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Calculation of safe drilling mud density window for shale formation by considering chemo-poro-mechanical coupling effect
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作者 ZHANG Shifeng WANG Haige +3 位作者 QIU Zhengsong CAO Wenke HUANG Hongchun CHEN Zhixue 《Petroleum Exploration and Development》 2019年第6期1271-1280,共10页
It is difficult to define safe drilling mud density window for shale sections.To solve this problem,the general Biot effective stress principle developed by Heidug and Wong was modified.The Weibull statistical model w... It is difficult to define safe drilling mud density window for shale sections.To solve this problem,the general Biot effective stress principle developed by Heidug and Wong was modified.The Weibull statistical model was used to characterize the hydration strainrelated strength damage.Considering drilling fluid sealing barrier on shale,a calculation method of safe drilling mud density has been established for shale formation under drilling fluid sealing-inhibition-reverse osmosis effect,combined with a flow-diffusion coupling model.The influence of drilling fluid sealing and inhibiting parameters on safe drilling mud density window was analyzed.The study shows that enhancing drilling fluid sealing performance can reduce the pore pressure transmission and solute diffusion;the inhibiting performance of drilling fluid,especially inhibition to strength damage,is crucial for the wellbore collapse pressure of shale section with significant hydration property.The improvement of drilling fluid sealing and inhibition performance can lower collapse pressure and enhance fracturing pressure,and thus making the safe drilling fluid density window wider and the collapse period of wellbore longer.If there is osmosis flow in shale,induced osmosis flow can make the gap between collapse pressure and fracturing pressure wider,and the stronger the sealing ability of drilling fluid,the wider the gap will be.The safe drilling mud density window calculation method can analyze the relationships between collapse pressure,fracturing pressure and drilling fluid anti collapse performance,and can be used to optimize drilling fluid performance. 展开更多
