优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章,这些文章目前处在编校过程,尚未确定卷期及页码,但可以根据DOI进行引用。
显示方式:
陆相页岩储层水力裂缝穿层扩展规律
赵彦昕, 许文俊, 王雷, 张光明, 赵金洲
当前状态:
摘要(0)
摘要:
陆相页岩储层垂向非均质性强,层间岩性与应力差异大,层间弱界面发育,水力裂缝穿层扩展困难,导致压裂改造效果不佳。基于有限元+黏聚力单元法建立了陆相页岩水力裂缝穿层扩展流固耦合模型,与解析解和室内实验结果对比验证了模型的准确性。基于此模型,采用单因素和正交实验分析法开展算例研究,揭示了各项地质与工程参数对陆相页岩储层水力裂缝穿层扩展行为的控制机理与影响规律。水力裂缝穿层扩展受阻的主要机理:层间界面剪切滑移改变水力裂缝垂向扩展路径,限制缝高增长;水力裂缝宽度较大,削弱缝高扩展能力。高层间界面胶结强度、高垂向应力差、低层间应力差、低抗拉强度差、低弹性模量差、高压裂液黏度、高注入排量,有利于水力裂缝实现穿层扩展,各因素影响程度的主次顺序为层间界面胶结强度>层间应力差/抗张强度差>压裂液黏度/注入排量>垂向应力差>弹性模量差。研究成果进一步完善了陆相页岩储层水力压裂穿层扩展基础理论,为陆相页岩储层水力压裂选井、选层和施工方案优化设计提供了理论依据。
基于稀疏滤波的潜油电泵故障诊断研究
韦龙贵, 付军, 黄新春, 张光一, 高小永, 张誉, 丁昆鹏, 李启帆, 陈硕
当前状态:
摘要(0)
摘要:
潜油电泵作为一种常见的人工举升装置,由于其强提液能力而广泛应用在海上油田,但海洋环境复杂且潜油电泵故障种类繁多与故障数据匮乏等原因使其在海上油田应用存在着一定的局限性。针对难以有效的在线诊断与定量分析潜油电泵电流信号等问题,提出了一种需要极少超参数调节的稀疏滤波特征提取方法,该方法对多种工况电流信号进行了有效的特征提取与模式识别,得到了一个准确、高效的实时诊断模型,通过对现场数据进行分析,验证了该方法的有效性。实验结果表明,该方法可有效地提取特征并实现海上油田潜油电泵10种故障状态的故障诊断,其诊断准确率高达99.1%。随着数据的不断丰富和故障种类的不断完善,可实现更高效、准确的故障诊断。
玛18井区水平井井壁失稳机理及强封堵钻井液技术研究
叶成, 高世峰, 鲁铁梅, 屈沅治, 戎克生, 王常亮, 任晗
当前状态:
摘要(0)
摘要:
为解决玛湖油田玛18井区致密油气藏水平井钻井过程中存在掉块、垮塌和缩径等井壁失稳问题,对克上组及百口泉组岩心进行了X射线衍射、扫描电镜、接触角、岩石力学实验,分析了该地层的理化性质、微观结构和力学性能。实验结果表明,黏土水化作用、岩石孔缝十分发育、钻井液侵入降低结构面强度是导致井壁失稳的主要原因。根据现场实际,采用油基钻井液增强对岩石的水化抑制效果。针对目的层岩石具有较多微纳米孔隙及裂缝的特征,研发出新型纳米封堵剂聚丙二醇接枝改性纳米SiO2,粒径范围为17~197 nm,优选出复合型强封堵剂“3%氧化沥青+2%超细碳酸钙+2%纳米封堵剂”,构建了强封堵油基钻井液体系,该体系在120 ℃热滚16 h后,高温高压滤失量仅为1.2 mL,两次滚动回收率均大于97%,60 min后渗透性封堵滤失量为1.4 mL,具有良好的流变性、抑制性及封堵性。研究成果有效解决了玛18井区水平井井壁失稳难题,具有广阔的推广应用前景。
“双碳”目标下高校开设碳储科学与工程专业的必要性与初步实践
