井中方位纵波远探测: 理论、实验与现场应用

能够测量井外数十米地质构造距离和方位的远探测声波测井正成为一种重要的地球物理应用技术.1:1地层条件下井外含反射界面的远探测测量和分析为此技术提供了物理验证.本文首先利用虚源和柱面波展开理论推导了充液井孔中单极反射纵波方位接收声场的解析形式,通过模拟证明了单井的声波辐射和接收与双井之间的辐射和接收的等效性,在此基础上提出利用两口模型井来实现方位纵波远探测实验,即在测量井中放置多方位反射纵波接收声系,在另一口副井中放置单极子声源向测量井定向辐射纵波以等效来自井外地质体的反射波,依托实验室的模型井群进行井中方位纵波远探测实验研究.实验测量结果表明井中接收反射纵波的幅度和到时对井外反射体(定向辐射波)具有较好的方位灵敏度,可由此来实现井外地质异常体的精准定位.在理论与实验指导下自主设计研制了方位纵波远探测仪器样机并开展了现场井测试成功获得高信噪比的方位反射信号,充分验证了方位纵波远探测技术的准确性和有效性.

各向异性致密砂岩气藏分段压裂水平井气水两相产能预测模型

致密砂岩气藏具有储层物性差、孔喉结构复杂、各向异性强、初始含水饱和度覆盖范围大等特征,导致储层中流体的渗流机理复杂,为气井产能的准确预测及评价带来了巨大挑战。为此,基于气水两相非达西渗流理论,综合考虑储层各向异性、储层基质和裂缝不同程度的应力敏感性和两相启动压力梯度、高速非达西渗流效应、气体滑脱效应以及裂缝导流能力与缝间干扰等复杂因素,利用坐标变换、扰动椭圆理论、等价发展矩形理论、当量井径原理、压力叠加原理、水电相似原理等方法,建立了适用于各向异性致密砂岩气藏分段压裂水平井气水两相产能预测的新模型。通过矿场实例验证了新模型的准确性和实用性,并绘制了气水两相产能预测曲线,评价了敏感参数对产能的影响规律。研究结果表明:随着气体滑脱效应、裂缝导流能力、裂缝半长、裂缝条数、水平井井筒与地层主渗透率方向夹角的增大,压裂水平井的无阻流量增大;而随着储层各向异性、储层应力敏感性、裂缝应力敏感性、两相启动压力梯度、生产水气比增大,压裂水平井的无阻流量降低;水相对气相的流动具有抑制作用,且驱替压差越大,抑制作用越显著,因此需提前采取防水和治水措施。该研究成果进一步缩小了致密砂岩气藏产能预测结果与矿场实际产量的差距,有助于致密砂岩气藏的参数评估、动态预测以及产能评价和勘探开发决策制定。

气井拟压力弹性二相法的推导、简化及应用

弹性二相法是评价气井控制原始地质储量的动态法,又称为拟稳态法(pseudo-steady-state method)或气藏范围测试法(reservoir limit testing method)。该法主要用于气井初期测试,评价岩性、断块和裂缝类型气藏井控的原始地质储量。由压力平方表示的弹性二相法,在中国从1994年起,连续4次被列入国家油气行业标准(SY/T 6098—1994,SY/T 6098—2000,SY/T 6098—2010,SY/T 6098—2022)。与拟压力表示的弹性二相法相比,由压力平方表示的弹性二相法是一种较好的近似评价方法。利用AL-HUSSAINY(1966)指出的拟压力关系式,经理论推导,得到了拟压力的弹性二相法,并应用WATTENBARGER(1968)对µgZ随p的变化关系研究,对拟压力弹性二相法进行了简化,分别得到了由压力一次方和压力平方表示的弹性二相法。目前,在国内外的文献中,尚看不到有关拟压力弹性二相法推导的报道。通过实例应用表明,压力一次方表示的弹性二相法评价的井控原始地质储量明显偏低,而由压力平方表示的弹性二相法评价的结果明显偏高。