关键词 SHALE drilling fluid COLLAPSE PRESSURE FRACTURING PRESSURE wellbore stability safe MUD density window SHALE gas development
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基于邻井灰色信息的钻井风险评价方法
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作者 魏凯 王晨阳 +2 位作者 吴德胜 郭勇 廖华林 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期99-108,共10页
为解决油气开发过程中未知地层钻井风险难以预测的问题,基于邻井灰色信息提出钻井风险评价方法。首先采用三参数区间灰数描述地层信息;其次采用深度平差和加权差值方法,根据邻井灰色信息构建目标井灰色井筒信息矩阵,并在此基础上建立三... 为解决油气开发过程中未知地层钻井风险难以预测的问题,基于邻井灰色信息提出钻井风险评价方法。首先采用三参数区间灰数描述地层信息;其次采用深度平差和加权差值方法,根据邻井灰色信息构建目标井灰色井筒信息矩阵,并在此基础上建立三参数灰色安全钻井液密度窗口;然后依据广义强度—干涉理论,建立包括溢流、井漏、坍塌及吸附卡等风险的评价模型;最后对西部某油田的5口井进行实例分析。结果表明:引入的井筒信息矩阵概念,描述和计算深度平差和加权插值优化参数,构建目标井井筒信息剖面;利用三参数区间灰数和井筒信息矩阵构建的灰色安全钻井液密度窗口,大幅降低钻井风险评估中的不确定性;基于广义强度—干涉理论的钻井风险评价模型得出的评估结果与实际工况一致。 展开更多
关键词 邻井灰色信息 钻井风险 三参数区间灰数 井筒信息矩阵 安全钻井液密度窗口
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精细控压钻井技术及装备研究进展
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作者 周英操 郭庆丰 +1 位作者 蔡骁 王正旭 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第4期94-104,共11页
精细控压钻井技术可使复杂地层普遍存在的井涌、漏失、坍塌、卡钻等井下复杂,特别是“溢漏同存”的窄密度窗口钻井难题得到有效解决,并提高复杂地层钻井成功率,实现安全、高效、快速钻井作业。实践证明,精细控压钻井技术越来越多地体现... 精细控压钻井技术可使复杂地层普遍存在的井涌、漏失、坍塌、卡钻等井下复杂,特别是“溢漏同存”的窄密度窗口钻井难题得到有效解决,并提高复杂地层钻井成功率,实现安全、高效、快速钻井作业。实践证明,精细控压钻井技术越来越多地体现出常规钻井技术无法比拟的技术优势。文章介绍了精细控压钻井技术及装备的发展过程,重点介绍了笔者研究团队研发的控压钻井工况模拟装置及评价方法、精细控压钻井成套装备、集“钻、录、测”于一体的控压钻井方法以及欠平衡精细控压钻井工艺技术等核心技术,分析了精细控压钻井技术现场应用效果与适用性,提出了下步发展方向。精细控压钻井技术作为一项先进钻井技术,将是未来闭环钻井技术发展的重要基础。 展开更多
关键词 精细控压钻井 控压钻井 钻井装备 复杂地层 窄密度窗口 井筒安全
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多工艺反循环钻井技术发展现状与展望
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作者 邓虎 范黎明 许期聪 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第1期60-72,共13页
