水平井漂浮下套管技术研究与应用

鉴于辽河油田长水平段水平井存在套管下入的难题,开展了漂浮下套管技术研究与应用。通过对漂浮下套管技术的工艺原理、结构特点、漂浮接箍安放位置及现场应用研究,分析了该技术的特点及优势。现场成功应用表明,漂浮下套管技术是解决水平井套管下入摩阻大问题的有效方法之一,应用该技术可以显著提高水平井套管下入时效。

高温地热井钻完井关键技术研究

为了解决高温地热井钻头寿命短、钻具易磨损、安全钻井难以及漏失层位固井质量差等关键技术难题,通过高温地热井高效钻头技术、延长钻具使用寿命方法、安全钻井技术以及高温水泥浆配方优化等措施的使用,较好的解决了以上钻完井技术难题。

国内水力喷射压裂工艺技术应用研究进展

水力喷射压裂是集射孔、压裂、隔离一体化的新型增产改造技术,适用于低渗透油藏直井、水平井的增产改造,尤其适合薄互层、纵向多层、固井质量差易串槽井、套变井的改造。介绍了国内各油田和科研单位的水力喷射技术研制和应用情况。重点阐述了油管水力喷射技术和连续油管水力喷射技术。油管水力喷射技术有拖动管柱和不动管柱2种方式,连续油管水力喷射技术有管内加砂压裂和环空加砂压裂2种方式。针对水力喷射压裂技术,结合层间封隔器和滑套喷砂器,提出了1种层间封隔器封隔的多级水力喷射压裂不动管柱技术,适用于薄互层的多层压裂,压裂成功率高、易形成主裂缝,增产效果更好。

侧钻水平井井眼清洁控制技术研究与应用

侧钻水平井技术是一种小井眼钻井技术，其环空内的岩屑运移特性与常规水平井相比有较大差异，井眼清洁控制是侧钻水平井面临的一个重大技术难题。如何在老井地层亏空，受地面设备限制的条件下，满足井眼清洁的要求，清除斜井段与水平段的岩屑沉积床，避免井下复杂情况的发生，已成为侧钻水平井施工中亟待解决的问题。该文针对侧钻水平井的工程特性，通过分析影响井眼清洁的主要因素，采用数值模拟的方法揭示了侧钻水平井环空岩屑运移的本质规律，建立了适合于侧钻水平井的井眼清洁监测技术，该技术可以监测环空中岩屑堆积情况、预测岩屑成床时间，指导现场携岩及岩屑床清除作业，结合水力优化、机械破床方法最终可以达到井眼清洁控制的目的。

辽河大民屯凹陷页岩油储层强封堵恒流变油基钻井液技术

针对辽河油田页岩油储层开发过程中油基钻井液封堵性能不足导致复杂事故频发,低温敏感性强导致循环处理时间长和转运难度大等技术难题,研制了油基交联封堵剂和低温流变性改进剂,形成了一套强封堵恒流变油基钻井液体系,并对该钻井液体系进行了性能评价和实际应用。研究表明:强封堵恒流变油基钻井液密度为1.80~2.40 g/cm^(3),耐低温达到-25℃,耐高温达到220℃以上;钻井液具有良好的流变性和沉降稳定性,页岩一次回收率为100.0%,二次回收率为97.5%,对页岩的封堵率达到了60%,可有效减缓压力在页岩内部的传递。现场应用表明:强封堵恒流变油基钻井液体系流变性稳定且易调整,井壁稳定效果好,机械钻速高。该技术可为页岩等复杂地层深井、超深井的高效钻井提供技术参考。

苏里格硬脆性泥岩地层井壁失稳机制及钻井液技术对策

苏里格区块石盒子组与山西组泥岩基本不含极易水化的蒙皂石,膨胀性不高,但沿微裂缝侵入的滤液会使得泥岩内部膨胀不均,产生膨胀压,加剧微裂缝扩张,继而导致井壁失稳。在此基础上,优选了微纳米封堵剂MAT,能够改善硬脆性泥岩微裂缝的封堵效果,减缓泥岩岩心的压力传递;优选了胺基硅醇抑制剂,加强钻井液抑制性能,减轻泥岩受钻井液浸泡后内聚力降低的程度,并构建了纳米封堵高效抑制水基钻井液体系。现场应用表明,该体系具有较好的流变性、滤失性、封堵性、抑制性,在苏53-X井取得成功应用。