双向社会支持和家庭关怀度对社区老年人总体幸福感的影响

目的探讨社区老年人双向社会支持、家庭关怀度和总体幸福感的关系,分析家庭关怀度在社区老年人双向社会支持和总体幸福感中的中介效应。方法2022年2-7月采用便利抽样法,选取浙江省6个城市的383名社区老年人为研究对象,运用一般人口学问卷、简版双向社会支持量表、总体幸福感量表和家庭关怀度指数问卷对其进行调查,通过结构方程模型构建家庭关怀度在老年人双向社会支持对总体幸福感影响的中介效应模型。结果双向社会支持中的接受社会支持和提供社会支持与家庭关怀度、总体幸福感均呈正相关(均P<0.05);接受社会支持可通过给予社会支持的中介作用以及给予社会支持和家庭关怀度的链式中介对总体幸福感产生间接效应,中介效应分别占总效应的45.6%和29.1%。结论接受社会支持可通过给予社会支持和家庭关怀度对老年人的总体幸福感产生间接影响,提示政府和有关部门可构建促进老年人双向社会支持和家庭关怀度的相关措施,以提升其幸福感。

苏里格南部气田Φ152.4mm小井眼大斜度井快速钻井关键技术

Φ152.4mm小井眼钻井技术是降低成本和减小环保压力的有效途径,但在施工过程中存在储层垂深深、水平位移大、轨迹控制难度大、电测成功率低、机械钻速低等技术难点,制约了钻井提速。为此分析工厂化施工特点及钻遇地层特性,优化形成了一套Φ152.4mm小井眼大斜度井钻井关键技术,包括:小井眼工厂化作业模式优化;高效PDC钻头、长寿命螺杆序列优选;钻具组合优化;“直-增-稳-微降”两趟钻轨迹控制技术;CQCG-G钻井液体系优化;配置水力振荡器、岩屑床清除器提速工具优化应用等。通过SN0103井丛实践应用,平均机械钻速25.54m/h,钻井周期12.49d,建井周期22.91d,电测一次成功率100%,较上年机械钻速提高了51.93%,钻井周期缩短了26.57%,建井周期缩短了31.86%,电测功率提高了62.5%,提速效果显著。

临兴气田二流量试井试验效果分析

气井二流量试井在鄂尔多斯盆地其他致密砂岩气田已广泛使用,在长庆气田、延安气田的应用效果良好,尤其针对临兴气田上产任务重、常规试井测试成本较高,不关井、测试时间短的优势具有广阔的应用前景。目前优选3口不同类型的井,即高产压裂井、高产射孔井、积液井,采用井口+井下压力监测工艺,1口压恢+二流量、2口二流量。以井下压恢验证井二流量试井解释结果可靠性,以井下二流量试井验证井口二流量试井解释可靠性。该次试验结果显示,井口、井下测试误差小于10%,测试周期缩短6 d。根据该次试验结果,对不同类型井选择预制适应的试井工艺,达到测试综合效益最大化。

考虑气水两相流动的页岩气井压裂-生产一体化数值模拟

基于位移不连续法和离散裂缝统一管网模型,采用顺序迭代数值模拟方法,构建了考虑气水两相流动的页岩气井压裂-生产一体化数值模型。模型考虑了天然裂缝、基质物性对压裂过程的影响,且直接将压裂后地层压力及含水饱和度分布用于后续焖井、生产模拟,可以更准确地实现压裂-生产一体化模拟。模拟结果表明:储层物性参数对裂缝扩展有较大影响,合理预测压裂结束后地层压力及储层流体分布是准确预测页岩气井产气量、产液量的关键;相较于常规方法,提出的模型同时考虑压裂对基质压力及含水饱和度的影响,可以更准确地模拟产水量、产气量。将建立的模型应用于实际页岩气压裂水平井的压裂-生产一体化模拟,模拟结果与实际生产数据吻合程度较好,验证了模型的准确性。

采油井中基于ARM多声道两相流流量测量系统

介绍了一种以ARM为内核的三星4412芯片为控制单元,内部集成了Linux系统,应用超声波时差法流量测量原理,其中包含两相流数据采集模块、数据处理模块、同井上服务器交互模块。该系统应用于采油井中,采用计算超声波穿过管道的顺水和逆水的时间差,来计算当前流量。

