井内钻具多参数测量工具技术研究与现场应用

随着我国社会经济的快速发展,各行各业对于石油资源的需求量越来越多,因此石油勘探的开发工作一直在不断深入,在这种背景下地层结构会呈现出复杂化的状态,导致在开采过程中事故和复杂状况的发生率会越来越高。结合相关资料,显示我国各大油田在开采过程中都会呈现出不同的卡钻、断钻具以及钻机损坏等恶性事故的发生,造成严重的经济损失和人员伤亡情况。因此需要针对现阶段的钻具进行明确分析,并提出井内钻具多参数测量工具技术,为实现我国油田开采行业的可持续化发展奠定基础。

基于实时钻进参数的孔隙压力智能预测技术

针对当前孔隙压力预测方法存在适用范围限制、精度不足、计算繁琐和无法实时预测等问题,提出了一种基于实时钻进数据的地层孔隙压力预测方法。基于测井数据计算孔隙压力的理论真实值,作为预测的学习目标;通过相关系数法及模型选择法,确定了8项关键参数:大钩载荷、泵压、机械钻速、钻压、转速、排量、密度和黏度;基于这些参数,采用3种集成机器学习算法,分别建立孔隙压力的实时预测模型。训练集预测结果分析表明:XGBoost和LightGBM模型在关键评估指标上表现良好,而随机森林模型存在过拟合的现象;XGBoost和LightGBM模型的预测趋势更加稳定,在预测精度和稳定性上更具优越性;所有模型在更换钻头造成钻头参数与钻头磨损情况变化后均产生了一定的平移偏差。后期可通过探究钻头特性与预测偏差的具体关系,或通过调整模型、对预测结果适当修正来进一步提高预测准确性。该预测方法不仅提高了预测精度,还为现场工程师提供了实时决策支持,有助于钻井策略的优化并降低风险。

冀中八里西潜山CCUS井筒完整性研究

2020年我国提出了“双碳”目标,CO_(2)驱油与埋存技术(CCUS)能够在提高石油采收率的同时达到CO_(2)减排的目的,是目前经济技术条件下实现CO_(2)效益减排的最佳方式。冀中八里西CCUS项目是国内首个潜山底水油藏CCUS项目,井筒完整性要求高。本文结合区块地质情况,从完井方式、井眼尺寸等方面优化井身结构。通过模拟地质条件,进行N80、P110、3Cr、9Cr、13Cr五种管材的室内腐蚀实验,根据腐蚀规律优选套管。通过水泥浆体系优选及固井工艺优化,提高固井质量。最后通过井身结构、套管选材、固井三者结合,提高井筒完整性,保证CCUS项目的顺利实施。

高含水油田提高水驱采收率技术的研究进展

高含水油田水驱采收率的提高,对降低采油成本、稳定我国油气产量、满足国内经济发展要求意义重大。储层非均质性、驱动压力、裂缝与注采井网匹配关系等对提高水驱采收率有重要影响,裂缝、润湿性、启动压力梯度和黏度等是提高碳酸盐岩油田、低渗透油田和稠油油田水驱采收率必须予以考虑的因素。水动力学和多种工艺结合技术以及剩余油分布研究及挖潜技术在国内外有着广泛的应用。就目前国内外相关研究来看,我国水动力学方法提高水驱采收率机理仍需进一步深入研究,加强剩余油气分布及挖潜研究,提出解决储层非均质性与波及体积系数、剩余油气分布与注采井网、油水气流度比与驱油气效率之间矛盾的方法将是未来有效提高水驱采收率的关键配套技术方法。

