钻井工程中井漏预防及堵漏技术分析

为了满足石油供给方面的要求,我国已经对石油加大建设力度。油气勘察中钻井工程是重要环节,钻井工程的质量问题决定着后期工作的正常开展。本文针对出现的井漏问题从预防方面和堵漏技术方面提出解决方案,以供借鉴。

西古尔纳油田钻井总包工程风险评价与控制

本文探讨了钻井安全风险评价与控制措施研究,以用于控制风险、提高作业效率。

测井技术在勘探工程中的应用

测井技术在油气田的勘探开发过程中具有重要的指导作用。通过测井技术的应用,得到真实的井下储层的地质信息资料,为合理开发油气层提供依据。有必要研究测井技术在油气藏勘探开发工作中的应用,不断提高油气田开发效率。

优势页岩油储层的岩性识别方法

确定页岩油“甜点”储层发育区是储层改造和水平井钻探成功的关键,而“甜点”储层的发育需要优势岩性来提供物质条件,将泥页岩地层中具有一定油气含量和生烃能力且脆性矿物含量高、易于开发的岩性定义为“优势岩性”。基于XRD矿物分析,将饶阳凹陷沙一下亚段页岩层段划分为长英质、云灰质、混合质、黏土质页岩4类基础岩性,根据泥页岩层段岩心或壁心样品的气测数据、XRD矿物成分检测、岩石热解分析等录井手段的分析测试结果,获取表征优势岩性的全烃值、C_1值、脆性指数以及岩石热解分析TOC、S_1+S_2、S_1/TOC等参数,在岩石分类的基础上,将其分别划分为优势岩性、次优势岩性、非优势岩性,从而为储层压裂改造提供选层的重要参数,并在生产实践中得到了验证,为页岩油高效开发提供了技术支撑。

关于固井质量的优化措施研究

伊拉克米桑油田钻井施工风险高,技术难度大。12 1/4〞井眼平均井深达到2900m,大段盐膏层段长达600m,地层压力系数2.23以上,且下部存在薄弱地层,钻井中存在盐水侵、井漏及坍塌卡钻风险,固井作业排量受限且易受高压盐水影响;8 1/2〞井段上部为白云岩、灰岩和大段砂泥岩层,下部为灰岩、泥质灰岩,存在井壁垮塌、井漏风险,固井受不规则井眼及强渗透性及井漏段地层影响而固井质量差。

蒙脱石水化机理的分子模拟

为深入分析泥页岩水化膨胀的微观机理,采用Materials Studio(简称MS)软件,以Na-蒙脱石为研究对象,建立了蒙脱石的单晶胞和4a×2b×1c的多晶胞模型,并进行了晶格取代,添加Na+后建立了Na-蒙脱石晶体的分子模型。模拟结果显示,当蒙脱石开始吸附水分子时,水分子主要停留在Na+周围,形成水合钠离子;当分别吸附24、64和112个水分子时,分别形成第1层、第2层和第3层饱和水分子层。对Na-蒙脱石水化膨胀的微观过程进行了分子力学和分子动力学模拟,发现Na-蒙脱石的层间距和体积随吸附水分子数目的增加而增加,其密度随吸附水分子数目的增加而降低。通过晶粉衍射模拟,利用布拉格公式,计算出了Na-蒙脱石形成第1层、第2层和第3层饱和水分子层时的层间距分别为1.424 9、1.676 4和2.052 1 nm。

剪切方式对疏水缔合聚合物溶液性能的影响

疏水缔合聚合物溶液流变性能与剪切方式密切相关。采用吴茵搅拌器和近井地带剪切模拟装置,分别对质量浓度为1750mg/L的疏水缔合聚合物AP-P4溶液进行剪切,获得了相近的表观粘度,但其粘弹性和非牛顿性均不同。对比剪切前后的疏水缔合聚合物溶液发现,近井地带剪切模拟装置的剪切未改变溶液粘弹性和非牛顿性的"质",仅仅改变了其粘弹性和非牛顿性的"量";吴茵搅拌器剪切不仅改变了溶液的粘弹性和非牛顿性的"量",而且改变了溶液粘弹性和非牛顿性的"质"。同时,采用不同剪切方式获得的溶液,其相对分子质量及其分布、构建阻力系数和残余阻力系数、增油降水能力均不同。因此,采用吴茵搅拌器,模拟驱油聚合物在近井地带的剪切是不符合油藏实际情况的,该方法仅能够获得与预期表观粘度相近的溶液,但是却无法同步模拟溶液的其他流变性能;采用近井地带剪切模拟装置剪切更符合矿场实际。

