高温地层对传感器采集钻井液参数的影响及解决方法

钻井液的流变参数优化设计对于整个项目的安全,保证钻井的高效优质有非常重要的意义,国内外目前并没有形成系统科学、定性定量的钻井液参数采集模式。考虑到钻井液的密度和电导率会随着温度的变化产生线性变化,温度过高会使采集参数的传感器的元器件造成形变,形变致使传感器发出参数变化,排除钻井液本体性能变化因素。分析了背景环境及影响因素,结合测试验证展开叙述,充分研讨了高温地层对传感器采集钻井液参数的影响及解决方法,希望能够为该领域的技术发展和工程建设提供有效的参考。

高温地层酸化的高粘度-收率酸液体系

本文论述了以HCl／甲酸为基础酸与合成聚合物胶凝剂混合的特效现场交联酸酸液体系的研制。现场交联有机酸混合物的性能是新颖的。此外，在酸液开发过程中意外发现其独特的流变学性质。 以往，在碳酸盐岩酸压和基质酸化施工中为使酸液转向，控制酸液滤失采用胶凝酸和现场交联酸。多种合成聚合物用采稠化酸液。过去的研究表明控制酸液滤的第一步是需求粘度为20cp的凝胶，现场交联酸随着酸液消耗粘度迅速升高。交联的凝胶体暂时堵塞裂缝使后来的酸液转向其他受损害地带。当酸液完全消耗，凝胶体破胶，得到低粘度流体。 碳酸盐岩酸化使用的是最普通基础酸HCl，在高温条件下使用HCl和有机酸的混合物，由于其具有强溶解力和相对低的腐蚀速率。在极端情况下使用有机酸混合物。然而，过去利用的HCl／甲酸的混合酸液，没有对其独特的流变性作彻底的研究。 28％HCl与传统的胶凝酸和现场交联酸相比，其化学性质和流变性与胶凝酸，现场交联HCl／甲酸的混合酸液等价。

一种用于碳酸盐岩高温地层的冻胶堵水剂

提出了一种适用于裂缝性碳酸盐岩高温地层的堵水剂,该堵剂由部分水解聚丙烯酰胺、苯酚和甲醛组成。研完了堵剂中各成份的含量对堵剂性能的影响。介绍了该堵剂在现场的应用情况。室内及现场试验结果表明,该高温冻胶堵水剂具有成胶时间可调、适应温度范围宽、封堵能力强的特点,能有效控制碳酸盐岩高温油井的含水上升,减小产量递减速度。

高温地层对中子孔隙度测井的影响

以往中子孔隙度测井的蒙特卡罗数值模拟研究,均基于常温地层环境,但实际中地层温度对中子孔隙度测井的影响较大,采用蒙特卡罗模拟程序MCNP5模拟研究了高温地层环境对中子孔隙度测井的影响。模拟计算不同温度条件下,计数率与源距、计数率与孔隙度、近远探测器计数比与孔隙度之间的关系。计算结果表明,探测器计数随着温度的升高而增大,近远探测器计数比随着温度的升高而降低,但探测器计数与源距、孔隙度,计数比与孔隙度关系曲线的趋势规律不变;高温地层环境条件下,中子孔隙度测井的地层灵敏度减小,不利于中、低孔隙度渗透率储层评价。地层高温对补偿中子孔隙度测井的影响不可忽视,研究为高温地层条件下中子孔隙度测井的重新刻度或后续校正提供理论依据,从而为准确评价储层孔隙度奠定基础。

新一代高温地层动态测试系列仪器(PressureXpress-HT & MDT Forte-HT)

斯伦贝谢公司于2012年2月宣布投产新一代PressureXpress—HT地层压力测试系统和MDTForte-HT地层采样与压力测试系统。与以前的高温地层测试器相比，PressureXpress-HT能在450°F（232℃）的环境温度下完成更精确的压力测试，获得高质量数据。Pressurexpress—HT具有多功能增强型动态控制压力预测系统，可对体积和压降速度进行精确控制，能在高温高压致密地层中完成压力测试。

