四川长宁区块页岩气水平井水基钻井液技术的研究与应用

长宁龙马溪页岩矿物组分分析表明,页岩矿物主要以石英、方解石和黏土矿物为主,属于硬脆性水敏地层。为了保证水基钻井液能够在长水平段页岩中钻进,且不发生井壁失稳、井壁垮塌等井下复杂情况,经过大量室内研究,研制出以疏水抑制剂CQ-SIA和高效液体润滑剂CQ-LSA为主要处理剂的页岩气水基钻井液体系。室内评价表明,该水基钻井液抑制能力优越,滚动回收率达到97.6%;在100℃温度下恒温静置48h后,未出现重晶石沉降现象,流变性能稳定;能够抵抗30%(w)的岩屑污染。现场应用情况表明,该钻井液性能稳定,润滑性好,抑制能力强,保证了顺利钻进、电测、通井、下套管施工作业,能够满足长宁页岩气井钻井的需要。

长庆油田子洲天然气水平井钻井工艺技术

子洲气田是长庆油田天然气井开发的重点区块之一，天然气水平井是提高气井产量的重要途径之一。本文针对子洲区块的地层特．量，根据洲平1井、洲平23—27井，对实际钻进中的数据进行分析和总结，重点从井身结构设计、井眼轨迹优化方案、钻头选型等方面加以分析说明，优选出适合造斜段钻进的MD537HX牙轮钻头，适合子洲山2，段砂岩钻进的牙轮钻头休斯STR-30DDT与史密斯XR50Y，总结出一套适合子洲地区的钻井工艺技术。

长庆油田水平井井身结构设计技术再探讨

井身结构设计部分是钻井工程设计的重要组成部分。本文结合长庆油田水平井钻井工程设计中的实际情况．简述了长庆油田水平井井身结构简化的过程，分析了井身结构设计的特点，说明井身结构个性设计的重要性，并提出了井身结构优化的初步方案，为的钻井工程设计进一步优化提供了一定的依据。

三维复杂井眼上提冲放套管屈曲摩阻模拟研究

针对复杂井身结构、复杂井眼轨迹和井径变化导致的套管下放困难甚至不能到达预期井深的问题,开展了三维复杂井眼上提冲放套管屈曲摩阻研究。在螺旋屈曲套管附加摩阻理论的基础上,利用有限元分析,以H井实际工况参数建立三维复杂井眼套管"上提冲放"作业过程的有限元模型。利用该模型对全井段套管受力及屈曲变形情况进行了分析,结果表明,H井直井段套管在冲放瞬间及自由稳定后所受的轴向力大于其螺旋屈曲临界载荷,从2000 m井深至造斜点之间井段发生了严重的螺旋屈曲变形,套管螺旋屈曲附加摩阻太大而自锁,下部套管无法传递动力出现下放困难。该类三维复杂井眼套管下放困难机理对复杂井眼套管柱屈曲形态损伤及其失效研究具有重要意义。

旋转导向系统井身轨迹旋转测量方法研究

通过分析旋转导向过程中对系统及其系统内各个分部件的影响,建立了旋转导向井身轨迹旋转测量方法的数学模型。针对理论分析,建立了Matlab仿真模型,并进行了仿真图形分析。最后,进行了试验验证,给出试验结果。从整个试验过程和试验结果可以证明所研究的测量方法是正确并可行的。

分支水平井产能计算研究

综述了国内外多分支水平井产能公式的研究进展,并指出了不同产能公式的适应条件和适用范围以及其各自的优缺点。

鄂尔多斯盆地南梁油田西区PDC钻头切削齿磨损分析及应用研究

统计、对比分析了两邻井同一井段PDC钻头使用情况,切削齿磨损情况以及磨损原因,认为弯螺杆复合钻进诱发的井底涡动是导致切削齿磨损不均、微小金刚石颗粒崩落、磨损面拉断裂纹发育的根本原因,严重影响了钻头寿命,并从提高该区块定向井两趟钻比例、单只钻头进尺的角度给出了钻头优化、制造和使用等方面的建议。研究表明,通过外锥后排辅助齿抵抗冲击应力、控制吃入深度是减少磨损的有效方法。

长宁页岩气工厂化钻井模式研究

随着页岩气等非常规资源开发的规模化和国家相应补贴、环保政策的逐步收紧,开发效益日渐微利化。除利用新技术、新工艺降低开发成本外,创新开发模式也是重要手段,由于大量采用丛式水平井与分段压裂的技术组合开发页岩气,工厂化的钻井、压裂模式得到积极探索和完善,在节约土地、水源、材料、人工,提高作业效率和废物利用率,保护环境等方面发挥了关键作用提出了工厂化作业的内涵、条件与方法,介绍了四川长宁页岩气开发中工厂化作业的经验与效果,提出了有待进一步改进的建议。