南宁市地铁区间隧道平面联系测量方法研究及结果分析

城市轨道交通主要规划在城市的主城区,经常遇到深度较大、场地狭小的竖井,此时无法通过导线直接将坐标和方位传递到地下,而一井定向和两井定向测量方法则能发挥重要作用。本文以南宁地铁3号线青秀山站~市博物馆站区间为研究对象,详细阐述了一井定向和两井定向联系测量方法在长区间、深竖井条件下的作业要求、精度控制方法以及注意事项,并对青秀山站~市博物馆站区间联系测量的次数进行了确定和结果做了分析。保证了青秀山站~市博物馆站区间贯通,可为其他城市的类似工程提供借鉴。

高压含水气井两相流态节流判断与控制方法

井筒气水两相管流节流前后动态特性分析与控制,对保障致密气等高压含水气井高效稳定安全开采和水合物防治具有重要意义。考虑等熵绝热、等压热容、等容热容、不同井深节流能量等因素,推导气水两相流体流经喷嘴的能量、动能和温度动态变化等热力学微分方程组,建立高压含水气井两相节流能量、节流系统热量、节流物质平衡和流体质量流量变化等井下节流场数学模型,提出一种气水两相井筒节流前后动态特性分析与控制方法,为优化井下节流器及其节流喷嘴的结构参数和保障气井流动安全提供理论依据。最后依据数值模拟手段及其判断结果,以鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块为例进行验证,以揭示高压含水气井喷嘴尺寸和深度、含水率、节流前压力和温度对节流前后动态特性的影响规律。结果表明:高压含水气井气水两相流体质量流量先是随节流压力比减小而呈指数级增大,并在压力比降至0.55阈值附近时达到最大值,增大喷嘴下入深度和含水率、同时降低节流前压力和温度,可提高节流后温度,有利于抑制水合物生成;且节流过程临界质量流量受喷嘴内径的影响最大,含水率和节流前压力次之,而节流前温度和喷嘴深度的影响最小,且增加含水率会提高临界质量流量,但产气量也随之下降;大宁–吉县区块现场工程实例分析表明,井下节流喷嘴内径由3.0 mm扩至5.0 mm和节流前压力由14 MPa增至18 MPa时,气水两相流体的临界质量流量提升幅度分别为179.3%和27.8%,而利用地层温度等将节流前温度由313 K升至333 K时,节流过程临界质量流量反而小幅下降且下降幅度仅为5.15%,为此,增大喷嘴内径及其下入深度和节流前压力同时降低节流前温度,有利于提高气水两相流体节流过程中临界质量流量,并提升高压含水气井的产气量。

明体达用、体用贯通——习近平文化思想的鲜明特质

习近平文化思想蕴含着明体达用、体用贯通的鲜明特质。“体”澄清了理论来源,“用”明确了实践指向,体用贯通展现了历史和未来的交相辉映,理论与实践的相辅相成。具体而言,习近平文化思想澄明了马克思主义之“本体”,以达马克思主义中国化时代化之“大用”;标明了中华优秀传统文化之“母体”,以达创造性转化创新性发展之“应用”;阐明了伟大建党精神之“原体”,以达自信自强守正创新之“功用”;显明了开放包容之“载体”,以达文明交流互鉴之“效用”。“本体”是根本依循,“母体”是深厚根基,“原体”是不竭动力,“载体”是必由之路。习近平文化思想遵循“本体”,植根“母体”,激发“原体”,扩容“载体”,在担负新时代新的文化使命伟大实践中熔铸成“一块坚硬的钢铁”。

一种井筒液面位置准确识别与分析方法

传统通过深度-压力关系图确定井筒液面位置的方法,当遇到压力不稳定、流体密度不均匀、测点少等情况时存在精度不够或无法计算的问题。提出了依靠试井手段,在测取全井筒多点压力、温度的基础上,先根据全部井段压力温度梯度判断液面所在井段,再利用液面上下的实测点的压力和压力梯度计算液面位置的补充算法。当上部的气柱只有一个测点或者根本没有测点而无法进行线性回归的情况下,传统算法无法计算液面的位置,因液面附近的流体性质与液面上下实测点的流体性质最为接近,此方法提高了液面计算的准确度。经SQ储气库S4-1等多口井成功应用,计算结果符合生产实际情况。该方法提高了井筒内流体密度不均匀条件下液面位置的计算精度,是传统液面位置计算的有效补充。

