天然气钻井在川西地区的实践与认识

近年来,中国石油西南油气田分公司川西北气矿先后在川西地区平落19等5口井实施了天然气钻井,实践的数据和结果充分体现了天然气钻井的优越性,取得了良好的勘探效果,并创国内天然气钻井多项新水平。实践表明,天然气钻井是比较容易进行的,但必须具备一定的地质条件,而且要精心制定工艺流程并正确实施。通过几口井天然气钻井的实践,进一步加深了对天然气钻井的理解和认识,积累了不少经验,但同时也发现了几个应当引起重视和解决的技术问题①天然气钻井开始时间的选择;②空气螺杆从何时开始使用;③终止天然气钻井时机的选择等。

塑性堵漏在川西地区的应用

井漏是钻井中常见的复杂情况,其根本的原因是钻井液液柱压力与泵送回压之和大于地层压力,并产生指向地层的正压差,这个正压差就是发生井漏的驱动力。针对这一机理,采用减轻堵漏剂密度和提高塑性"失重"能力的方法,有利于实现堵漏剂在漏层定位不发生停泵后的再运动,因而可以提高堵漏的成功率。为此,介绍了一种封固型塑性堵漏的思路与施工步骤,并通过在威阳28等井的现场应用表明,按塑性"失重"思路配制的堵漏剂能成功地解决严重漏失井的堵漏和固井问题,塑性"失重"堵漏剂有较好的推广应用价值。

四川须家河组地层特性及其与牙齿接触的仿真分析

为了解决四川须家河组复杂地质条件下机械钻速慢、进尺少、井塌等事故发生率高等问题,在分析该地层岩层特性的基础上,针对龙17井岩样进行了岩石力学性能分析,并在此基础上开展了3种不同齿形与须家河组地层特性岩石接触的有限元仿真研究,得到了各齿形压入速度、压入深度和破碎体积随时间的变化曲线,为须家河地层钻头的设计提供了理论依据。研究成果有利于提高该层位的机械钻速,降低事故发生率,以加快该地区石油天然气勘探开发的速度。

石油天然气储量价值评估方法研究

以我国最新发布的《石油天然气资源/储量分类》和《石油天然气储量计算规范》为依据,在调研国外石油天然气储量的价值评估方法的基础上,结合我国财会税收制度,建立了符合国际贯例的经济可采储量计算及其价值评估方法体系。通过对中坝雷三等3个气藏分别进行的天然气经济可采储量计算及其剩余可采储量价值评估,结果表明不同品质的储量差异是极为显著的,评估方法是适用的,计算结果是可靠的。

非常规短尾管固井技术在大斜度井的应用

中75井第四次开钻采用天然气钻井,井眼严重垮塌,井下情况比较复杂,仅钻进7.23m即发生卡钻事故。为继续采用天然气钻井提供有利条件,正确评价中坝构造须三段目的层,决定对152.4mm井眼已钻大斜度复杂井段2351.24～2390.00m进行尾管固井作业。鉴于尾管悬挂井段井斜角达67°,裸眼井段垮塌非常严重,井径极不规则,且已形成3个小井眼,尾管段长度超短,重量超轻,因而,若按常规方法操作,尾管下入、悬挂、倒扣等十分困难,风险极大;若无切实可行的技术措施,周密细致的施工方案,极可能导致该次固井失败,甚至引起新的事故发生,从而危及到钻井的成败。采用非常规短尾管固井技术,是该项技术在大斜度定向井的创新应用。该井的施工成功为大斜度定向井尾管固井作业提供了好的范例。

磨溪气田快速钻井技术及其应用

磨溪构造嘉二段钻探始于1977年,经过30多年的钻探,截至2004年底要完成一口以嘉二段为目的层的第四次开钻井需要5个月左右时间,平均机械钻速不足2m/h,钻机月速约680m/台月。为此,介绍了磨溪构造钻井过程中,针对磨溪构造不同井段地层特点,在不同井段采用不同的钻具结构。通过强化钻井参数、适当降低钻井液密度、优选钻头类型、提高钻井液抑制性等技术措施,极大地提高了磨溪构造的钻井速度。经过该区几口井的现场实验表明,试验井平均机械钻速从原来的不足2m/h提高到现在的6.1m/h。在磨溪构造的第四次开钻的钻进中,第二次开钻层段,通过加强钻井液体系的抑制性,确保良好的钻井液性能,实现无固相或低固相钻井液钻进。第三次开钻层段(T3x6—T2l21),采用安装旋转防喷器利用欠平衡钻井技术,使用无固相钻井液或较低密度的聚钾钻井液,能够较大幅度地提高钻井速度。