钢材微观组织在线无损检测研究进展与展望

钢材的微观组织参数可以表征其多种物理特性,在役的核工业设施及关键钢带等需要开展在线无损检测其微观组织参数。本文分析了金属材料微观组织在线检测方法,归纳和分析了电磁方法(磁滞回线、磁巴克豪森噪声、多频涡流、切线磁场强度的谐波分析)和超声方法(声速法、衰减系数法、非线性超声法及多超声参数结合)等金属材料微观组织无损检测方法的研究现状及现存问题,探讨了金属材料物理特性与微观组织参数之间的联系及尚未明确的关系,展望了金属微观组织无损检测的发展潜力与方向。

承压堵漏技术的研究与应用

一些承压堵漏技术存在易发生二次漏失、承压能力难以提高、材料不能抗高温的问题。分析了承压堵漏的机理,认为该技术的关键是阻隔液柱压力向裂缝尖端的传导。开发了抗温达170℃的刚性颗粒材料A、弹性颗粒材料B、纤维材料C、可变形充填材料D和高失水材料E,并通过应用楔形模块、钢珠床和砂床模拟漏失地层,优选出了分别适用于裂缝性和孔隙性漏失的堵漏剂配方。该技术在务古4和晋古2-4(加深)井的承压堵漏施工中得到了成功应用,2口井的承压能力分别达到了3和4 MPa,且30 min压力不降,满足了下步施工的要求。

水力振荡器与井眼清洁工具集成缓解托压技术研究

井斜角大、裸眼段长,容易形成岩屑床,使得钻柱与井壁间的摩阻增加,导致定向时托压现象。因此,为了有效解决定向托压问题,文章提出了水力振荡器与井眼清洁工具集成应用缓解托压的技术,并优化了关键参数。G1603井现场试验结果表明,该集成技术能有效解决大斜度井定向托压问题,大幅提高了定向效率。文章的研究为大斜度井缓解定向托压提供了一种新的方法。

树脂去除压裂返排液中残余硼的实验研究

硼交联剂在压裂液体系中具有重要作用,残余硼对压裂返排液的再次回用具有强制约性,会直接影响配液性能。针对压裂返排液除硼这一技术难题,以硼去除率为考察指标,采用硼螯合树脂从吸附时间、温度、pH值、转速、树脂用量、树脂再生次数等方面考察树脂对硼的吸附效果,并分析离子强度对吸附性能的影响,确定吸附动力学模型和吸附机理。结果表明:最佳树脂除硼工艺为吸附时间1 h、温度25℃、pH值9、转速200 r/min、树脂用量2.5 g,此时硼的平均去除率为94.85%,满足重新配液要求;不同二价离子强度对树脂吸附的影响作用有限;树脂吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,以单分子层化学吸附为主;分别采用清水和处理后的压裂返排液配置压裂液,两者的挑挂性能无差别。此研究结果可为提高压裂返排液的回用效果提供技术支撑。

直井全通径分层压裂关键技术及试验研究

苏里格气田采用的“K344型封隔器+喷砂滑套”分层压裂技术,由于整个管柱压后不能实现全通径,影响了后续排液采气、冲砂、测试、监测产液剖面,且无法进行二次改造作业。采用可溶金属材料,设计了直井全通径分层压裂工艺管柱。介绍了直井全通径分层压裂工艺管柱及关键工具。研制了新型喷砂滑套、滑套密封器和节流底阀。室内试验和现场试验结果表明,直井全通径分层压裂工艺管柱中关键工具的溶解时间可控,初始溶解时间大于72 h,压裂后工具内的可溶部分溶解时间小于7 d,不可溶部分脱离可溶部分的束缚下行掉落到井底,整个管柱全通径可达57 mm,能够满足一趟管柱分7层压裂施工及后续作业的要求。为直井分层压裂实现管柱全通径提供了新的技术手段。

苏北盆地页岩油体积压裂技术研究与应用

随着勘探开发技术的不断发展,页岩油不断取得重大突破,以压裂为主要改造措施的开发技术成为页岩油领域研究的热点。苏北盆地泥页岩发育良好,开发潜力巨大,通过对苏北盆地页岩油储层特征分析,按照“主攻甜点,肥瘦兼顾”的整体思路,采用分段体积压裂工艺改造,施工顺利,通过裂缝监测显示,达到了体积压裂造复杂缝的目的,形成了苏北盆地页岩油体积压裂工艺技术,达到预期的增产效果。

