基于WPF的钻井工程软件开发方法

针对钻井工程软件常规开发方法界面样式单一和开发效率低下的缺陷,基于微软最新推出的用户界面框架WPF平台,首先搭建了由菜单栏、工具栏和导航栏等五部分组成的钻井工程软件界面框架,进而结合类的创建和数据绑定方法实现了软件功能的定制,最后提出了基于WPF的钻井工程软件开发方法,并在此方法的指导下开发了一个完整的钻井工程软件。结果表明,给出的方法简洁可靠,不仅使软件界面具有统一的风格样式,而且将逻辑代码与呈现代码分离,大大提高了软件的开发效率和扩展性,对钻井工程软件的开发、应用及推广具有借鉴意义。

径向井技术在韦5井的应用

径向水平井韦5井是江苏油田施工的第一口高压水射流超短半径水平井。该井在井深1062.98m处钻出了井段分别为11.6m、10.78m、19.55m的三分支径向水平井眼,创造了国内同类径向水平井中井眼数最多、单眼长度最长、水平段最长、钻井时间最短的四项国内纪录。介绍了径向水平井技术的主要内容、适用条件及设计径向水平井眼深度和方位时应考虑的因素,论述了W5井现场施工中的套管段铣、井下扩眼、水平钻进的工艺过程、技术参数及技术原理。为解决类似韦5难以进行压裂改造的油田提供了新的增产途径。

超稠油HDCS高效开采技术研究

HDCS高效开采技术是一种采用油溶性复合降粘剂及CO2辅助水平井蒸汽吞吐的超稠油开采技术,它由水平井、油溶性复合降黏剂、CO2和蒸汽四个关键部分构成。研究表明超稠油HDCS高效开采技术针对超稠油油藏有诸多优势:数值模拟研究表明水平井能增强注汽能力,增大油汽比,对于薄油层能够相当大程度上减少蒸汽的热损失;实验研究表明通过注入高效油溶性降黏剂和CO2能减小油水界面张力,破碎沥青质的层状结构,降低原油粘度,降低剩余油饱和度,增强地层弹性能量,减缓油藏压力衰竭。矿场统计和分析表明该技术可有效地提高蒸汽利用率,降低注汽压力,提高油汽比,增加产量和生产周期。该技术的应用使黏度大于300000mPa.s(50℃)、埋深大于1300m、油层平均厚度小于8m的超稠油藏实现了动用,目前已在胜利油田建成4×104t的产能。

固井微环空成因研究进展及解决方法

现场实践表明,固井后初期封固系统层间封隔性能良好,随后也会出现封固失效问题,分析其原因之一是固井微环空问题。文章就固井微环空问题,给出了固井微环空的广泛定义;认为微环空主要出现在固井一、二界面,水泥石体积收缩、温度变化、压力变化、工程因素等导致一界面微环空出现,滤饼存在和水泥石体积收缩等因素是导致二界面微环空出现的原因;并回顾了前人对微环空理论的研究及国内外微环空解决技术;提出通过加强对微环空形成机理研究、水泥浆体系优化、微环空自封堵水泥技术开发、相关配套工具和措施的应用来防止微环空出现或封堵微环空,为微环空问题研究及其解决指明了方向。

库车山前巨厚盐膏层提速技术探索与应用

库车山前是塔里木油田增储上产的重点区域,但该地区深部巨厚盐膏层工程地质特征复杂,强度软硬交替,井斜难以控制,一直制约着该区钻井速度。为此,塔里木油田开展了库车山前巨厚盐膏层钻井提速增效的探索与实践,打破Power-V垂直钻井工具不适用于盐膏层钻进的固有思维,率先将垂直钻井工具、油基钻井液、高效PDC钻头等技术工艺进行集成配套并试验,解决了库车山前巨厚盐膏层防斜打快的难题。试验表明,深部盐膏层使用油基钻井液配合Power-V垂直钻井工具钻进能有效控制井斜角,大幅度提高机械钻速,缩短钻井周期。该技术的成功应用对国内外同类油气田钻井提速具有重要的借鉴意义。

新型聚丙烯酰胺乳液合成及在油田中应用

利用分散聚合法合成新型聚丙烯酰胺乳液,又称"水包水"型聚丙烯酰胺乳液,具有溶解速度快、现场使用方便、对环境友好等优点。室内试验表明该乳液在常温下15min内即可充分溶解,而聚丙烯酰胺干粉最快需40min。针对海上油田开发特点,对海上调剖技术开展初步研究。由分子量为(6～8)×106、水解度为20%的阴离子型聚丙烯酰胺乳液,酚醛预缩聚交联剂组成的聚合物冻胶调剖体系,可用pH值为8.3、矿化度为31107.12mg/L的海水直接配制。该调剖体系在高矿化度的海水中迅速分散溶解,在70℃下成冻时间3～10d可调,成冻强度高,能够对高渗透层形成有效封堵,基本满足海上油田调剖需要。该乳液还有望在油田污水处理、防膨抑砂、酸化、防蜡、防垢等多个油田开发领域应用。