芮振华, 张凤远, 梁永图, 徐春明, 蓝兴英, 徐悦
当前状态:
摘要(0)
摘要:
在气候变化、碳排放问题的大背景下,高等院校亟需采取应对措施积极开设碳储科学与工程专业,在人才培养、科学研究等方面助力国家实现碳达峰、碳中和的宏伟目标。通过系统调研全球二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)产业背景、国内外公司CCUS发展规划战略以及CCUS领域人才需求情况,详细分析了高等院校开设碳储科学与工程专业的必要性,阐述了国外高校CCUS教育和科研进展,通过对比国内首批开设碳储科学与工程专业4所高校的实践情况总结了该专业目前面临的挑战,并提出了应对建议。研究结果表明,目前国内外碳储科学与工程专业人才需求量大,并且具有良好的就业前景和发展态势,高校开设碳储科学与工程专业十分必要。
致密砂岩油藏水平井重复压裂优化
张铭海, 雷征东, 姜乐, 朱海燕, 邓家胜
当前状态:
摘要(0)
摘要:
在致密砂岩储层水平井重复压裂中,再次提升储层改造体积(SRV)是重复压裂成功的关键。由于初次压裂完井差、水力裂缝及天然裂缝的预置分布和动态应力变化认识不清,均衡扩展重复压裂多簇裂缝并获得理想改造效果颇具难度。为优化致密砂岩油藏水平井重复压裂储层改造效果,以长庆油田元284区块为例,构建了考虑四维动态地应力场的水平井重复压裂优化工作流程,引入有限元-离散裂缝网络(FEM-DFN)和四维动态应力场交叉耦合方法。在全三维压裂数值模型基础上,揭示多裂缝均衡扩展规律,优化压裂参数,实现提升致密砂岩油藏改造体积目标。研究结果表明,FEM-DFN方法可准确描述裂缝几何形态,通过优化压裂时机、加砂量、簇间距、压裂液量、施工排量等,提高了缝网复杂度和横向延伸程度。现场应用表明,考虑四维地应力动态变化的压裂工作流程效果显著,对国内致密砂岩油藏压裂优化具有指导意义。
页岩油储层压裂井间干扰条件下受干扰井排采特征
张衍君, 邹易, 董正亮, 刘雄, 周德胜, 葛洪魁
当前状态:
摘要(0)
摘要:
为提高页岩油储层单井动用程度、维持高产量生产,开发井距不断缩小,导致压裂井间干扰现象频发,受干扰井排采特征尚不明确。以多区复合模型为基础,结合双重介质等效压裂缝网模拟方法,建立干扰井和受干扰井数值模型,将页岩油储层受干扰井排采划分为焖井、返排、早期生产3个阶段,对压裂井间干扰条件下受干扰井的排采特征进行了研究。研究表明:焖井阶段邻井压裂干扰延缓了受干扰井地层缝网中压力衰减速度,干扰对生产的影响程度取决于裂缝连通类型;早期生产阶段,随井间连通裂缝条数的增加,压裂井压力受影响程度增大,受干扰井产量增加,但增加幅度受连通裂缝数量影响表现出明显差异。该研究为明确页岩油储层压裂井间干扰条件下受干扰井排采特征、制定合理的压后排采制度提供一定的指导。
中国石油油气藏储层改造技术历程与展望
王欣, 才博, 李帅, 马锋, 严增民, 童征, 张浩宇
当前状态:
摘要(0)
摘要:
回顾储层改造技术近70年的发展历程,储层改造技术历经介入、融入、主导油气藏勘探开发三大历程,彰显出储层改造技术在油气勘探开发中发挥的重要纽带作用,创新以电驱压裂泵、可溶桥塞、滑溜水与石英砂、工厂化作业、立体压裂为特征的低成本改造新技术。结合中国能源“3步走”战略技术路线图,剖析“十四五”规划及未来油气与新能源资源发展对储层改造技术的需求,提出了储层改造技术在保障中国油气资源效益建产中“两提一降”发展方向,展望了储层改造技术在地热资源开发、煤炭地下气化、水合物开发及含贵、稀有金属、在碳中和埋碳等方面实现“全产业链”发展的重要空间,该研究可对储层改造技术高质量发展提供借鉴。