一种新型有机硅聚合物作为高温地层堵漏材料的研究

为了解决高温地层或储层钻井堵漏的技术难题,本文通过分子结构设计,以(丙烯酸)AA、(丙烯酰胺)AM、(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)γ-MPS作为反应单体来制备一种新型有机硅聚合物,使用新型有机硅聚合物和自制交联剂进行交联反应制备一种新型凝胶堵漏剂.用红外光谱和热重分析对分子链的分子结构和热稳定性进行了表征.借助SEM表征高温老化实验前后材料本身结构变化状态.聚合物浓度的影响,影响交联剂,凝胶化温度和交联封孔剂性能随时间的剂量,结果表明:胶凝时间可控的密封剂,堵漏剂性能评价结果表明:堵漏剂抗温性能较好,在180℃下老化24 h后,承压能力≥10 MPa、堵漏剂具有较好的黏弹性及剪切稀释性;堵漏剂承压能力较好,压力达到7 MPa时,在10~20目砂床模拟实验中10 min的漏失量仅为2.7 mL.

高温高压地层破裂压力预测方法

准确预测地层破裂压力是安全快速钻井的前提。国内外学者提出了多种预测地层破裂压力的方法,但考虑温度和渗流作用对破裂压力影响的模型还没有得到广泛应用。通过研究,给出了温度和渗流引起的附加破裂压力的计算方法,建立了综合考虑温度及渗流影响的高温高压地层破裂压力计算新模型,并编制了高温高压地层破裂压力预测软件。应用该软件进行了实际预测,结果表明:高温高压地层破裂压力预测新模型可为工程设计提供高精度的参数,对实际钻井完井过程具有重要的指导意义。

高温地层钻井堵漏材料特性实验

深井高温地层堵漏技术对堵漏材料的抗/耐温能力、抗压强度和沉降稳定性等提出了更高要求。针对高温地层钻井堵漏技术难题,基于220℃高温老化质量损失率、粒度降级率、抗压破碎率、抗压弹性变形率、摩擦系数变化率、纤维断裂强度保持率等技术指标,借助扫描电镜观察堵漏材料高温老化前后微观结构变化,评价了常用的有机植物类、有机聚合物类和无机矿物类堵漏材料的基本抗温能力,揭示了高温老化性能下降机理。利用自制的高温高压裂缝封堵模拟实验装置,探讨了高温封堵层失稳破坏机制。实验优选出抗220℃高温的微细填充颗粒、弹性变形颗粒和片状填塞颗粒等3种堵漏材料;基于耐热高分子和无机矿物材料,自制了抗高温高强度低密度的刚性架桥颗粒、抗高温高强度纤维类两种新型堵漏材料。基于强力链网络结构的致密承压封堵基本原理,通过不同类型抗高温堵漏材料的复合协同作用,优化得到了针对不同裂缝开度的抗高温致密承压封堵工作液配方,其承压能力≥10 MPa,沉降稳定性好,酸溶率高,可用于解决高温地层或储层钻井堵漏技术难题。

堡古1井高温复杂地层PDC钻头的研究与应用

堡古1井为冀东油田第一口重点风险探井,位于河北省唐山市东南海域南堡油田4号岛上,设计井深5 396 m,为一口三段制四开定向井,设计井斜15°,三开井段Ф215.9mm钻头钻进井段3 550～4 918 m,地层为沙河街灰质泥岩、砾岩、玄武岩和砂泥岩互层段,岩性变化频繁,地层研磨性强,可钻性差,无邻井参考资料。为了提高该井段高温复杂地层条件下的钻井速度,经过对PDC钻头损坏机理研究,采用等切削和等磨损原则设计钻头,充分考虑高温复杂地层对复合片的冲击和研磨作用,及钻头工作的稳定性,分别从钻头冠部形状、切削齿尺寸、倾角、布齿密度、工作稳定性以及选齿等方面进行优化设计。通过在现场的实际使用,获得了良好的效果,对今后此类地层的钻头设计和选型具有较强的指导意义。