反循环钻井技术与正循环钻井技术相反,循环介质和地层岩屑从钻具水眼返出井口,其裸眼环空保持相对静止,此种钻井方式有利于实现超大尺寸井眼高效携砂、恶性井漏井段的防漏治漏以及敏感性储层的有效保护,同时也为水平井钻井过程中的窄钻... 反循环钻井技术与正循环钻井技术相反,循环介质和地层岩屑从钻具水眼返出井口,其裸眼环空保持相对静止,此种钻井方式有利于实现超大尺寸井眼高效携砂、恶性井漏井段的防漏治漏以及敏感性储层的有效保护,同时也为水平井钻井过程中的窄钻井液密度窗口、井眼净化和水平段长度延伸等需求提供新的技术方案。文章通过梳理开展反循环钻井技术以来各家反循环钻井技术的研究进展与成果,总结了单壁钻杆反循环钻井技术、双壁钻杆反循环钻井技术、单壁钻杆+双壁钻杆反循环钻井技术、多通道钻具反循环钻井技术的工作原理及技术特色、适应的工作环境等,并在此基础上提出了反循环钻井技术在油气钻井领域的发展方向及建议。文章的研究成果可以为反循环研究工作提供信息,助力深井超深井超大尺寸井眼提速钻进、井漏等复杂井眼处理以及非常规油气资源安全效益开发提供技术支撑。 展开更多
关键词 反循环钻井技术 大尺寸井眼 提速提效 防漏治漏 储层保护 窄钻井液密度窗口 水平段延伸
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扩展安全密度窗口的钻井液技术及其应用
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作者 谢俊 司西强 +1 位作者 吴协力 范波 《精细石油化工进展》 CAS 2023年第5期7-12,共6页
顺北5号断裂带志留系地层含有大段的硬脆性泥岩,并存在大量张开和闭合的裂缝,对压力极为敏感,钻井液安全密度窗口窄,易同时发生井壁垮塌及漏失。针对“塌漏同存”的难题,在聚磺钾胺基钻井液基础上,通过引入具有化学固壁作用的聚合铝盐,... 顺北5号断裂带志留系地层含有大段的硬脆性泥岩,并存在大量张开和闭合的裂缝,对压力极为敏感,钻井液安全密度窗口窄,易同时发生井壁垮塌及漏失。针对“塌漏同存”的难题,在聚磺钾胺基钻井液基础上,通过引入具有化学固壁作用的聚合铝盐,形成了多元协同抑制钻井液技术,其抑制性较聚磺钾胺基钻井液有较大幅度提升。在顺北5-9井应用中,有效扩展了钻井液安全密度窗口,在较邻井钻井液密度降低0.04~0.07 g/cm^(3)的情况下,实现了志留系等易坍塌地层的稳定及良好的防漏效果,志留系井漏次数较邻井大幅下降,有效解决了“塌漏同存”的难题,钻井时效大幅提高。 展开更多
关键词 安全密度窗口 多元协同抑制钻井液 志留系 聚合铝盐 井壁垮塌
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海上超高温高压钻井井筒温度压力场耦合研究 被引量:3
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作者 张万栋 罗鸣 +3 位作者 吴江 韩成 向世林 张智 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期128-135,共8页
为研究海上超高温高压钻井井筒温度压力的变化规律,基于流体力学和传热学理论,考虑超高温高压井筒环境对钻井液密度以及钻井液流变参数的影响,建立海上超高温高压钻井井筒温度压力耦合预测模型,并利用实例井现场随钻数据进行模型验证,... 为研究海上超高温高压钻井井筒温度压力的变化规律,基于流体力学和传热学理论,考虑超高温高压井筒环境对钻井液密度以及钻井液流变参数的影响,建立海上超高温高压钻井井筒温度压力耦合预测模型,并利用实例井现场随钻数据进行模型验证,分析正常钻进期间井筒温度压力的变化规律。研究结果表明:对井筒温度而言,钻井液流变性变化的影响大于钻井液密度变化的影响,耦合计算温度结果要大于不耦合计算的温度值,且两者之间的温差随井深的增加越来越大;对井筒压力而言,钻井液密度变化对当量循环密度ECD(equivalent criculating density)的影响要大于流变性对ECD的影响,且耦合计算的ECD要小于不耦合计算的ECD值。该耦合模型可以提高井筒温度压力的预测与控制精度,并降低超高温高压地层窄密度窗口中的安全钻进风险,研究结果对超高温高压钻井精准的井筒温度压力预测及控制具有重要意义。 展开更多
关键词 超高温高压井 窄安全密度窗口 温度压力耦合 钻井液密度 钻井液流变性
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克拉美丽气田火成岩天然裂缝漏失压力模型 被引量:4