苏25-2-2H井钻井工程设计优化与应用

为进一步提高苏里格地区水平井钻井速度、加大后期储层改造力度,对苏25-2-2H井进行了钻井工程设计优化。首先根据该井钻遇地层的特点及开发要求,将井身结构优化为二开井身结构,并利用Compass软件的Plan Editor模块将剖面优化为"直—增—调整(稳—增)"剖面类型;其次优化了适合直井段、斜井段和水平段的钻具组合;再次利用Wellplan软件校核了钻具和套管的强度,其强度符合现场施工需求;最后根据岩层性质、地层压力剖面等优选出了适合该井钻遇地层特点的PDC钻头及具有良好抑制性能及流变性能的KCl钻井液。苏25-2-2H井现场实钻结果表明,将井身结构优化为二开井身结构,并对其工程设计进行优化后,机械钻速较邻井提高了24.61%,钻井周期较邻井缩短了30.79%。苏25-2-2H井的成功实施为今后该地区的完井方式、后期的增产改造提供了更多的选择。

自动磨损修复技术在车辆上应用研究

介绍了自动磨损修复技术在车辆上试验情况,研究和探讨了自动磨损修复技术产生的机理,展望了其应用前景。

定向井完井多级划眼清洁技术研究

定向井完钻后,井内岩屑床和厚泥饼的存在易造成电测遇阻、套管下入困难、固井质量差等问题,严重影响了完井周期和施工质量。常规"钻头+扶正器"的通井钻具组合难以有效清除岩屑床和厚泥饼。针对以上问题,开展了多级划眼清洁技术研究,在常规通井钻具组合中加入多个井眼清洁工具,形成多级划眼钻具组合,一趟钻通井清除井内岩屑床和厚泥饼,保障电测、下套管安全,提高固井质量。阐述了该技术在浙江油田QZx1井和大港油田南部油区的试验情况,该研究对于定向井完井清洁井眼具有借鉴意义。

海油陆采钻完井技术现状分析

滩海地区油田建设存在“陆上设备下不去、海上设备上不来”的问题,这导致我国渤海滩海地区油气资源丰富但难以开采。海油陆采技术是开采滩海地区油气资源的特殊技术,海油陆采钻完井技术包括丛式钻井技术、大位移井技术、工厂化钻井技术和固完井技术。通过对海油陆采钻完井关键技术的介绍和技术现状进行分析,总结了我国近几十年来海油陆采技术的发展现状及趋势,预测了我国海油陆采技术的发展方向,对我国海油陆采钻完井技术与理论的完善具有一定的指导意义。

煤层气仿树形水平井钻完井技术研究与应用

华北油田实施的100多口多分支水平井钻井事故率较高,达到了38%。因此急需对煤层气多分支水平井钻完井技术进行创新,增加多分支水平井的成井效率,在此基础上提出了仿树形煤层气水平井开发理念。把主支置于稳定的煤层顶板泥岩内,形成长期稳定的排水采气通道;分支侧钻进入煤层,控制排采面积;脉支在煤层内钻进,增加煤层气产量。

煤层气新型“L”型水平井精确连通技术研究

为实现低成本、高效的开发煤层气,利用原有多分支水平井排采直井或者压裂排采直井,将'L'型水平井与其连通,达到低成本、高效的控面增产的效果。由于利用老井开发,连通技术是其关键技术,连通施工工况多在玻璃钢套管连通或者煤层洞穴已垮的井眼连通,磁信号干扰严重,如何精确有效的做到两井连通,还不妨碍后期措施是技术实现的关键。本文介绍利用煤层气连通技术,实现新井眼与老井眼的沟通,达到盘活老井,增加采气面积,实现增产的目的。

