽的同时伴注一定量的气体及化学剂辅助蒸汽吞吐可改善流度比,有效改善稠油油藏的开发效果。利用室内单管实验研究了不同助排方式对蒸汽吞吐效果的影响,实验结果表明,与无助排相比,烟道气泡沫助排驱油效率可提高19%。在此基础上,利用数值模拟方法对比多种助排方式对蒸汽吞吐效果的影响,其结果与物理模拟实验结果吻合。综合多方面因素,烟道气泡沫助排效果最佳,其次为氮气泡沫助排,尤其是当地层的非均质性差以及原油粘度较高时,烟道气泡沫辅助蒸汽吞吐的开发效果更为明显。