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作者 杨虎 薛晓军 +3 位作者 陈向辉 李秀彬 解俊昱 张伟 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期93-99,共7页
克拉美丽气田火成岩地层发育裂缝,裂缝性地层中存在天然裂缝与孔隙或孔洞的复合结构,钻井过程中漏失压力与地层破裂压力差异较大。根据不同井段火成岩的裂缝—孔隙状态、裂缝开合、连通及充填情况,开展压力漏失机理研究,构建不同裂缝状... 克拉美丽气田火成岩地层发育裂缝,裂缝性地层中存在天然裂缝与孔隙或孔洞的复合结构,钻井过程中漏失压力与地层破裂压力差异较大。根据不同井段火成岩的裂缝—孔隙状态、裂缝开合、连通及充填情况,开展压力漏失机理研究,构建不同裂缝状态的漏失压力模型,依据地层孔隙压力、地应力等参数绘制分层漏失压力剖面,确定克拉美丽气田火成岩天然裂缝的压力漏失规律。研究表明,火成岩的闭合裂缝压力漏失受地应力控制,开启裂缝压力漏失受地层孔隙压力和充填状态影响。结合典型井的钻井参数,分析裂缝漏失压力在不同井轨迹下的变化规律,确定钻井液安全密度窗口,实现安全钻井。 展开更多
关键词 克拉美丽气田 火成岩 裂缝结构 漏失压力模型 钻井液 密度窗口
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磨溪—龙女寺区块高效钻井实践与启示 被引量:1
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作者 陈力力 沈欣宇 +1 位作者 杨昕昊 石祥超 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2023年第6期26-33,共8页
川中地区磨溪—龙女寺区块是地质特征复杂的古老深层碳酸盐岩气藏,地质构造复杂、纵向上多压力系统,深部地层可钻性差、研磨性强。钻井过程中,常常面临井壁易失稳、安全密度窗口窄、固井质量差、机械钻速低等技术挑战,导致作业风险大、... 川中地区磨溪—龙女寺区块是地质特征复杂的古老深层碳酸盐岩气藏,地质构造复杂、纵向上多压力系统,深部地层可钻性差、研磨性强。钻井过程中,常常面临井壁易失稳、安全密度窗口窄、固井质量差、机械钻速低等技术挑战,导致作业风险大、周期长、成本高。针对上述问题,文章结合长期钻井实践、钻井工程技术难点,基于地质工程一体化的基础上,优化了井身结构,开展了复杂地层堵漏与精细控压钻井技术的研究,完善了全过程固井工艺,形成了分开次、分地层的钻井提速提效模板。通过该模板的应用,将被动钻遇复杂、解决复杂变为主动预防和控制复杂,同时应用多工艺协同强化模板,有效降低了井下复杂、提高机械钻速,显著缩短钻井周期。该技术的推广应用有利于在大型油气田钻井中化被动处理复杂为主动预防、化解井下复杂,尤其是深井超深井钻井工程中,更有使用价值。 展开更多
关键词 川中地区 磨溪—龙女寺区块 井壁易失稳 安全密度窗口窄 固井质量 钻井实践 精细控压钻井技术
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各向异性对页岩地层钻井液安全密度窗口的影响
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作者 吴德胜 李渊 +2 位作者 武兴勇 胡开利 甘一风 《西安石油大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第6期24-32,共9页
为揭示页岩储层井壁失稳机理,开展了不同层理倾角页岩的抗压强度实验,采用Jaeger弱面准则拟合页岩强度实验数据,为井壁稳定分析模型提供输入参数;评估了各向异性对井周应力集中的影响,并基于横观各向同性介质井周应力模型,建立了钻井液... 为揭示页岩储层井壁失稳机理,开展了不同层理倾角页岩的抗压强度实验,采用Jaeger弱面准则拟合页岩强度实验数据,为井壁稳定分析模型提供输入参数;评估了各向异性对井周应力集中的影响,并基于横观各向同性介质井周应力模型,建立了钻井液安全密度窗口分析模型,研究安全密度窗口对各向异性的敏感性。结果表明:随着原地应力异性的增加,破裂压力与坍塌压力的差值减小,即钻井液安全密度窗口变窄,与地应力各向同性时的情况相比,地应力异性导致井筒失稳风险增大;随着页岩弹性模量异性度的增加,井壁破裂压力和坍塌均逐渐减小,因此维持井壁稳定的钻井液安全密度窗口迅速变窄。泊松比异性度对井壁破裂压力和坍塌压力的敏感性分析表明,泊松比各向异性对维持井壁稳定的安全密度窗口的影响十分有限;而弹性模量是引起钻井液安全密度窗口变化的关键因素。 展开更多