海上高温高压地层孔隙压力预测方法研究

针对南海北部莺歌海盆地地层异常高压比较普遍的情况,利用改进的声波速度-密度交会图版,对其中东方13气田高温高压地层的异常高压形成机制进行分析。对于泥岩地层,分析认为其异常高压成因机制主要为欠压实作用、水热增压作用和化学压实作用,各机制对高温高压形成的贡献率随垂深不同而变化。基于该气田的特殊地质情况,建立了孔隙压力计算的组分模型,采用测井数据对孔隙压力进行计算。考虑到构造起伏的影响,认为砂岩储层孔隙压力是由泥岩传递和烃柱浮力作用产生的两部分孔隙压力组成,并建立了相关计算模型。

聚合物驱在河南油田高温油藏中的应用

通过对普通聚合物与含添加剂的耐高温聚合物的对比实验，认为耐高温聚合物在７５℃下老化有较好的稳定性，可以用于河南油田聚合物驱先导试验。不同含氧量的溶液有不同的稳定性，含氧量越低，稳定性越好，当含氧量降到１．０ｍｇ／Ｌ以下时聚合物的稳定性大大提高。模拟油层条件下的实验证明，油砂的存在使聚合物溶液的长期稳定性进一步提高。现场先导试验经过２年多的聚合物溶液的注入，中心井及中心区见到了明显的增油降水效果，数模预测到１９９９年底中心井可提高采收率１０％，取得了一定的经济效益和经验。

沙特B区块高温高压深气井配套钻井技术

沙特B区块自然条件恶劣,地质环境复杂,属于具有多套压力系统的高温高压深层凝析气藏,地层最高温度176℃,地层压力系数1.88,部分井段含有H2S,钻井施工难度极大。针对该区块上部地层存在多套漏失层、中部地层存在高低压夹层、下部为高压气层的地层特性,分析了钻井过程中可能遇到的井下故障,包括上部地层严重漏失、卡钻,中下部地层机械钻速慢、储层保护困难等难题,给出了相应的技术措施,包括井身结构优化、钻头评价与优选、复合钻进、加强防漏堵漏、应用MPD钻井技术等。在MKSR-0002井的应用结果表明,该配套钻井技术基本解决了该区块的一系列钻井难题,大大提高了机械钻速,缩短了钻井周期,有效保护了油气层。

异常高温高压下超深特低渗砂岩气藏的优化压裂技术应用研究

结合中原油田 PS1 5井的压裂改造实例 ,着重介绍了用于异常高温高压下超深特低渗砂岩气藏优化压裂的 6项技术 :1使用超高温弹大孔密射孔 ;2选用套管压裂 ,提高泵注排量 ,把储层压开、压好 ;3优选优质、高效、低伤害的压裂材料 ;4优化水力裂缝设计 ,求取裂缝支撑半长 ;5压前小型压裂测试 ,保证正式压裂的成功 ;6压后采取强制闭合技术。PS1 5井压裂实践证明 ,该套技术可使目的层 Es3段

深井高温岩石破岩机理及生热分析

为了提高深井高温地层PDC齿的破岩效率,分别将花岗岩和砂岩加热至不同温度以模拟深部井底高温岩石,结合岩石岩性及其在高温条件下的力学特性,进行PDC单齿切削破岩室内试验,利用切削力传感器、高速摄影机和热红外成像仪对不同温度岩样的切削力、破岩过程和切削温度场进行深入分析。分析结果表明:花岗岩和砂岩均存在使自身力学特性发生较大变化的临界温度,超过该临界温度切削效率和切削生热将发生突变,当花岗岩温度低于其临界温度、砂岩温度高于其临界温度时可大大提高PDC钻头的破岩效率;花岗岩和砂岩受温度影响力学特性的变化规律不同,而在不同温度条件下它们自身的力学特性也存在差异,特别是突破临界温度值后会产生较大的变化;钻井作业时可根据不同岩石及它们在不同温度环境下呈现出的力学特性,科学制定钻井方案,降低破岩难度,提高钻井效率。所得结论可为高温地层高效钻井和配套PDC钻头设计提供理论指导和技术支撑。