抗温高强度交联堵漏配方研究与应用

为解决常规桥接堵漏材料滞留能力较差,堵漏成功率低的问题,研制出交联封堵剂ZNP。优选了高强度架桥材料、填充材料和纤维材料,按1/3/~2/3架桥理论确定不同材料的粒径范围,按SAN-2工程分布理论确定了各种粒径的体积配比,形成了抗温高强度交联堵漏配方;对其承压能力、抗返排能力进行了评价,并进行了现场应用。研制的交联封堵剂ZNP具有良好的配伍性和高温稳定性,可提高封堵材料与地层的胶结能力,优化的抗温高强度交联成膜堵漏浆可封堵1~5 mm宽的裂缝,抗压可达30 MPa以上,封堵层抗返排压力达4.6 MPa以上。在FX4、SHB1^(-1)等井应用12井次,一次性堵漏成功率100%。结果表明,抗温高强度交联堵漏配方具有良好的承压及抗返排能力,堵漏成功率高,具有广阔的推广应用前景。

闸板防喷器侧门密封失效研究

侧门是闸板防喷器中的关键部件。建立了闸板防喷器侧门的三维实体模型,用Solidworks有限元分析软件对侧门进行了承载能力分析,考虑了材料的弹塑性特性,分析了侧门密封圈应力应变情况,同时,在侧门承受35MPa均匀压力作用下,得出了原始侧门与改进后侧门的应力、应变和内轮廓的变形量,最后提出相应的分析及其改进措施。为验证设计的可靠性、合理性及进一步改进设计提供了依据。

抗高温无黏土相钻井液体系研究与性能评价

为了使钻井液摆脱对黏土的依赖,较好地保护油气储层和提高钻井速度,通过引入磺酸基团和阳离子单体,合成了增黏降滤失剂SSDP;对增黏剂、降滤失剂、润滑剂和防塌抑制剂进行优选和复配,研制出了抗高温无黏土相钻井液,并对其进行了性能评价。结果表明:所研制的钻井液具有较好的抗温性能,耐温能力达160℃;具有较好的抗劣土污染能力,抗劣土污染容量限达到10%以上;润滑能力接近油基钻井液水平;岩心渗透率恢复率大于90%,具有较好的储层保护效果。由性能评价结果可以看出,该钻井液较好地解决了以往无黏土相钻井液在高温下聚合物降解造成的黏度下降问题,保证了钻井施工的安全进行,具有较好的经济效益。

膨胀管变径膨胀锥设计理论研究

鉴于实体膨胀锥与液压滚动膨胀锥的优缺点,开展了变径膨胀锥的设计理论研究。通过对变径膨胀锥的工作原理、结构特点、设计要点等方面的研究,分析了膨胀管变径膨胀锥的设计理论。为变径膨胀锥在膨胀套管技术领域里的应用提供了理论借鉴。

膨胀管变径膨胀锥锥片厚度优化研究

鉴于实体膨胀锥与变径膨胀锥的优缺点,介绍了变径膨胀锥的工作原理与结构特点,通过膨胀锥锥片厚度的理论分析与有限元计算,得出膨胀锥片厚度越大,接触应力就越小。膨胀锥的最大应力主要表现在膨胀锥内壁上,随着膨胀锥壁厚的增加,最大应力在逐渐减小,当壁厚大于35mm时,应力效果减小不明显。通过对膨胀管变径膨胀锥锥片厚度的优化研究,为变径膨胀锥在膨胀套管技术领域里的广泛应用提供了理论借鉴。

辽河油田古潜山储层钻井取心技术

为了提高辽河油田古潜山储层的岩心收获率及取心质量，研究了适合古潜山储层的钻井取心技术。通过分析辽河油田古潜山储层的地层特征，用排除法确定了造成单筒岩心收获率低及取心质量差的主要原因，提出了相应对策。首先，优化了取心钻头，将切削齿由原来的3～5个改为10个，采用Z3型金刚石复合片与硬质合金连接方式，设计了低冲蚀PDC钻头水眼结构。然后，改进了取心工具，增加了隐式篮式岩心爪和引心套、内筒扶正器、堵心指示器、防堵心装置，换用内壁光滑的铝合金内筒。最后，对钻压、转速、排量等取心技术参数进行了优化。辽河油田9口井的现场应用表明，机械钻速从0.55 m／h提高至2.79 m／h ，岩心收获率从51.13％提高至89.97％。研究结果表明，辽河油田古潜山储层钻井取心技术能有效提高机械钻速、岩心收获率和取心质量，降低井下安全风险，可推广应用于坚硬破碎地层的取心作业中。

提高海26区块侧钻井固井质量工艺技术

辽河油田海26区块侧钻井固井质量差,油井寿命短。分析认为影响侧钻井固井质量的主要因素环空间隙小、套管不居中、注水泥顶替效率不高等。为此,提出了提高固井质量的一系列技术措施:优选出合理的环空间隙,并利用扩孔技术增大环空间隙,采用双胶塞复合碰压固井技术,优化套管扶正器安放位置及其间距,研制新型配套的固井工具,提高套管居中度和水泥顶替效率。该技术措施在海18-4C井、海稠7-27C井和海稠7-25C井等20口侧钻井进行了应用,固井成功率100%,固井质量大幅提高,侧钻井寿命提高了近两倍。