关键词 横观各向同性 钻井液 安全密度窗口 各向异性 页岩储层 敏感性分析
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河探1井超高密度钻井液技术 被引量:1
10
作者 王信 谭春 +5 位作者 王志彬 罗玉财 周燚 张民立 王威 贾东民 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2023年第2期193-201,共9页
河探1井是中油股份公司在华北油田河套盆地临河坳陷部署的一口重点风险探井,完钻井深为6460.44 m,钻探目的为探索兴隆构造带光明背斜古近系、新近系生储盖特征及其含油气性。该井三开钻遇四套不同压力系数复杂地层,钻井液密度窗口窄,现... 河探1井是中油股份公司在华北油田河套盆地临河坳陷部署的一口重点风险探井,完钻井深为6460.44 m,钻探目的为探索兴隆构造带光明背斜古近系、新近系生储盖特征及其含油气性。该井三开钻遇四套不同压力系数复杂地层,钻井液密度窗口窄,现场顺利实施了提密度压井、堵漏,控压钻进等作业,四开钻遇异常高压流体层,应用超高密度钻井液体系一次性将钻井液密度从1.80 g/cm^(3)提高至2.55 g/cm^(3),并安全实施完井作业,储备压井高密度钻井液(ρ=2.60 g/cm^(3)),达到国内应用水基钻井液采用重晶石粉加重的极限。在钻井施工过程中先后出现井塌、膏泥岩层蠕变缩径卡钻、高压盐水侵以及井漏等事故复杂,采用超高密度抗高温复合盐钻井液,现场应用随钻封堵提高地层承压能力工艺,分段完成七次承压堵漏,同时强化一级固控有效使用,应用高目筛布、优化钻井液体系配方、优选加重材料、调节膨润土含量及合理控制低密度固相含量等手段,成功解决了窄密度窗口和超高密度水基钻井液高温、高固相流变性能调整困难等技术难题,确保了压井和试油作业期间高温条件下超高密度钻井液体系具有良好的稳定性。该井创地区同期六项钻井技术指标,日产302.4 m^(3)高产工业油流,实现巴彦油田最深井勘探发现,为钻井及完井试油作业提供了技术支撑。 展开更多
关键词 河套盆地 超高密度水基钻井液 窄窗口 加重材料 固相含量 沉降稳定性
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精细控压钻井技术在土库曼斯坦阿姆河右岸的应用与认识 被引量:2
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作者 李赛 《当代化工研究》 CAS 2023年第15期77-79,共3页
土库曼斯坦阿姆河右岸卡洛夫-牛津阶储层,孔洞、裂缝发育,密度窗口窄,钻井过程中漏喷频发,处理复杂时间长,井控风险高,甚至被迫提前完钻,严重影响该区块的天然气勘探开发速度。本文针对该区块进行了精细控压钻井可行性分析,分析认为卡洛... 土库曼斯坦阿姆河右岸卡洛夫-牛津阶储层,孔洞、裂缝发育,密度窗口窄,钻井过程中漏喷频发,处理复杂时间长,井控风险高,甚至被迫提前完钻,严重影响该区块的天然气勘探开发速度。本文针对该区块进行了精细控压钻井可行性分析,分析认为卡洛夫-牛津阶储层适宜采用精细控压钻井技术解决上述难题,后期在该区块试验应用精细控压钻井技术2口井,形成了针对该区块的精细控压钻井配套方案,同比平均降低钻井液漏失量98.8%,目的层钻进时间缩短60%以上,基本实现了“一趟钻、零复杂”钻达设计井深。实践证明,精细控压钻井技术是解决深井超深井溢漏复杂地层安全、快速钻井的有效手段。 展开更多
关键词 精细控压钻井技术 卡洛夫-牛津阶储层 安全密度窗口窄 井漏 高套压
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页岩气窄密度窗口地层封堵承压油基钻井液技术 被引量:2
12
作者 邓正强 欧猛 +5 位作者 许桂莉 黄坤 梁睿 黄平 罗宇峰 胡嘉 《石油化工应用》 CAS 2023年第3期53-57,共5页
针对威远页岩地层,钻井液安全密度窗口窄易导致井漏的问题,筛选了柔性封堵材料、刚性封堵材料、韧性封堵材料及胶结封堵材料,形成了油基钻井液四元封堵体系。室内实验表明,柔性封堵材料吸油后膨胀倍数8.6倍,克服裂缝空间限制;韧性封堵... 针对威远页岩地层,钻井液安全密度窗口窄易导致井漏的问题,筛选了柔性封堵材料、刚性封堵材料、韧性封堵材料及胶结封堵材料,形成了油基钻井液四元封堵体系。室内实验表明,柔性封堵材料吸油后膨胀倍数8.6倍,克服裂缝空间限制;韧性封堵材料在油基钻井液中分散性好,不吸油,呈卷曲状,刚度小,粒径范围1~3 mm;刚性封堵材料为一种微米级多孔矿物纤维,具备松散、质轻、多孔、吸油性和渗透性强的性质,在堵漏浆中形成网络骨架结构;胶结封堵材料胶结强度达7.2 MPa。油基钻井液四元封堵体系对孔隙、裂缝和砂床均具有优良的封堵效果,且不影响油基钻井液流变性。该页岩气窄密度封堵承压油基钻井液技术在威远页岩气水平段进行了现场应用,提高了龙马溪水平段易漏地层的承压能力,承压能力提高5~10 MPa,确保了页岩水平井窄密度窗口井段钻井安全。 展开更多