基于四电极电磁流量计的水平井油水两相流实验研究

在水平井油水两相流测量中,传统的两电极电磁流量计在流量1~40 m^(3)/d时测不到准确的流量数据。为扩大其适用范围,研发了四电极电磁流量计。该流量计由2个呈90°交叉排列的两电极电磁流量计构成,在油水两相流模拟水平井中,采用全集流方式进行流量测量实验。结果表明:四电极电磁流量计解决了在流量1~5 m^(3)/d、含水率90%以上时两电极流量计因传感器在油相中而得不到准确流量数据的问题;在流量5~40 m^(3)/d、含水率80%~90%时解决了流量测量值波动较大的问题。与两电极电磁流量计相比,四电极电磁流量计扩大了测量范围,提高了测井成功率和测量精度。

聚合物驱压裂井油水两相渗流不稳定压力分析方法

基于两相渗流理论,考虑聚合物的剪切变稀、剪切增稠、对流、扩散、吸附滞留、不可及孔隙体积和有效渗透率下降的综合影响,建立了聚合物驱压裂井油水两相渗流不稳定压力分析模型。采用有限体积差分和牛顿迭代方法对模型进行求解,分析了裂缝导流系数、注入聚合物质量浓度、地层初始聚合物质量浓度和含水饱和度对压裂井试井典型曲线的影响规律。结果表明:裂缝导流系数增加,压力传导加快,压降减小,过渡流段压力曲线下移,双线性流段的持续时间更短,线性流段出现更早,且线性流持续时间更长。注入聚合物质量浓度增加,水相有效黏度增大,压力传播损耗增加,压力和压力导数上移,双线性流段缩短。地层初始聚合物质量浓度增加,水相有效黏度增加,井筒储集段后的压力曲线整体上移。地层含水饱和度增加,水相相对渗透率变大,油相相对渗透率减小,油水两相总流度增加,压力传播损耗减小,井筒储集段后的压力曲线整体下移。模型退化后计算结果和商业试井软件计算结果对比及实测试井资料验证了新模型的可靠性、实用性。

基于非线性渗流的低渗透油藏极限注采井距计算方法

注水已成为低渗透油藏高效开发的重要方式之一,原油在低渗储层中渗流时存在启动压力梯度以及压敏效应的影响,导致低渗透油藏注水开发效果差。为了明确注采井之间压力分布、确定合理注采井距,基于油水两相渗流理论,建立了注水井与生产井(压裂直井)之间的压力分布计算模型,并根据注采井间压力分布计算了低渗透油藏极限注采井距。以DG油田Z区块为例开展了实例应用,分析了启动压力梯度、渗透率、注采压差、原油黏度以及压敏效应对极限注采井距的影响,验证了极限井距与启动压力梯度、原油黏度呈负相关关系,与渗透率、注采压差和压敏效应呈正相关关系。应用该方法计算的一注一采条件下的极限井距与实际生产相符合,验证了方法的准确性和可靠性。该方法为低渗透油藏布置合理的注采井距以及实现效益开发提供了理论依据。

高速多级深井泵固液两相流及磨损特性

为研究高速多级深井泵内部固液两相流动以及过流部件的磨损特性,采用DPM离散相模型对深井泵内部流动进行数值模拟,并采用磨损模型对叶轮和空间导叶进行磨损数值计算,分析在不同流量下固相颗粒在深井泵内部的流动规律以及叶轮和空间导叶的磨损情况.研究结果表明:在小流量工况下,颗粒在叶轮叶片进口处轨迹较为紊乱,颗粒速度随着流量的增大而增大;颗粒主要分布于叶轮叶片的头部和工作面上,随着流量的增大,颗粒分布面积逐渐扩大;在空间导叶上,颗粒主要呈带状分布于叶片工作面靠近外缘处,且在大流量工况下,叶片上颗粒堆积现象较为严重;叶轮叶片的磨损区域随着流量的增大而扩大,磨损程度以叶片头部最为严重;空间导叶的磨损率和磨损区域随着流量的增大而增大,在大流量工况下叶片工作面靠近外缘处最为严重;第一级叶轮和空间导叶的最大磨损率最大,随着级数的增加,叶轮和空间导叶的最大磨损率逐渐减小;在第一级叶轮中小流量工况下的叶轮最大磨损率最大,额定流量工况下叶轮的最大磨损率最小;在第一级空间导叶中流量为6 m^(3)/h时最大磨损率分别为2 m^(3)/h和4 m^(3)/h的33.5倍和8.5倍;第一级空间导叶的最大磨损率受流量的影响较大.