深层页岩气油基钻井液承压堵漏技术分析

现阶段国内很多地区页岩气朝向深层领域开发,钻井液及固井水泥浆密度均有提升。在生产实践中,为进一步优化固井质量,减少或规避水泥浆流失等问题,增强油基钻井液对井壁承压能力是有效途径。文章概述了国外新型油基堵漏技术的特征及作用机制,在此基础上探究该技术在涪陵页岩气开采中的应用状况。实践表明,该项技术应用期间有效满足了现场施工需要,取得技术经济效果较为理想,具有一定推广价值。

辽河油田Q40块蒸汽驱稠油油藏保形密闭取心技术

辽河油田Q40块为蒸汽驱稠油油藏,综合含水量不断提高,开发效果越来越差,为了有效地提高本区的增产挖潜效果,需要获取该区油层可靠的岩心资料供研究,必须在该区超高温、高含水、特松散地层中进行保形密闭取心技术作业。现场试验4口井,取心进尺290.02m,心长271.00m,平均岩心收获率93.44%,密闭率88%,为开发残余油与驱油效率,研究地层物性变化提供了可靠的依据。

CO_2辅助蒸汽吞吐开发效果实验研究

以蒸汽多轮次吞吐稠油油藏为研究对象,采用物理模拟与数值模拟方法,研究了CO_2-蒸汽混注方式对稠油油藏热采开发效果的改善。实验表明,CO_2在原油中具有较强的溶解能力,通过与蒸汽混注可以使原油物性特征发生较大变化,进一步改善稠油流动特征,蒸汽-CO_2驱方式的驱油效率较纯蒸汽驱提高了约12%,并且含水上升速度也更小。采用数值模拟手段开展了稠油油藏CO_2辅助蒸汽吞吐方式的单因素敏感性分析,结果表明,各参数中油层厚度与原油黏度对开发效果的影响较大,并分析了各注采参数的影响。最优的实施方案为注汽速度200 t/d,气汽比1∶1,蒸汽干度0.7,焖井时间5 d,排液速度140 t/d。

径向水平钻孔技术在LU2028井的应用

径向水平钻孔技术目的是解除近井污染，降低注入压力，提高注水量，以期提高整个井组产量、有效开发剩余储量。从解堵原理、井位选择、工程设计、现场施工等几个方面，详细论述了径向水平钻孔技术在LU2028井的应用情况。该井在1401．5～1403．5m井段采用可传递一定扭矩的挠性管驱动微型钻头旋转钻进破岩，完成了6个径向水平孔眼，单孔度量长度8～15m。措施后注入压力明显降低，降幅达53．5％，吸水能力得到提高，满足配注要求，补充了地层能量，使受效油井产量稳步上升，含水下降，取得了良好的应用效果。

中长筒保形取心内筒吊运法的研究与实践

铝合金内筒从钻台上的垂直方位吊运到地面的水平方位,且保证其不产生弯曲变形,是中长筒保形取心技术的一大难题。本文通过对铝合金内筒在吊运作业中产生弯曲变形的研究,分析了引起铝合金内筒产生弯曲变形的主要因素,提出防止铝合金内筒弯曲变形的有效方法,并推导出两起吊点之间距离的计算公式。巧妙地应用滑轮的基本原理,研究出铝合金内筒吊运装置,并在钻井取心现场两年的使用过程中,获得了很好的效果。实践证明该项研究成果,是防止铝合金内筒在吊运作业过程中产生弯曲变形的有效措施。

分支井开窗管柱防转调角差工具研究

受施工工艺限制,分支井管柱防转能力往往较差,在开窗或斜向器回收过程中可能发生斜向器转动的情况,导致无法确定真实的开窗方向,从而严重影响分支井完井施工窗口对正。针对此问题,研发了一种刚性防转结构,采用键槽配合的方式实现管柱防转及调角差功能,具备抵抗65kN·m抗扭能力,调角度最大偏差不大于6°,能够满足现场开窗及后期定向钻进要求,解决了现有开窗调角差管柱防转能力差的难题。

边台-H25分支井眼尾管一趟钻半程固井技术

为简化井身结构、避免反复更换泥浆体系,在边台-H25多层次分支井眼中采用了半程固井技术,通过环空承托工具的选择、防倒流工艺的选择和整体工艺措施的完善,开发了一套可靠性高、操作简单的一趟钻分支井眼半程固井工艺技术,并在现场试验获得成功。