新型耐盐聚合物压裂液的合成及其性能

压裂在非常觃油气开发过程中是常见的,压裂液的选择在整个施工过程中是重要的一环,压裂液的发展已经有几十年,但是目前的压裂液的耐温耐盐性能不够好,不够稳定。用合成四元耐盐聚合物(AADMC)作为水力压裂的稠化剂,引入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和功能单体十六烷基二甲基烯丙基氯化铵(DMAAC)来增强聚合物的耐盐和耐温性,结果表明稠化剂浓度相同时,合成的AADMC比市场的PAM-10溶液表现出更好的表观黏度,在高矿化度下表现出比聚丙烯酰胺类PAM-10更好的耐盐型,在3.5%(wt)的含盐量条件下,依然保持较高的黏度。在160℃剪切120 min,黏度始终维持在50 mPa·s以上,满足160℃高温下使用。

钻柱涡动情况下疲劳损伤浅析

钻柱在井下工作环境恶劣,疲劳破坏是钻柱失效的主要形式。随着对钻柱工作环境的不断认识,理论和实践都证实疲劳破坏是一个累积的过程,疲劳寿命与钻柱在弯曲和扭转组合作用下的交变应力有关。建立了在涡动情况下钻柱的交变力学模型,分析了交变弯曲应力,应用形状改变对构件屈服区进行了渐进分析,扩展了线弹性断裂力学的应用范围,并用Forman模型预测了钻柱的疲劳寿命,使计算结果更加准确,引入疲劳损伤观点为钻柱使用安全性的判断增添了一种新方法,具有较好的应用前景。

聚磺钻井液在伊拉克艾哈代布油田水平井中的应用

伊拉克AHDEB油田井深1 100～2 500 m存在大段硬质石膏及水敏性泥岩地层,为了解决石膏层、盐层侵入钻井液造成污染与泥岩分散造浆与缩径问题,AHDEB油田先后使用两性离子聚合物钻井液和聚磺钻井液。通过现场应用表明,聚磺钻井液更有利于防止钙侵和石膏侵、抑制泥岩水化膨胀并确保井壁稳定,防塌性能优良,水平井钻井周期较以前缩短,由第一口井的102 d降低至31.7 d,下降幅度达到68.9%;并且流变性能稳定,体系之间转换顺利。钻井液材料用量降低,取得了明显的经济效益,值得进一步推广应用。

观测系统定量评价在南阳凹陷白秋地区的应用

南阳凹陷白秋地区以寻找岩性+构造油气藏为主,对地震资料的横向分辨率和信噪比要求较高。通过研究复杂介质条件下地震波传播特性,在波动方程等设计技术理论指导下,对高精度三维观测系统性能进行定量评价,并根据地质任务的要求,进行精确设计和参数论证分析。在复杂介质条件下,以波动方程正演模拟、面论证为基础的观测系统设计,使得该区的高精度三维地震勘探从采集设计阶段开始就满足叠前偏移处理和岩性解释等要求,减少采集脚印,达到改善成像精度的目的。从白秋地区新采集的剖面看,波组特征明显,断面清晰,主要目的层信噪比高,新采集的地震资料能够满足复杂断块群构造的研究需要。

钻井液对钻柱振动特性影响分析

针对空气钻井存在钻具使用寿命短、钻具失效严重、钻具成本高的问题,应用ANSYS软件,建立了钻柱振动有限元模型,并对液体动力效应和浮力效应的淹没管道单元进行了数值模拟计算。以普光102-2井为例的计算结果表明,钻井液对钻柱振动特性有较大影响。考虑钻井液影响后,钻柱纵向和横向振动各阶固有频率均有较大程度降低,且随钻井液密度增大固有频率缓慢降低;但钻井液对扭转振动特性影响较小。谐响应表明,钻井液动力效应使钻柱低频共振响应加强,高频共振响应减弱,说明钻井液阻尼作用对钻柱的动力安全性有一定的积极意义,这正好与普光102-2井的典型钻柱失效事故的分析结果相吻合。

新场沙溪庙组气藏大型压裂工艺技术研究与应用

新场沙溪庙组气藏具有"纵向厚度大、平面展布广、盖层遮蔽性能好、盖层与产层应力差值明显"等适合于大型加砂压裂改造的地质基础和条件。前期采用中小规模压裂时,表现出"产量递减快、稳产效果差"等不利于气藏提高整体采收率的状况。通过对制约和影响大型压裂效果的关键工艺技术攻关研究,形成了以造长缝为核心的大型压裂关键工艺技术方法,并成功完成了加砂规模200.5m3的超大型压裂现场试验。现场实践表明:大型压裂具有"稳产效果好、勘探评价效益优"等特点,为新场沙溪庙组气藏"厚大型"储层高效开发和勘探扩边评价奠定了坚实基础,为国内类似储层改造提供了有益参考。

