井下双梯度控压钻井井筒多相流动规律

在陆上井下双梯度控压钻井过程中气侵是面临的主要挑战之一。研究气侵过程中,井筒气-液两相流动规律对气侵检测与处理具有重要意义。因此,文中基于钻井液、气体和空心球的质量、动量和能量守恒方程,考虑变梯度参数引起的环空变质量流动和井筒多相流行为,建立了井下双梯度控压钻井气侵条件下的全瞬态气-液两相流新模型,并利用该模型分析了井下双梯度控压钻井气侵过程中井筒内的气-液两相流动规律。模拟结果表明:变梯度参数不仅会改变气相体积分数和当量循环密度(ECD),而且能够影响气侵演变规律;井下双梯度控压钻井环空ECD整体上近似呈“折线形”分布,能够更好地适应深层超深层的窄安全密度窗口;将空心球比例、旋流分离器位置和分离效率相结合,能够灵活地调整环空ECD分布。该研究对使用井下双梯度控压钻井解决陆上窄安全密度窗口地层的钻井难题具有重要的理论和工程意义。

大位移井井眼清洁与ECD控制

为研究大位移井井眼清洁与摩阻扭矩的关系,以及岩屑对当量循环密度(equivalent circulation density,ECD)的影响,利用瞬态岩屑运移模型模拟岩屑在井筒中的瞬态运移过程,并结合实钻井数据分析岩屑对ECD的影响,检验几种常用井眼的经验清洁方法;在实际钻井过程中,考虑到井筒中岩屑的数量和ECD控制要求,提出了大位移井井眼清洁新标准。结果表明:岩屑对ECD的影响随着水平段长度的增加而增加,岩屑对ECD的影响可以通过调节循环频率或机械钻速(rate of penetration,ROP)来控制;从ECD和扭矩-摩阻分析中获得井筒允许的最大岩屑量,综合考虑防止卡阻所需的流速和循环时间这2个因素,并将所得结果作为大位移井井眼清洁的新标准;研究成果还可用于从ECD管理角度确定大位移井裸眼的延伸极限长度。

高温深井当量静态密度的计算

计算高温深井井底静压时必须考虑高温和高压对钻井液密度的影响。提出了一种新的钻井液密度-温度-压力数学模型,据此阐述了高温高压深井井底静压的具体计算方法,编制了计算机应用程序。结果表明,考虑高温高压影响时得到的深井井底静压值与常规计算方法的计算值相差较大,足以使钻井液安全密度窗口过窄的油气井出现井下复杂事故;高温深井水基钻井液当量静态密度随着井深增加而直线降低;且不同地面密度的水基钻井液密度降低的幅度相同。得出温度对高温高压钻井液静态当量密度的影响程度大于压力的影响程度,钻井液地面密度对当量静态密度变化量的影响很小。

控压钻井技术在东海深部低渗地层中的应用

随着东海深部地层勘探取得突破,石油钻探进入深部复杂地层。深部地层岩石强度大、可钻性差,深部地层机械钻速低,同时深部储层孔渗条件差,储层保护尤为重要。此文介绍了一种新的钻井方式即控压钻井,分析其工艺优势和控制操作原理,结合东海地质特征,优化钻井参数,对东海N构造M4、M5井进行实例应用分析,机械钻速有较大的提高,同时也较好保护油气层,效果明显,为深部地层安全高效钻井提供一务途径。

莺琼盆地高温高密度水基钻井液流变性调控方法

南海莺琼盆地高温高压地层钻井安全密度窗口窄,对钻井液流变性要求苛刻,而高密度钻井液因固相含量高其流变性调控难度大,因此研究高密度钻井液流变性的影响因素和调控方法对确保该地区高温高压钻井安全至关重要。提出通过控制钻井液处理剂液相黏度来调节水基高温高密度钻井液流变性新方法,并通过毛细管黏度法评价莺琼盆地两套高温高压水基钻井液体系的流变性能及液相黏度,对高密度水基钻井液流变性影响因素进行评价和分析。结果表明,钻井液的液相黏度和固相含量是影响高密度钻井液的关键因素,钻井液体系的液相黏度由处理剂液相黏度决定,而固相含量主要由加重材料的品质决定。进一步评价结果表明,磺化类降失水剂液相黏度最低,其次为改性天然高分子降失水剂,合成类的聚合物型降失水剂液相黏度最高;钻井液在相同组成和密度条件下,重晶石品质越高,即密度越高,粒径越小,所配制的高密度钻井液流变性越优。研究结果表明选择低液相黏度处理剂、低剂量膨润土和优质重晶石是高密度水基钻井液流变性调控的主要技术手段。

深水钻井当量循环密度影响规律分析

深水钻井中,由于深水段的影响,上覆岩层压力低,钻井液密度窗口窄,当量循环密度(ECD)的预测和控制较难。针对南海深水井通过水力学分析软件进行ECD计算模拟,并对增压泵的影响进行了分析,揭示了深水钻井ECD的影响规律,为深水钻井水力参数设计和现场作业提供了依据。研究表明:深水钻井中,不仅要通过大排量和控制机械钻速来保持井眼清洁和控制ECD,还需要考虑温度对ECD的影响,尤其是在有增压泵的情况下,ECD随着增压泵排量的增大会逐渐增大。

东海侧钻超深大位移井钻井关键技术

为延长东海某油气田的经济寿命,依托其现有的设施,选择已有井槽侧钻一口大位移井,以开发该油气田西南部的中山亭构造的储层。通过优化套管打捞技术,成功完成大尺寸长距离套管打捞作业,为后续侧钻超深大位移井创造了条件。通过优化油基钻井液体系、摩阻扭矩控制、井眼净化、当量循环密度(ECD)控制和下套管固井等钻井关键技术,顺利完成了东海首口超深大位移井钻井作业。

平湖PH-ZG1大位移井钻完井液技术实践

平湖PH-ZG1井是一口井斜大、水垂比高的超深大位移水平井,地层以砂泥岩互层为主,成岩性差,为中孔高渗储层,易产生井壁失稳,摩阻扭矩大,井眼净化困难,安全窗口密度窄,储层伤害等问题。该井首次应用Drillbench软件,实时模拟井下循环当量密度(ECD),为该井工程作业提供了合理的钻井液流变性能和钻井参数。根据不同井段特点制定出相应的处理措施:?17?in井段采用开路循环;?12?in井段和?8?in井段使用低黏高切MO-DRILL油基钻井液,保障了井眼清洁,而且ECD值较低,降摩阻效果好,有效地保护好了套管完整性;在?8?in井段采用减阻型隐形酸完井液,有效降低摩阻,保护了储层。平湖PH-ZG1井钻井作业非常顺利,未出现井下复杂情况。