磨溪-高石梯上部井段优快钻井钻井液技术

磨溪-高石梯上部井段地层互层多、胶结性差,井壁失稳风险大,以及大段泥岩、石膏导致的污染,制约着该区块钻井提速进程。根据该区块地层特点,通过KCl、weigh-2、疏水抑制剂CQ-SIA的复配,优选出双盐-疏水聚合物钻井液体系。室内评价效果表明,该钻井液体系失水造壁性好、抑制封堵性强,中压失水3.2 mL,滚动回收率99.46%,15%(w)泥岩污染和3%(w)石膏污染对钻井液性能影响小。高石001-X38井现场应用表明,双盐-疏水聚合物钻井液体系能够有效解决上部井段泥岩水化分散、钻头泥包、地层井壁失稳、石膏污染等技术问题,创造了高石001区块311.2 mm井眼最短钻进周期18.68天、最快机械钻速8.46 m/h两项记录。

双层钻具反循环技术在气体钻井中的应用分析

针对气体钻井地层出水及钻遇漏失层等问题,提出双层钻具反循环钻进技术应用于气体钻井的方法。双层钻具反循环气体钻井技术融合了气体钻井、潜孔锤钻井和反循环钻井三种钻进技术方法,具有所需气量小、所钻井眼的质量好、处理地层出水的能力强、有效避免和减少严重漏失等优点;适用于水敏性地层、坍塌和漏失地层以及低压、低渗透气层。研究双层钻具反循环气体钻井技术,形成针对水层、漏层同存的钻井配套技术,能进一步拓宽气体钻井技术应用范围。

苏里格地区含气储层AVO特征研究

AVO技术是一种非常实用有效的地球物理方法,对于寻找天然气藏有着独特的优势。本文以AVO技术的基本理论为基础,结合实际地质情况,应用Zoeppritz方程进行了苏里格地区的正演模拟,并与实际道集资料、分偏移距叠加资料进行对比,结果显示对于分布稳定,厚度较大的含气储层而言,III类AVO为最主要类型,对于厚度较小的储层而言,因受到地震复合反射等因素的影响,也可能出现其他AVO类型。

气体钻井钻柱内孔微波信道适配天线研究

为提高钻柱内孔微波信道传输技术的传输距离进而提升测传深度,对小体积的全向线状天线、窄波束高增益的定向八木天线及定向圆极化轴向模螺旋天线的半功率波瓣宽度及方向性系数进行了研究分析。研究结果表明,由于目前气体钻井广泛采用139.7 mm(51/2 in)钻杆,根据其钻柱结构特点适宜采用2.4 GHz工作频段天线。在此工作频段内,激发圆极化定向电磁波的轴向模螺旋天线与狭长的钻柱内孔具有最佳适配效果。该天线激发圆极化平面波沿钻柱内孔轴向传播,不仅能降低钻柱扭转对微波收发产生的不利影响,还能降低钻杆壁微波的反射,减少微波损耗。

苏里格小井眼快速钻井技术

根据2007年苏里格小井眼车栽钻机ZJ3D试验项目试验的情况，展开分析对比，提出小井眼钻井必须突破下部钻井的破岩能量不足问题，以设计试验新型特色PDC钻头为突破口的小井眼快速钻井配套技术方案、措施和建议，试验2口井效果良好。

长北气田CB3-3双分支水平井钻井液技术

CB3-3是榆林长北气田的一口双分支水平井,该井第二条分支水平段安全钻达2 300 m,创长北气田水平段最长纪录。新型的KCl聚合物钻井液体系和无土低固相低伤害钻完井液体系分别在该井斜井段、水平段进行了应用及评价。实验结果表明,新型的KCl聚合物钻井液抑制性强、润滑防卡性能好、携砂能力强,能够保证有效快速钻进,能够确保分支井二开裸眼井段的稳定性;无土低固相低伤害钻完井液体系具有稳定性良好、密度低、失水低、润滑防卡性能优良、能有效生物降解等特点,具有对储层的低伤害性,是一种新型高效的钻完井液体系。

巴基斯坦OGDCL钻井液项目管理经验介绍

巴基斯坦石油天然气开发公司(OGDCL)钻井液技术服务项目是中国石油川庆钻探国际工程公司积极践行中国企业“走出去”战略的典范,该项目的成功中标与执行是公司首次挺进巴基斯坦单项技术服务市场的标志,也是公司成功打开海外市场新局面的见证。项目从投标、中标、启动、经营运行等环节存在诸多难点,总结以往土库曼斯坦、厄瓜多尔钻井液项目管理经验的基础上,大胆创新提出“材料国际化、人员国际化、技术国际化、管理国际化”的思路。项目建立“中东-中国-巴基斯坦”国际化的材料供应链条,钻井液材料采用美国石油协会(API)标准,用国际化管理思维理念,顺利保障了项目的平稳运行,受到了业主方高度评价,可为未来海外项目市场开发、项目运行提供一定的参考。