关键词 油基钻井液 窄密度窗口 四元封堵 威远页岩气
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精细控压钻井中气体溢流识别与排气降压技术 被引量:2
13
作者 叶小科 《化工管理》 2023年第19期83-87,共5页
四川盆地勘探开发逐步向高压、高产、高含硫、超深井等深部复杂地层推进,精细控压工艺因作业流程差异导致传统录井设备无法开展随钻监测,制约了作业现场对井下异常情况及时发现。由于同一裸眼段存在多个不同的压力系统,钻遇油气显示层... 四川盆地勘探开发逐步向高压、高产、高含硫、超深井等深部复杂地层推进,精细控压工艺因作业流程差异导致传统录井设备无法开展随钻监测,制约了作业现场对井下异常情况及时发现。由于同一裸眼段存在多个不同的压力系统,钻遇油气显示层压井后钻井液密度高,无法满足下部地层钻进需要,面临溢漏同存和无安全密度窗口的复杂局面,文章建立了一套适用于精细控压期间气体溢流快速识别方法,并利用排气降压技术通过降密度和释放地层流体方式,重建安全密度窗口,有效解决深井、超深井同一裸眼段多个压力系统漏溢同存、高密度钻进无法满足下部钻进需要等钻井难题。通过在川中蓬莱气区现场应用表明,排气降压技术既降低复杂风险又节约钻井周期,具有广泛应用前景。 展开更多
关键词 精细控压 安全密度窗口 过渡气层 井控安全
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钻井液密度随钻调整技术在曹妃甸M构造潜山地层中的应用
14
作者 张学斌 黄叶海 +3 位作者 郭明宇 李战奎 苑仁国 柴晓武 《录井工程》 2023年第2期15-21,共7页
曹妃甸M构造潜山地层在钻井过程中一般采用欠平衡方式钻进,导致钻探过程中溢流情况频发,对井控安全造成了巨大的威胁。为了在欠平衡钻井条件下精确指导钻井液密度调整,通过分析潜山地层气测录井响应特征,形成了一种基于气测参数的钻井... 曹妃甸M构造潜山地层在钻井过程中一般采用欠平衡方式钻进,导致钻探过程中溢流情况频发,对井控安全造成了巨大的威胁。为了在欠平衡钻井条件下精确指导钻井液密度调整,通过分析潜山地层气测录井响应特征,形成了一种基于气测参数的钻井液密度随钻调整方法,同时从统计学角度出发,提出井底压差与气测参数的相关性关系,建立了曹妃甸M构造钻井液密度调整模型,实现了在钻进过程中对钻井液密度及时、精确调整。该技术在曹妃甸M构造应用效果显著,有效防止了溢流情况的发生,确保了钻井施工安全。 展开更多
关键词 钻井液密度 气测参数 潜山 溢流 井控安全 随钻调整 气测变化率
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深水高温高压井钻井液技术 被引量:14
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作者 胡文军 程玉生 +3 位作者 李怀科 向雄 杨洪烈 熊勇 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2017年第1期70-76,共7页
LS25-1S-1深水高温高压井实钻井深为4 448 m,完钻层位为梅山组,采用六开井身结构,φ212.7 mm井段为目的层段,压力系数预测为1.70~1.84,安全密度窗口窄,需重点关注井控、防漏和水合物生成的预防;同时由于井底温度约为147℃,而出口温度只... LS25-1S-1深水高温高压井实钻井深为4 448 m,完钻层位为梅山组,采用六开井身结构,φ212.7 mm井段为目的层段,压力系数预测为1.70~1.84,安全密度窗口窄,需重点关注井控、防漏和水合物生成的预防;同时由于井底温度约为147℃,而出口温度只有17℃,保持钻井液在高密度下的高、低温稳定性、防重晶石沉降、良好流变性和储层保护是该井段技术重点。以LS区块气源为研究对象,通过利用水合物抑制软件Hydra FLASH绘制不同抑制剂浓度下水合物P-T相图,优选出钻进及静止期间水合物抑制配方:(9%~15%)Na Cl+5%KCl+10%KCOOH+(0~45%)乙二醇。