裂缝性特低渗油藏窜流通道识别方法研究与应用

裂缝性水窜水淹是裂缝性特低渗油藏高效注水开发中存在的主要问题,通过识别该类油藏的窜流通道可以预判及制定相关的对策技术。为此,通过对油藏的静态地质特征和动态开发特征的分析,10项静态地质指标和7项开发动态指标被选作评判因素,以九标度法为算法,建立了识别和评判裂缝性特低渗油藏窜流通道的模型。以延长川口油田的两个井组为例,利用所建立的模型评判了两个井组中的窜流通道,计算结果与实际测试结果相吻合,说明所建立的评判模型符合油田开发的实际过程,识别的结果能为油田稳油控水措施的制定提供重要的依据。

粒子钻井技术新进展与破岩数值模拟研究

粒子冲击钻井是将2%～5%的钢质粒子加入到钻井液,利用粒子冲击和钻头切削齿联合破岩,从而实现高效破岩,提高钻井速度的一项钻井新技术。文章从粒子钻井公司粒子钻井钻头、粒子注入回收系统、粒子钻井技术现场试验等方面综述了该技术最新的研究进展和取得的成果。采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了粒子冲击破岩有限元模型,研究分析了粒子冲击破岩的机理以及侵入深度随粒子直径、入射角度、入射速度、粒子材质等参数对粒子破岩效果的影响。结果表明粒子与岩石碰撞的瞬时具有极高的瞬时应力,足以超过岩石的抗压强度;粒子初速度在100～200m/s范围之间比较合适;粒子直径在1～3mm之间为宜;随着入射角度的增加,粒子侵入岩石的深度逐渐减小,入射速度的法向向量起着重要的作用;钢粒的破岩效果要优于陶粒。

复合高强度凝胶体系的室内研究及性能评价

通过实验室静态试验,研究了以部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和无机铬交联剂为主体与固体颗粒形成的复合凝胶体系。在60℃下,筛选得到了堵剂配方:0.5%HPAM;0.3%～0.35%,交联剂;0.6%～0.8%固相颗粒Y-1;热稳定剂≥0.7%。通过岩心封堵率实验,体系的封堵率>98%,突破压力梯度>30MPa/m。

高温低伤害暂堵剂HTZD室内研究与评价

在实验室内合成筛选出了一种性能优良的高温低伤害暂堵剂HTZD。高温低伤害暂堵剂的研制是基于以下原则进行的:一是优良的抗高温性,在120℃下稳定性好,分解(或降解)速度慢;二是较好的选择性,既能在注蒸汽时选择封堵高渗透蒸汽窜层,又能在油井生产时自行解除,且油层伤害率要尽量小;三是成本较低廉,施工简便。暂堵剂的抗温性与油溶性是技术关键,也是技术难点。对暂堵剂HTZD进行了室内评价,性能良好。

提高钻速新技术研究进展

提高钻井速度可以缩短建井周期,降低建井成本,对于提高油气藏开发效率和效益具有重要意义。总结介绍了国内外最新的提高钻速技术研究及其应用,按提高钻速的原理将其分为两类:直接提高钻速技术,包括新型钻井工具使用和钻井参数优化等;间接提高钻速技术,包括控压钻井技术,无意外风险钻井技术等。提出应根据所钻区域地质特征,合理设计钻井方案,选择合适钻井工具,优化钻井参数,钻井时进行实时监控和专家决策,减少复杂情况发生次数及处理时间等方法和措施综合应用,才能最大限度提高钻井速度。

HPAM弱凝胶初始黏度与微裂缝宽度匹配关系实验研究

为了满足裂缝性油藏弱凝胶调剖的实际需要,提高弱凝胶深部调剖时的注入效率,有必要研究不同尺寸微裂缝宽度下注入压力与凝胶的初始黏度的关系,确定不同缝宽时适宜注入的弱凝胶初始黏度参考范围。文章改进了新型的微裂缝物理模型,通过室内弱凝胶模拟注入实验,研究了HPAM弱凝胶初始黏度与微裂缝宽度的匹配关系。实验结果发现裂缝性油藏注入压力对弱凝胶的黏度十分敏感,确定了裂缝性油藏进行弱凝胶调剖时三种缝宽时适宜注入凝胶黏度的参考范围。可以提高凝胶的注入效率,对裂缝性油藏弱凝胶调剖的现场应用具有一定的参考意义。

井下微地震裂缝监测技术在水平井分段压裂中的应用

井下微地震裂缝监测技术是通过安放在邻井中的检波器来监测正在压裂井在压裂过程中诱发的微地震波来描述压裂过程中裂缝延伸的几何形状和空间展布。川西气田水平井开展分段压裂井下微地震裂缝监测,监测数据表明多级多簇压裂工艺能够在一个封隔段内压开多条裂缝,但是在一个封隔段只形成一条主裂缝,为进一步优化多级多簇压裂方案提供了依据。