改进的静态推靠式旋转导向钻具组合力学模型

为了提高井眼轨迹调控精度和效率,基于该旋转导向钻井系统的结构及工作原理,应用纵横弯曲梁理论重建下部钻具组合力学模型。其中,考虑导向翼肋与井壁的接触作用,给出导向翼肋等效处理新方法——将导向翼肋等效成偏心距未知、支座反力已知的偏心稳定器,将导向力等于支座反力设为补充求解条件。理论分析与实钻数据表明,给出的导向翼肋等效处理方法更合理,基于该等效方法建立的下部钻具组合力学模型有助于提高井眼轨迹参数预测精度,能够满足钻井要求。

气润湿性对蒙脱土性能的影响

实验室自制出的一种氟碳气湿反转剂FC-1可使凝析气藏岩石表面润湿性反转为气润湿性并大幅度增加气藏产量。当气藏岩石表面润湿性改变后,岩石中黏土矿物性能也会发生变化。本文考察了经气湿反转剂FC-1处理前后蒙脱土的性能。实验结果表明：当FC-1质量分数为100%时,100率200目蒙脱土Zeta电位从处理前的-31.70mV升高到-17.27mV,逐渐接近不分散状态;随着FC-1质量分数的升高,蒙脱土的阳离子交换容量急剧下降,当FC-1质量分数为100%时,亚甲基蓝容量MBC从处理前的2.14下降至0.2;FC-1质量分数为100%时,16h后蒙脱土最大膨胀高度为0.83mm;SEM、TEM分析结果表明,气湿反转剂FC-1中的含氟烷基已经附着在蒙脱土颗粒表面上,形成一层气湿反转膜,维持了蒙脱土的稳定性能。

西峰油田长8油藏高阻水层影响因素探讨

鄂尔多斯盆地西峰油田长8油藏储量资源丰富,建产潜力大,是该区增储上产的主要层位之一,近年来由于高阻水层现象的出现,难以有效识别油水层,一定程度上增大了产建风险,为了准确识别长8储层流体性质,搞清高阻水层成因,紧密结合西峰庄36区长8油藏实际情况,通过大量实例,综合应用岩性、物性等分析化验资料、常规测井及核磁共振等测试资料,确定了碳酸盐含量高、绿泥石含量高、结构泥质的存在、物性及孔隙结构差为导致水层电阻率与油层电阻率差异小的主要原因,从而扩展了油水层识别方法,对推动该区增储上产具有重要的现实意义。

旋转导向工具环空掉块运移规律数值模拟

页岩气水平井钻井使用旋转导向工具后,井壁掉块卡钻事故时有发生。为此,结合现场井壁掉块形状和大小,利用球面填充法建立掉块模型,借助计算流体力学软件Fluent和离散单元法软件EDEM,研究了掉块运移的影响因素。数值模拟结果表明:在现场施工排量条件下,遇阻掉块运移离开旋转导向环空时间为5~15 min,当钻井液排量大于35 L/s时可显著提高掉块的运移速度;增加钻井液密度会使掉块摆脱遇阻,为预防卡钻建议将钻井液密度维持在1.9 g/cm^(3)以上;当钻井液黏度为20~60 mPa·s时,其对环空中可活动掉块的运移有一定促进作用,但不影响已经遇阻和遇卡掉块。所得结论对预防水平井钻井中,旋转导向工具井壁掉块卡钻和钻井液安全循环时间制定具有一定的理论指导作用。

静态推靠式旋转导向钻井工具防自锁设计方法

基于静态推靠式旋转导向(SRS)钻井工具的结构和工作原理,建立SRS钻井工具受力分析模型,给出防止导向翼肋自锁的倒角优化设计方法。结合实例分析井底实际钻压随导向翼肋前倒角变化,以及前倒角上限随导向翼肋推靠力和名义钻压上限变化。结果表明:导向翼肋与井壁台阶是否自锁与导向翼肋倒角设计、钻井参数(推靠力、钻压)及井壁摩擦系数有关;井底实际钻压随导向翼肋前倒角增加而迅速减小;前倒角上限随推靠力之和增大而减小、随名义钻压上限增大而增大、随侧倒角增大而略有减小;对于Φ216 mm井眼中使用的SRS钻井工具,推荐导向翼肋前倒角45°左右,侧倒角45°~60°,侧倒角较大时还应适当减小前倒角。