岩屑支撑封隔技术在霸117X井易垮塌段的研究应用

霸117X井位于冀中坳陷霸县凹陷南孟油田,府君山组灰岩储层为一区域性储层,经过长期风化淋滤发育孔、洞、裂缝为主的储集,三开钻进时顶部存在大段泥岩,且漏失严重,裸眼完井存在井壁垮塌的风险.霸117X井根据井况下入?127mm套管进行井壁支撑,设计研制了自弹式岩屑支撑伞,同时配合遇水自膨胀封隔器实现岩屑防塌,将悬挂器球座系统设计在中心管底部,实现施工完成后管串全通径.霸117X井的成功应用,表明该技术可实现漏失垮塌复杂井段有效支撑,达到了对产层的有效封隔,避免层段之间互窜,为同类井的复杂井段封隔完井提供了参考.

华北油田杨税务潜山优快钻井技术研究

杨税务潜山是华北油田近年增储上产油气勘探的重点区域,但其勘探开发过程中钻井效率有待提高。杨税务潜山中深部地层存在机械钻速低、单只钻头进尺少、事故复杂多发等技术难点。在借鉴国内外中深部地层提速技术成果的基础上,分析了杨税务潜山邻井的井身结构、钻头使用、事故复杂情况,开展了杨税务潜山邻井的岩石力学三轴强度试验,进行了井身结构优化、个性化钻头优选、提速工具优选和防漏堵漏方案设计。统计3口试验井的试验效果,三开和四开的机械钻速分别提高83.1%和84.2%、单只钻头平均进尺大幅增加、钻头使用量大幅减少、钻井周期缩短14.8%,全井机械钻速提高52.6%,事故复杂时效降为零。试验结果表明,杨税务潜山优快钻井技术的研究很好地解决了杨税务潜山目前存在的钻井技术难点,能够大幅度提高机械钻速、减少事故复杂,具有在该地区推广应用价值。

实时井壁稳定性的定量风险评估模型研究

为解决因井下条件和地层性质的不确定性造成的井壁稳定性监测误差,建立了基于定量风险评估分析、不确定性分析、井筒-地层-水力学物理模型耦合分析的井壁稳定性定量评估方法。在实例分析中,首先将模型的输入参数进行确定性分类,然后利用已完钻井数据评估了地层性质的不确定性,再将“低确定”参数进行了敏感性分析,以获得这些参数对井壁稳定性的影响程度排序,最后将实时井壁稳定性的定量风险评估结果转化为井塌风险系数。敏感性分析结果表明:内聚强度、最小水平应力、最大水平应力、毕奥常数、孔隙压力梯度、上覆岩层压力、井斜角及弹性模量为井壁稳定性分析的高影响参数;该模型能够捕获井壁失稳事故率较高的地层,可应用于实际钻井设计和实时钻井监测。所得结论可为钻井过程中的数据收集和分析工作提供指导。

钻井取心技术及应用实践研究论述

石油资源在我国工业发展中有着非常重要的作用,但是石油资源是一种不可再生的资源,只有将石油资源进行有效合理的开发,才能够有效确保石油资源的可持续化发展。目前我国对于石油资源的需求量仍然很大,如果石油在开采过程中出现问题,就会严重影响到我国社会经济的发展。随着社会各界对于石油需求量的不断上升,在该过程中对于石油钻井技术的要求也在增强,井作业的质量会直接影响到油田的后期开采作用,因此需要加强钻井作业的核心环节控制,如何有效提高钻井技术满足钻井需求,减少油田在后期开采过程中所出现的问题是一项非常重要的研究内容,钻井取新技术能否获取高质量的研新工作是钻井作业的核心内容,但是不同的地质条件在利用取心技术时也会存在明显的差异性,通过分析气体钻井取心技术,并提出相应的改进措施,从而有效实现我国钻井取心技术的有效应用。