井底钟摆类钻具转动规律的实验研究

利用根据相似理论设计出的钻柱动力学模拟试验装置,对不同钻压、自转频率条件下钟摆类底部钻具组合转动特征进行了模拟试验研究。应用快速傅立叶变换(FFT),提取出底部钻具组合的公转频率并进行图表分析。结果表明,钟摆类底部钻具组合存在正向涡动、无规则转动和反向涡动三种运动形式,运动状态主要与自转频率有关,存在一个"临界自转频率",自转频率低于"临界自转频率"时正向涡动;在"临界自转频率"附近时无规则运动;自转频率高于"临界自转频率"时反向涡动。另外发现,钟摆类底部钻具组合发生反向涡动时公转频率与自转频率之比约等于钻柱直径与井眼间隙之比。

高水材料用于油井堵水的室内研究

高水材料是一种新型水硬性无机胶凝材料,水灰比高达3.0。通过实验研究了实验温度、高水材料及颗粒型堵剂配比对高水材料复合堵剂性能的影响,得出了高水材料复合堵剂的基本配方,并对堵剂的基本性能进行了测试。由于高水材料堵剂固化前流动性好,固化后强度高,且易解堵,可用于油井的堵水。

新型触变性水泥浆触变剂的研制

对改善水泥浆触变性机理进行调研分析的基础上,建立了一种新型水泥浆触变剂体系。考察了矿化度与高pH值对该新型触变剂体系成胶性能的影响,对水泥浆添加剂对新型触变剂体系性能影响进行实验,并结合正交实验方法得到了触变剂体系的配方。利用滞后环法以及固井水泥浆API标准对强触变性水泥浆的触变性和常规性能进行了评价实验,认为水泥浆降失水剂对触变剂体系的成胶性能影响不大,水泥浆分散剂抑制触变剂体系成胶,但可以通过调整新型触变剂体系引发剂的加量改善触变剂体系的成胶性能;触变剂体系加入水泥浆中,水泥浆具有较强的触变性能,流动性较好,稠化时间比常规水泥浆延长,75℃、30min失水量为81ml,24h抗压强度为19.4MPa,均满足固井质量要求。

多重组合水力脉冲空化射流钻井提速研究

水力脉冲空化射流钻井是在钻进过程中将水力脉冲空化射流发生器安装在钻头上部实现钻井提速的新技术。通过该技术使进入钻头的常规连续流调制成振动脉冲流,从而形成水力脉冲、空化冲蚀和局部负压三种效应,增强井底净化效果及改变岩石应力状态,达到提高机械钻速的目的。文章在分析水力脉冲空化射流发生器结构和提速机理的基础上,在现场配合常规钻具、螺杆钻具、旋转导向、Power V、欠平衡钻井系统等工况多重组合现场试验,实验井径为215～444mm,纯钻时间超过260h,试验井深达6162m。在相同工况及钻井参数条件下水力脉冲空化射流钻井技术机械钻速提高11.7%～172.2%,为石油钻井提供了一项钻井提速新技术。

断块油气藏中水平井的产能预测研究

针对断块油气藏中分支水平井的产能预测问题,以圆形油气藏中辐射状分支水平井拟三维产能公式为基础,得到了扇形油气藏中水平井的拟三维产能公式;以带形油气藏中横向水平井拟三维产能公式,带形油气藏中纵向双分支水平井拟三维产能公式为基础,得到了带形油气藏中顶壁横向水平井的拟三维产能公式和带形油气藏中(单分支)水平井、半带形油气藏中顶壁纵向水平井、半带形油气藏中离壁纵向水平井的拟三维产能公式。此研究拓展了分支水平井拟三维产能公式的应用范围,丰富了产能预测理论。

切向注入式旋转射流喷嘴携岩能力研究

鉴于优化井底水力特性能有效地提高钻头破岩钻进速度的认识,提出了将旋转射流引入到钻头的技术设想,并设计了切向注入式旋转射流喷嘴。基于较少假设,采用标准k-ε模型,对切向注入式旋转射流喷嘴流场进行了数值模拟研究,并以射流冲砂携岩试验进行了验证。研究结果表明,切向注入式旋转射流喷嘴的携岩能力优于直射流喷嘴;切向注入式旋转射流喷嘴存在最佳携岩喷距和切向注入孔个数,该实验中最佳喷距为5～8L/d,最佳切入孔个数为3个。研究结果为钻头的设计和使用提供了依据。

径向水平井旋转磨料射流套管开窗技术研究

针对旋转磨料射流套管开窗的工程需求,进行了套管开窗室内实验。结果表明,磨料参数对开窗直径的影响很小,但对开窗深度有着较大影响。在喷嘴压降25MPa,喷嘴直径3mm,喷距21mm条件下,最优磨料体积分数应控制在 10%～15%之间,磨料粒径应控制在0.4～0.8 mm之间,铁砂的开窗效果最好,而石榴石具有最高性价比。在淹没条件下,冲蚀 14min 即可在壁厚9.17mm、139.7mm 的N80套管上开出直径35mm的圆形窗口,体现了旋转磨料射流套管开窗技术的优势。