BH-ATH“三高”钻井液的研究与应用

针对传统的抗高温、高密度、高盐膏(简称"三高")钻井液存在流变性控制难、添加剂种类多、用量大且维护困难、储层保护和环境保护性能不好等问题,研究出了一种BH-ATH"三高"钻井液体系,其主要由高水溶性的BZ-WYJ复合盐、抗盐强包被抑制剂BZ-BYJ-Ⅰ、抗盐提切剂BZ-VIS、抗盐降滤失剂BZ-Redul-Ⅰ、高效抑制防塌剂BZ-YFT、高效抑制润滑剂BZ-YRH组成,配方简单。该钻井液具有抑制性强、抗温达220℃、配浆密度可达2.50 g/cm3、抗盐达饱和、抗石膏污染能力较强、储层保护和环境保护性能好的特性。在塔里木群古1井、埕海二区张海26-26大位移井和印尼马都拉项目2口井的钻井施工中,使用该体系顺利钻穿了多层膏质泥岩,有效解决了地层坍塌、缩径等难题,应用井段起下钻畅通无阻、电测顺利,有利地保证了钻井提速,显示了该钻井液良好的抑制、封堵、润滑、携带悬浮岩屑、保护油气层等性能。

哈拉哈塘区块优快钻进钻井液技术

哈拉哈塘区块油层埋藏深,裸眼井段长达5100 m,暴露层位较多,其上部井段的阻卡和下部井段的井壁稳定问题是制约该区块开发速度的一个瓶颈。从现场实际和钻井液方面入手,结合工程施工因素,总结出了一套以钻井液技术为核心,实施全井筒无阻无间歇钻井的优快钻进技术,即在上部井段应用"一高三低二适当"的聚合物钻井液,在下部井段应用封堵微裂缝、降低钻井液滤失量、调节适当的密度、减小激动压力、加足抗高温处理剂并缩短维护周期等技术。该技术在哈601-2、哈601-4和哈12-2井的实践取得了良好的效果,平均机械钻速比上一轮井提高了22.4%,对解决哈拉哈塘区块井下复杂及提高机械钻速有一定的指导意义。

连续油管带压钻塞技术在大庆油田的应用

为大规模水平井带压快速钻除桥塞,提高压裂液返排率,开展连续油管钻塞现场试验。该技术应用7口井,其中4口井未达到预期效果。在总结前期施工经验基础上,进一步配套地面设备、规范施工流程、优选井下工具、优化管柱结构,成功完成了三口井带压钻塞施工。经过实践,对钻压和井口回压控制、泵压及钻进位置的判断,以及钻磨介质、施工井型优选等均有了进一步认识。

试井数据传输技术发展现状研究

按照传输介质将试井数据传输技术分为井下存储式技术、有线地面直读技术、全井无线传输地面直读技术及混合式数据传输技术四种类型,从原理、优缺点、影响因素等方面对其进行了阐述及综合对比分析。

硅酸钠前置液在委内瑞拉重油带固井中的应用

委内瑞拉重油带地区,稠油储藏深度浅,泥页岩盖层疏松,地层裂缝发育,以往固井作业采用常规前置液体系,井漏时有发生,固井环空冲洗净化能力差,界面胶结强度低,导致热采作业环空窜流及含H2S和CO2等地层酸性流体对漏封套管腐蚀,缩短了油井使用寿命。进行了硅酸钠溶液与泥岩地层中的Ca Cl2、Mg Cl2等盐类化合物成分反应生成硅酸盐类凝胶物质的实验,通过研究,将25%硅酸钠溶液应用于前置液,在冲洗液和隔离液之间注入,较好地解决了固井漏失问题,提高了封固质量和水泥界面胶结强度。指出,施工时硅酸钠溶液必须与水泥浆进行有效隔离,避免水泥浆污染增稠或稠化时间缩短。

无固相储层专打钻井完井液在大港油田的应用

根据在大港油区部署的水平井地层特点以及对钻井完井液的技术要求,形成了BH-FDC无固相储层专打钻井完井液。该钻井完井液的基液为复合盐水,具有很低的水活度,可以使岩石中的水渗流入钻井液,加上离子交换作用,使钻井液具有很强的抑制性,同时该体系无固相,不含二价或二价以上阳离子,与地层水的配伍性好,因此该钻井液既能保证水平井井壁稳定,又能减少对储层的损害。该钻井完井液在港71-1H等10口井进行了应用,施工结果表明,该钻井完井液配方简单,维护方便,可以在裸眼段直接进行体系转换,减少了一层套管的下入,节约了钻井周期;现场取样检测该钻井完井液的平均渗透率恢复值达91.03%,10口井投产均获高产油流,实现了免酸洗投产目标,缩短了生产时效,降低了施工成本,取得了良好的经济效益和社会效益。

镧系金属示踪剂的研制及其在苏里格地区的应用

以镧系金属氯化物、EDTA·2Na、DTPA、氢氧化钠等为原料,合成了16种示踪剂产品。通过电感耦合等离子体发射光谱对各元素检出限、元素间干扰性等进行测试,得出16种示踪剂检出限在10~80 mg/m3之间,且互相之间无干扰。该技术成功应用于苏里格地区水平井压后分析中,通过返排液中的示踪剂返排时间-浓度关系、引入校正因子及各层段返排液量半定量计算,完成该井各层段产液情况分析,经分析该井第7段返排液量最大,经拟合计算返排出该层段所用示踪剂元素约49.875 g,返出液体约145.16 m3。