海上高温高压井测试技术

南海西部石油公司在其管辖的莺歌海、琼东南盆地中深层勘探中遇到高温高压储层，在中外专家的协助下于１９９４年７月在水深１１５ｍ的崖２１—１构造上钻成深度４６８８ｍ的探井，经测试地层压力为１０５．１５ＭＰａ，地层温度２０６℃，获得齐全准确的各项数据。在半潜式钻井平台上进行高温高压井测试是世界石油界探讨和努力解决的难题。防止意外井喷事故是测试的先决条件。对地面设备、井下工具和工艺方法的选取一切应以安全为前提，只有这样才能取全各项资料数据，确保顺利压井以及起出管柱。通过对一些测试成功井的技术总结，提出了对海上高温高压井测试技术的认识和看法，提出了目前存在的问题和今后有待于改进的方向。

ZK201高温地热井固井技术

ZK2 0 1井是一口设计井深 1 70 0 m的高温地热井 ,钻进过程中井漏严重 ,给固井作业增加了难度。给出了该井固井作业中采取的堵漏措施及耐高温水泥浆配方 ,详细介绍了其施工过程及所采取的补救措施。

目前地层油高压物性分析存在的问题及修正方法

地层油的体积系数、溶解气油比是油藏油气储量计算、开发方案设计等必不可少的重要资料,其数据的准确性直接影响油藏储量及产量计算的准确性。从高压物性参数的定义出发,论述高压物性参数的影响因素,地层油体积系数、溶解气油比的标准测试及数据处理方法;通过国内外PVT测试实例,详细论述数据处理方法,指出目前油田PVT测试方法及数据处理中存在的问题,并给出数据修正方法;对比修正前后体积系数、气油比的差别及其对储量计算的影响程度。结果表明按目前行业标准测试的体积系数及气油比与实际值相比偏高,致使计算的油藏原油储量偏低。

可靠的高温测井技术

Los Alamos国家实验室(LANL)已把地热工程的高温井测井技术改型翻新成适用于深气井套管井测井方法(伽马射线、中子和套管接箍)。实验室的实验表明,这种高温井下井仪器能在400°F(204℃)的井底条件下使工作时间延长3倍。在西俄克拉何马州Beckhom县深气井测井作业期间,标准的套管井测井下井仪器在2～4h内就失效了,而高温井下井仪器成功地进行两个连续的6h(12h)测井作业。在此之后。

高温高压非常规储层渗透率脉冲法测量及分析

随着超深层致密砂岩气藏、页岩气藏等非常规气藏的大规模开发,非常规储层渗透率测试难度大、时间长、精度低等问题逐渐凸显。为提高在高温高压条件下测量储层岩石渗透率的准确性,依据高压脉冲渗透率测试原理,假设一维可压缩流体,且高压下岩石具有可压缩性,优化求解过程并推导出高压脉冲渗透率完整且实用的表达形式;考虑储层高温高压地层环境,设计并开展高温高压脉冲渗透率测试实验。提出压差保持程度概念,用以揭示压力脉冲衰减不同时段的变化特征。开展了高压脉冲渗透率与孔隙压力、压差保持程度、标准克氏渗透率以及常规脉冲渗透率的误差分析研究。结果表明:压差保持程度在20%~50%的压差衰减实验数据可准确计算岩样的脉冲渗透率。保持有效应力不变,不同渗透率范围的岩样所受高孔隙压力的影响不同。高压脉冲渗透率与其他渗透率相比,更加接近实际高温高压地层环境下的岩石渗透率。该渗透率测试方法快捷、准确,具有其独特的优势,是深层非常规气藏储层物性测试评价的有效手段。

肯尼亚OLKARIA高温地热井钻井技术应用

肯尼亚OLKARIA地区地热井地层漏失严重,地层高温,地质情况复杂,造成定向地热井实施面临着井身轨迹控制难度大,井眼净化能力差,钻具磨损严重,钻井周期相对较长。GWDC通过经过3年现场实践,通过空气泡沫流体应用,优化钻头选型方案,合理井深结构和有效的技术措施,较好解决了以上难题,缩短了钻井周期,节约钻井成本。