气井变产量弹性二相法的应用

对于一口新气井,在气井产量保持稳定的条件下进行井底流压的压降曲线测试是一项重要的工作。气井的压降曲线分为非稳定阶段、过渡阶段和拟稳定阶段。其中非稳定阶段又称为弹性一相,拟稳定阶段称为弹性二相。前者的测试资料可用于确定气层的有效渗透率和气井的表皮系数,后者的测试资料主要用于评估气井控制的原始地质储量。然而,对于致密低渗透气层,气井压裂后的产量不能保持稳定,而是处于递减状态。本文提出了由压力一次方和压力二次方分别表示的变产量压降曲线拟稳定阶段的弹性二相法关系式,可用于评估定容气藏的原始地质储量。实例应用表明2种方法实用有效且评估结果基本相同。

致密气藏二开结构水平井钻井液体系及现场应用

为解决苏里格气田致密气藏二开结构水平井钻井施工中地层塌漏矛盾突出、降摩减阻及井眼净化困难等技术难题,基于地质特性和泥岩坍塌机理分析,建立摩阻扭矩计算模型,对比变更井身结构摩阻及扭矩变化规律。通过室内研究筛选采用纳米乳液、软硬结合的封堵剂、多元复配的润滑剂和高效提切剂,研发出新型强封堵超润滑水基钻井液体系。室内研究显示,该钻井液体系具有强抑制性和封堵防塌性,能够有效延长硬脆性泥岩失稳周期,进而深度维持井壁稳定,同时也具备良好的流变性和润滑性,且含砂和固相含量低,降摩减阻效果显著。现场应用表明,应用该钻井液体系后下套管摩阻控制在350 kN以内,钻进下放摩阻降低24.21%,扭矩降低34.31%,平均钻井周期为29.04 d,平均机械钻速为17.64 m/h,较三开结构水平井提速36.5%,井塌划眼损失时间降低89.50%,为苏里格气田致密气藏二开结构水平井推广应用提供了有力保障。

水平井气水两相阵列光纤持率计实验及解释方法研究

针对低产水平井井内流体流型不易预测的问题,在分析阵列光纤持率计测井原理及各传感器响应情况的基础上,借助多相流动模拟实验设备进行模拟实验研究,利用实验数据对比研究距离反比加权插值算法和高斯径向基插值算法这两种适用于低产水平井气水两相流流型的持率计算方法。利用空气和自来水模拟井下气水条件,分别设置气、水流体总流量300 m^(3)/d和500 m^(3)/d,每个流量条件下的含水率分别是15%、30%和80%,实验包括单相刻度实验和气水两相流流型实验。研究结果表明,距离反比加权插值算法的相对误差小于15%,而高斯径向基插值算法的相对误差小于10%。表明高斯径向基插值算法在低产水平井情况下适用于处理解释阵列光纤持率计测井数据。

盐穴储气库小间距双井造腔参数研究

夹层多、盐层薄是中国盐岩赋存的主要特点。目前,中国普遍采用的单井对流法在造腔速度以及夹层控制等方面存在诸多不足。小井间距双井造腔方法采用大尺寸造腔套管双井直流排卤,具有造腔速度快、建库周期短、盐层利用率高等优点。为了探究该方法中关键造腔参数对腔体建造的影响规律,开展了多组造腔物理模型试验,探究了不同双井间距、注水流量下盐穴腔体的拓展规律。结果表明:过小的井间距难以使腔体在水平方向充分拓展,过大的井间距会使得腔体形态不规则。在低注水流量下,会导致注水端腔体顶面过高影响腔体稳定性;而在高注水流量下,腔体形态更加规则,但是需要消耗较多能源和淡水资源。可以认为井间距会直接影响腔体最终形态,注水流量会影响腔体两侧的平衡性。研究成果给出了小间距双井溶腔方法中双井间距、注水流量等关键造腔参数的选取方法,可以为工程应用提供参考。