有效解除水平井段压差卡钻技术——在磨溪地区钻井中的应用

由于勘探工作的需要,目前国内各油气田水平井钻井数量越来越多,钻井中在水平井段出现的压差卡钻事故也经常发生,现场一般采用大吨位提拉活动钻具、反复震击、条件允许时替入足量的低密度钻井液降压差、在卡点附近浸泡解卡液、泡酸、爆炸松扣、套铣等方法处理此类事故,但很难奏效。为此,从水平井段发生压差卡钻的成因及解卡途径、SPJ解卡液研制与评价入手,摸索出解除水平井段压差卡钻的关键技术——SPJ解卡液技术。该技术在磨溪地区的应用表明,为解除水平井段发生的压差卡钻,用前置冲洗液降低井筒液柱压力和浸泡SPJ优质解卡液的综合手段十分有效。适合在类似磨溪地区的钻井中推广应用。

碳酸盐岩储层加砂酸压支撑裂缝短期导流能力试验

选用不同的陶粒支撑剂,进行碳酸盐岩加砂和酸蚀加砂支撑裂缝短期导流能力试验。结果表明:酸化导致岩板表面变得凹凸不平、疏松、软化,产生许多细小的矿物颗粒,使酸蚀加砂支撑裂缝的导流能力大幅下降;对于加砂酸压井,应注意控制作用在支撑剂层和酸蚀区地层上的有效闭合压力,使其小于支撑剂和酸蚀地层的强度,防止支撑剂的嵌入、破坏以及酸蚀区地层的变形,以免裂缝导流能力大幅度下降;在加砂酸压施工条件允许的情况下,尽量选用大粒径的支撑剂。

新型“三强”钻井液在磨溪气田快速钻井中的应用

磨溪气田长期以来由于地层的垮塌和多个油气层的存在,使其从311.2mm井段开始钻井液密度就一直居高不下,到完井时钻井液密度高达2.30g/cm3以上,严重地影响了该气田的钻井速度。为了加快对该气田的钻探,在经过大量的室内试验的基础上,形成了从无固相到低密度再到高密度的新型“三强”钻井液体系。实践证明,“三强”钻井液体系,从无固相转化到低固相再到高密度钻井液,工艺简单、技术可行,有利于钻井液费用的控制。通过多口井的应用见到了明显的效果,钻井速度得到了大幅度的提高,钻井周期大幅的缩短。

国内水平井修井工艺技术现状

水平井是油气田高效开发的一项重要技术,随着钻井技术水平的提高,提高油气井产量、采收率、降低油气田开发成本的需要,水平井的数量和类型越来越多,水平井的应用越来越广泛。另一方面,水平井由于其井身轨迹的特殊性,水平井的油套管更易出现磨损、腐蚀等情况,也更易发生故障,水平井修井面临更加严峻复杂的挑战。国内水平井修井起步较晚,工艺技术相对滞后,需要针对性地开展研究,不断探索,不断实践,以提高水平井修井工艺水平,满足油气田高效开发中水平井修井数量和难度不断增长的需要。

钻井液常见污染问题及处理方法探讨

性能良好的钻井液是钻井施工成功的基本条件之一,但钻井过程中钻井液易被H2S、石膏、盐水和CO2等污染而变质失效,严重影响钻井施工安全,增大施工成本。为此,剖析了H2S、石膏、盐水和CO2等4种污染源污染钻井液的根本原因,应用基础化学理论,从提高钻井液自身抗污染能力和对已污染钻井液的处理2个方面提出了经济、有效的处理方法。结果表明,这4种物质污染钻井液的根本原因是其降低了钻井液的pH值和破坏了胶体形态;Zn2(OH)2CO3可有效除去侵入钻井液的H2S,Na2CO3和NaOH配合使用可解决石膏和钙性盐水污染问题,CaO能恢复被CO2污染的钻井液的性能,这些处理办法的成本都较低,但需要严格控制药剂的加量,药剂过量或不足都无法达到预期效果。

快速消除井眼中“大肚子”危害的钻井液技术——在广安地区钻井中的应用

井眼“大肚子”是钻井施工中常遇到的井下复杂情况之一,现场常用变排量循环、变钻头位置循环、反复划眼、多次短起下钻拉刮、稠钻井液举砂、高密度稠钻井液举砂、水泥塞补壁等处理方法,但存在处理耗时长、岩屑不易清干净、经济损失大等问题。为此,从分析井眼“大肚子”对钻井工程的危害入手,提出消除井眼“大肚子”危害的技术思路,介绍了前置冲洗液、举砂液的室内研制与评价、现场应用等钻井液技术。试验表明,采用低漏斗黏度、低切力、高润湿反转能力的前置冲洗液与研制的具有高摩阻、高拉挂、高悬浮力、强网架结构特点的举砂液联合使用的方法可快速消除井眼“大肚子”危害,适合在类似广安地区的钻井中推广应用。

平落006-5井空井固井初探

平落006-5井是平落坝低压易漏地质构造上的一口排水井。设计311.2mm井眼采用空气钻井技术钻至井深1650m下入244.5mm技术套管。为了解决空气钻井达到设计井深后,替入水基钻井液再下套管、注水泥固井面临井壁水化失稳和井漏等问题,第一次实施了空井正注水钻井液固井作业。分析了空井固井的7项技术难点。空井通井采用了模拟钻具配合划眼、加大排气量清扫技术,下套管采用了加长铝质引鞋配合平稳控制下放速度技术,注水泥采用内插管配合施工参数动态监测技术。介绍了现场施工过程中井眼准备及管柱下入、注水泥等工序,值得借鉴和推广。施工顺利,固井质量合格,创造了该地区244.5mm套管空井固井最深纪录,丰富了空气钻井技术。