选用了抗高温降滤失剂HTFL,其加量为0.8%时体系高温高压滤失量小于10 m L,泥饼质量好。研发了一种新型的封堵剂PFFPA,PF-FPA较FLC2000具有更好的封堵降滤失效果。性能评价结果表明,该体系抗温达170℃,高低温流变性平稳,能抗10%的钙土污染,而且沉降稳定性好,封堵能力强,渗透率恢复值在80%以上,储层保护效果好。在现场应用中,通过Drill Bench软件模拟,将排量降至1 400 L/min,此时ECD为1.94 g/cm3,小于漏失压力当量密度(1.96 g/cm3),ROP为10 m/h,岩屑传输效率仍在85%以上,满足携岩要求。该井顺利完钻,表明该套钻井液技术解决了现场作业难题。 展开更多
关键词 深水 高温高压 钻井液 水合物 窄安全密度窗口
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窄安全密度窗口条件下钻井设计技术探讨 被引量:25
16
作者 苏勤 侯绪田 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2011年第3期62-65,共4页
在深部地层及深水钻井过程中,钻遇窄安全密度窗口(即地层破裂压力与孔隙压力相关不大)的情况越来越普遍,导致井底压力控制难度加大,井底压力稍高就发生井漏,井底压力稍低就发生井涌。在窄安全密度窗口环境中,常规钻井设计由于采用各种... 在深部地层及深水钻井过程中,钻遇窄安全密度窗口(即地层破裂压力与孔隙压力相关不大)的情况越来越普遍,导致井底压力控制难度加大,井底压力稍高就发生井漏,井底压力稍低就发生井涌。在窄安全密度窗口环境中,常规钻井设计由于采用各种设计系数经验值会引起钻井液密度设计不准确、套管下深设计不合理等问题。为此,在安全钻井井底压力分析的基础上,提出了用设计系数计算值代替经验值进行钻井设计的思路,并给出了考虑温度、压力影响的钻井液密度设计方法,有效提高了设计的准确性,有利于保证窄安全密度窗口环境中井下作业的安全。 展开更多
关键词 窄安全密度窗口 钻井设计 钻井液密度 钻井安全
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控制压力钻井技术与微流量控制钻井技术的对比 被引量:12
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作者 曾凌翔 李黔 +2 位作者 梁海波 孙凯 代峰 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期82-84,129-130,共3页
深井、复杂井目前主要面对的钻井难题是如何在窄钻井液密度窗口中安全钻进,而控制压力钻井技术则可以解决上述难题。控制压力钻井主要包含控压钻井(Managed Pressure Drilling,缩写为MPD)技术与微流量控制(Mi-cro-Flux Control,缩写为M... 深井、复杂井目前主要面对的钻井难题是如何在窄钻井液密度窗口中安全钻进,而控制压力钻井技术则可以解决上述难题。控制压力钻井主要包含控压钻井(Managed Pressure Drilling,缩写为MPD)技术与微流量控制(Mi-cro-Flux Control,缩写为MFC)钻井技术。为促进国内引进、吸收、应用以上新技术,从钻井技术原理和钻井设备及特点这两个方面,将MPD与MFC进行了详细对比。结论认为:①MPD可以精确控制井底压力,实现平衡或近平衡钻井,设计的钻井液密度低于常规钻井液密度,当循环钻进时需要通过液柱压力与循环压耗来平衡地层压力,当停止循环时井底压力则为液柱压力与回压之和,需要回压来弥补循环压耗以达到平衡状态;②MFC是在MPD基础上研制出来的一种新钻井技术,它不仅满足了MPD技术的核心功能,而且还拥有了自己独特的技术特点——微流量(微进口流量和微出口流量)控制,能探测到早期的侵入与漏失,更精确地预见和控制有关事故的发生;③与MPD相比,MFC能探测到更小的井内总体流量的波动范围;④国内有必要尽快引进和吸收以上先进技术,用以提高钻井技术水平和解决窄钻井液密度窗口安全钻进问题。 展开更多
关键词 控压钻井技术 微流量控制钻井技术 对比 原理 设备 窄钻井液密度窗口 井底压力 总体流量
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高温高压井ECD计算 被引量:9
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作者 郭建华 李黔 高自力 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期72-74,共3页
随着深部油气藏的勘探和开发,高温高压深井及超深井的数量大幅度增加,而高温高压、窄安全密度窗口安全钻井是当前国内外未能很好解决的重大技术难题,钻井工艺技术面临易发生井漏、井喷等事故的挑战,准确计算钻井过程中井下ECD分布对突... 随着深部油气藏的勘探和开发,高温高压深井及超深井的数量大幅度增加,而高温高压、窄安全密度窗口安全钻井是当前国内外未能很好解决的重大技术难题,钻井工艺技术面临易发生井漏、井喷等事故的挑战,准确计算钻井过程中井下ECD分布对突破该技术难关有重要意义。为此,文章从研究高温高压钻井过程中循环温度场分布出发,分析了温度和压力对钻井液密度的影响规律,建立了不同温度和压力条件下的ECD实时耦合模型。该模型由动态压力和温度模型耦合而成。通过计算分析表明,井底钻井液密度和地表钻井液密度有很大差别;温度增加,钻井液密度下降;压力增加,钻井液密度增加。在高温高压钻井过程中,随着循环时间的增加,环空下部井段温度呈指数降低,ECD升高;环空上部井段温度呈指数升高,ECD降低。随着排量增加,环空下部井段温度降低,ECD近似呈线性升高;环空上部井段温度升高,ECD呈指数降低。 展开更多
关键词 钻井 高温 高压 深井 ECD 安全密度窗口
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多场耦合作用下泥页岩地层钻井液安全密度窗口预测 被引量:5
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作者 王京印 程远方 +3 位作者 赵益忠 贾江宏 沈海超 郭永峰 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2007年第6期1-3,共3页
在建立流-固-化耦合作用下泥页岩井壁稳定分析模型的基础上,开发了流-固-化耦合作用下泥页岩地层钻井液安全密度窗口预测软件,并进行了实际应用。通过对5种钻井液的压力传递实验结果进行分析,对钻井液进行了优选,得出聚合醇钻井液最有... 在建立流-固-化耦合作用下泥页岩井壁稳定分析模型的基础上,开发了流-固-化耦合作用下泥页岩地层钻井液安全密度窗口预测软件,并进行了实际应用。通过对5种钻井液的压力传递实验结果进行分析,对钻井液进行了优选,得出聚合醇钻井液最有利于稳定井壁,其次是硅酸盐钻井液。利用预测软件对W12-1N油田涠二段泥页岩进行了流-固-化耦合作用下的钻井液安全密度窗口预测。研究发现:对于钻井液水活度大于地层水活度的情况,考虑化学作用时钻井液密度窗口明显小于不考虑化学作用情况下的钻井液密度窗口;对于钻井液水活度小于地层水活度的情况,考虑化学作用时钻井液密度窗口明显大于不考虑化学作用情况下的钻井液密度窗口。 展开更多
关键词 钻井液 钻井液安全密度窗口 多场耦合 坍塌压力 软件
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深井安全钻井液密度窗口影响因素 被引量:9
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作者 李玉伟 艾池 +3 位作者 王志成 胡超洋 郝明 栗爽 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期107-110,118,共4页
考虑钻井液渗滤造成井壁岩石孔隙压力变化和钻井液与地层岩石温差产生的附加应力和应变,推导了孔隙度与孔隙压力和温差的理论关系,建立了考虑孔隙压力、温差及孔隙度变化的深井安全钻井液密度窗口计算模型。应用模型计算结果表明:①深... 考虑钻井液渗滤造成井壁岩石孔隙压力变化和钻井液与地层岩石温差产生的附加应力和应变,推导了孔隙度与孔隙压力和温差的理论关系,建立了考虑孔隙压力、温差及孔隙度变化的深井安全钻井液密度窗口计算模型。应用模型计算结果表明:①深井钻井井壁岩石与钻井液温差一定时,随着钻井液渗滤作用的增强,井壁岩石孔隙压力增加,导致坍塌压力增大,破裂压力减小,安全钻井液密度窗口变小,不利于安全钻井。②当井壁岩石孔隙压力一定时,若钻井液使井壁岩石降温,则随着温差的增加,坍塌压力减小,破裂压力增加,安全钻井液密度窗口范围变大,有利于安全钻井;若钻井液使井壁岩石升温,则随着温差的增大,坍塌压力增大,破裂压力减小,安全钻井液密度窗口变小,不利于安全钻井。 展开更多
关键词 深井 井壁 安全钻井液密度窗口 坍塌压力 破裂压力
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