往复式压缩机气体管道振动分析及消振方法

往复式压缩机气体管道振动是管道设计和机器运行中经常遇到的问题,往往影响到设备装置的正常运行。文中分析了通常引起往复式压缩机气体管道振动的原因及其消振方法。实例应用振动分析法采集数据,分析了振动原因并提出了相应的消振措施,现场应用表明,效果较好。

广安地区快速钻井的钻井液辅助增速技术

如何实现钻井液的辅助增速为钻井界所重视,国外主要依靠添加一种叫ROP的防泥包剂到水基钻井液中而实现钻井增速效果,但技术手段较单一。为此,针对四川广安地区的钻井提速问题,结合国内外提速研究成果,优选出一套适合于该地区的钻井液辅助增速技术,并应用于广安地区所钻的9口井中,取得了较理想的钻井提速效果,形成了一套较完善的钻井液辅助增速技术。其核心技术是:①使用"三强"高效防塌钻井液,实现较低密度的钻井液钻井,尽量减少井下复杂与事故;②采用多种表面活性剂组合,防止钻头泥包,使钻头高效破岩;③使用结构聚合物,优化高电解质钻井液的动塑比,充分净化井眼,减小压持效应。试验表明,该批井平均机械钻速提高31%,单井平均钻井周期缩短48%。

高酸性气井超临界态二氧化碳硫化氢的相态变化诱发钻采事故探讨

四川川东北硫化氢气田群(包括罗家寨、渡口河、铁山坡、普光等区块)埋藏深、酸性组份含量高,部分气藏中的二氧化碳、硫化氢已处于超临界态。超临界态流体是指处于临界温度和临界压力以上的流体。二氧化碳的临界温度为31.05℃,临界压力为7.38MPa。硫化氢的临界温度为100.45℃,临界压力为9.00MPa。超临界态具有特殊的相态特征,具有粘度小、扩散系数大、密度大、流动性好、良好的溶解性和传质特性,并且在临界点附近对温度和压力尤为敏感。在钻采过程中,超临界态二氧化碳、硫化氢发生相态变化时,将可能引发比较严重的井喷事故。文章试图从超临界态二氧化碳、硫化氢的特殊相态特征入手,探讨相态变化诱发钻采事故的原因。

膨胀套管膨胀力的理论计算

根据弹塑性的理论,推导了膨胀套管在弹性变形区和塑性变形区的周向应力和径向应力计算模型,确定了膨胀套管膨胀时在膨胀芯头与套管之间所需的最小接触载荷。对膨胀芯头的受力进行了分析,考虑了膨胀芯头几何参数和金属间摩擦系数等影响因素,建立了作用在膨胀芯头上膨胀套管所需膨胀力的计算方法,对相关参数对膨胀芯头拉力的影响进行了讨论,并用实验数据对理论计算结果进行了验证,结果表明,采用本文推导的计算模型所得到的芯头膨胀拉力的计算精度满足工程应用的需要。

往复式压缩机气体管道振动分析及消振方法

往复式压缩机气体管道振动是管道设计和机器运行中经常遇到的问题,往往影响到设备装置的正常运行。分析了通常引起往复式压缩机气体管道振动的原因及其消振方法。实例应用振动分析法采集数据,分析了振动原因,并提出了相应的消振措施,现场应用表明,效果较好。

粘度法测量高聚物钻井液处理剂相对分子量的数据处理新方法

粘度法测量聚合物相对分子量的原理是在溶液极稀时测量聚合物对溶剂粘度的影响程度。目前常采用单线法和双线法回归聚合物溶液比浓粘度与溶液浓度的关系式,根据关系式求出溶液浓度趋近于0时的比浓粘度,进而求得特性粘度,再由特性粘度经验方程计算出聚合物相对分子量。试验测定室内合成的聚合物钻井液处理剂,发现线性处理方法回归的比浓粘度与浓度关系式相关系数较低,认为测定的相对分子量误差较大,因而提出了用多项式法处理数据的新方法。该方法回归的关系式相关系数较高,计算的相对分子量与线性处理方法相比差距较大。用此方法对另一种聚合物钻井液处理剂的试验数据进行处理,结论相同。多项式法计算聚合物钻井液处理剂相对分子量的可行性得到进一步验证。

方钻杆旋塞阀密封设计

密封性能是方钻杆旋塞阀主要指标之一。密封结构由主阀体孔与上下阀座衬套间的密封、球体与阀座之间的密封、旋钮与阀体旋钮之间的密封三部分组成。高压下,上、下阀座之间的密封仍然是金属对金属之间的密封起作用,但PTFE环的低摩擦系数和减摩作用对减少摩擦力矩有很大作用,容易实现初始接触密封,能加速关闭旋塞阀。文章提出旋塞阀球体与阀座之间的密封,并全面阐述它们的密封机理、密封结构以及材料的选择与强化。