长庆油田水平井套中套井筒再造体积重复压裂技术
王飞, 慕立俊, 陆红军, 白晓虎, 卜军, 任佳伟
当前状态:
摘要(0)
摘要:
长庆油田超低渗透油藏部分水平井初次改造程度低,前期先导试验攻关形成了水平井双封单卡体积压裂技术,然而双封单卡工艺存在起下钻次数多、放喷时间长、管外窜等问题,严重制约现场施工效率。通过压前补能、凝胶降漏、下入Ø114.3 mm套管、热固树脂环空封固等技术重造新井筒,评价储层增产潜力,优化新老裂缝布缝与裂缝参数,配套研发小直径可溶桥塞,形成了水平井套中套井筒再造体积压裂技术。在CP50-15井进行了现场试验,成功下入1500 m Ø114.3 mm套管并进行了环空封固,固井质量良好,采用桥射联作压裂工艺完成了26段压裂,施工效率达到了3段/d,投产后控制放喷生产,日产油由1.9 t升至15.4 t。该技术对提高超低渗透油藏采收率提供了新思路。
非常规油气水平井湿鞋固井首段压裂新工艺
刘东亮, 陈玉平, 李傲仙, 郭莉
当前状态:
摘要(0)
摘要:
国内非常规油气水平井分段压裂工艺首段压裂时一般采用连续油管射孔、爬行器输送射孔和趾端滑套打压3种方法来建立井筒与地层的连通,这3种方法虽然基本满足了国内目前井深条件下首段压裂改造需求,但是存在工序复杂、效率低、操作成本高、施工风险大等问题,为此,提出了一种新型首段压裂工艺。该工艺充分利用湿鞋固井(WETSHOE)技术特点,通过高性能浮箍、浮鞋和特制胶塞等固井工具实现井眼底部不留水泥,在保证井筒安全的前提下建立管鞋与地层的连通,首段压裂即可采用“泵送”桥塞和射孔枪,从而实现全井段“泵送”的一致性,提高了压裂施工效率、降低了成本。该技术在北美非常规油气田广泛应用,单井可节约成本约30万美元,首段压裂成功率提高到98%以上,压裂效率显著提升。
中国海洋石油大位移井钻井技术现状及展望
张海山
当前状态:
摘要(0)
摘要:
大位移井是海洋油气资源开发的重要方式,可以减少生产平台的建造以及实施油气滚动勘探开发,近年来中国海洋石油大位移井钻井技术有了新发展。阐述了大位移井井眼轨道优化设计与定量评价、钻井液与含油岩屑处理技术、井眼高效净化技术与监测方法、安全钻井降摩减扭技术、套管高效下入技术等方面研究现状,总结了拟悬链线轨道设计、海上岩屑深度固控处理、井眼清洁监测方法、降摩减扭工具、管柱下入辅助工具等技术进展。在此基础上,对未来大位移井面临的需求和挑战进行了展望,指出应持续加大大位移井裸眼延伸能力、水力延伸能力、机械延伸能力的科技创新研究,进一步满足各海域边际油气田开发、老油田二次调整对大位移井技术的更高需求。
基于综合可压性的深层页岩气压裂经济效益预测方法
任岚, 李逸博, 赵金洲, 赵超能, 李真祥, 吴建发
当前状态:
摘要(0)
摘要:
水力压裂是实现深层页岩气藏经济有效开发的关键技术,但深层页岩气储层构造复杂、甜点识别困难、地质条件差,中浅层页岩综合可压性评价方法不再适用;此外,深层页岩气建井及压裂等工程成本高,试采产量低,经济开发矛盾尖锐。为此,通过研究不同地质工程参数对水平井页岩气开采产量影响规律,确定影响页岩气产量因素,通过突变理论综合页岩储层地质、缝网发育程度、岩石基质、流体用量、施工参数等特性,建立了地质-工程综合可压性预测压裂经济效益方法,利用互补准则,降低主观因素干扰,并根据可压性模型评价类型构建经济效益预测模型。以X区块DS2井为例,结合试气产量验证了模型的可靠性,该模型能客观评价页岩气开发和预测工程经济效益。实例计算表明,压裂经济效益预测方法可预测经济回报周期、净现值、内部收益率等,并可通过优化调整工程参数提升经济预测结果。研究结果对于矿场进行预期开采规划,提高深层页岩气可压性评价预测及效益预测具有重要的理论指导意义和矿场应用价值,可实现“降本增效”目标。
基于模糊事故树的水下井口回收风险分析
刘书杰, 黄熠, 孟文波, 黄亮, 李磊, 付光明
当前状态:
摘要(0)
摘要:
水下井口系统回收过程中操作风险较高,易发生回收工具失效、操作失误等风险事件,进而导致水下井口回收失败。结合水下井口系统回收操作流程和专家现场经验梳理导致水下井口系统回收失效的基本事件,基于基本事件和逻辑关系建立以水下井口系统回收失效为顶事件的事故树;通过引入专家评价机制,对基本事件的发生概率进行语言评价;利用模糊数学算法将专家对基本事件的语言评价转换为基本事件发生的概率;基于基本事件概率的敏感性分析识别水下井口系统回收过程中的高风险因素。结果表明,表层套管与导管回收刀片损坏失效概率最大,此外割刀卡死、刀片损坏、切割位置不准、人为操作失误对水下井口系统回收失效的影响也较大,需要针对上述因素提出相应的预防和改进措施,研究结果可以为水下井口系统的安全回收提供重要参考。
七段式三维水平井井眼轨道设计方法
赵廷峰, 叶雨晨, 席传明, 吴继伟, 史玉才
当前状态:
摘要(0)
摘要:
国内页岩油气储层埋深较大,传统的五段式三维水平井轨道难以满足优快钻井需求。鉴于此,提出了“垂直段—增斜段—稳斜段—扭方位段—稳斜段—增斜段—水平段”七段式三维水平井轨道,给出了与之对应的基本方程组(三元非线性方程组),将上述七段式三维轨道拆分至2个铅垂面和1个斜平面上,建立了与之等效的3个二元非线性方程组,降低了求解难度。实例分析表明,储层埋深较大的丛式三维水平井采用七段式轨道能够显著缩短三维扭方位段长,有助于降低井眼轨迹控制难度并提高钻井速度。该研究成果能够为丛式三维水平井轨道设计提供技术支持。
大位移井钻井管柱作业极限实时预测方法
赵军, 黄文君, 高德利
当前状态:
摘要(0)
摘要:
大位移井长裸眼段钻进过程中,井眼约束因素复杂多变,如何准确预测管柱作业极限对于安全高效作业至关重要。为此,考虑测量数据的时效性,建立了分段摩阻系数实时反演方法,实现了钻进过程中井眼条件的实时监测;将管柱作业极限预测模型与摩阻系数实时反演方法结合,建立了管柱作业极限实时预测方法;最后,引入管柱作业安全系数的概念,建立了基于管柱作业极限的管柱作业风险实时评估方法。案例分析结果表明,该理论方法可实时预测大位移井钻进过程中的管柱作业极限,识别异常井段,实现管柱作业风险水平的定量评估,并实时识别约束管柱作业极限的主要因素,可为钻井过程中的风险识别与优化措施提供技术支撑。
抽油机井压差式套管气回收装置
吕旭, 侯宁, 黎成, 姚雪, 程小波
当前状态:
摘要(0)
摘要:
长庆安塞油田为丘陵沟壑区低渗透油田,单井产量低,中低含水期生产气油比高。为了回收套压低于回压、井站高差大的油井套管气,降低冬季井组回压,研制了抽油机井压差式套管气回收装置。该装置通过套管单流阀与油管单流阀分别连通套管气管线和出油管线,在井口形成三通结构,具备压差集气、气侵集气和定压集气功能。当套压与回压差值小于井口油压波动差值时,实现压差集气;当套压低于井组回压时,利用气相流速越大爬坡管线压降越低的原理实现气侵集气;当套压持续超过回压时,实现定压集气。现场应用结果表明,该装置平均单井日回收套管气260 m3以上,冬季可降低回压0.6 MPa,集气和降回压效果显著。
采用控压释放技术处置地层圈闭效应
王军, 晏凌, 李洪兴, 杨博仲
当前状态:
摘要(0)
摘要:
因井漏或者反推钻井液引起的圈闭压力给现场井控措施的制定带来较大困扰,而控压释放技术是应对钻井过程中地层圈闭效应的有效方法。在充分分析圈闭压力的特点及实钻情况的基础上,开展了圈闭压力控压释放技术的探索与实践,形成了圈闭压力控压释放配套技术,通过严格执行关井求压、控压释放、循环排污和节流降密度的工艺流程,让圈闭内流体按一定比例匀速进入井筒,逐步降低圈闭内压力,较好地解决了漏失地层形成的短期圈闭压力难题。川西南部YT1井的成功应用表明,采取合理的控压释放方法能够安全降低圈闭内压力,扩展钻井液密度窗口,在溢流与井漏的矛盾中找到压力平衡点,有利于井控安全。
高效磨铣工艺研究与试验
王琦, 韩晓强, 孙宝京, 常方瑞, 张宪超, 尤冠群
当前状态:
摘要(2) HTML全文(25) PDF 1836KB(567)
摘要:
为解决常规磨鞋磨铣速度慢、工具磨损快的问题,对磨铣工具切削机理、结构、材料及施工参数等进行了研究,设计了新型高效磨铣工具。结果表明:切削齿切削角5°~10°、倾向角5°时,切削效果最好;采用进口合金材料时磨损率最低;合金材料形状设计为多菱形时,磨铣效率最快。根据井下复杂情况,研制出平底、凹底和领眼3种结构磨鞋。现场试验表明,高效磨铣工具磨铣效率平均提高40%,可进一步推广应用。
深水钻井浅水流声学特征模拟实验及模型应用
王欢欢, 杨进, 吴时国, 王宴滨, 赵少伟, 刘兆年, 仝刚, 宋宇
当前状态:
摘要(0)
摘要:
深水钻井一旦钻遇浅水流极易出现井漏甚至井喷等重大事故。常规地震剖面进行定性预测浅水流的准确性较低,为此提出了一种基于模拟实验的定量预测浅水流压力并对风险等级进行评价的方法。根据声波在水中及饱和岩石介质中的传播速度特征,进行了浅水流声学模拟实验。研究表明:纵波在深水浅水流地层中的传播速度随着地层压力的增大而增大,地层孔隙度越大,声波传播速度越小;通过数据拟合得到纵波速度与浅水流地层压力、孔隙度之间呈幂指数函数关系,根据实验结果建立了声速与浅水流地层压力、孔隙度的双参数模型,用于根据声速预测浅水流地层压力;利用有限元软件进行了浅水流地层的地质建模及放喷模拟,定义浅水流对钻井造成不同风险等级的压力系数范围。在中国南海深水区进行了浅水流声学预测及风险评价方法现场应用,验证了深水浅水流声波识别预测技术的可行性。
基于集成学习的井漏智能预警模型及智能推理方法
张矿生, 宫臣兴, 陆红军, 欧阳勇, 辛庆庆
当前状态:
摘要(0)
摘要:
水平井优快钻井技术加快了长庆油田致密油气大规模开发速度,但由于部分区域地层孔隙和微裂缝发育,承压能力低,极易发生井漏风险,严重制约了水平井提速、提效。为了进一步降低井漏风险,提高漏失预警的时效性和准确率,提出了一种因果关系约束下的井漏智能预警及漏失原因推理方法。基于漏失产生机理,分析了漏失风险的表征参数及其变化规律,将其作为输入参数约束条件,利用工况识别模型和特征变化规律准确定位井漏时间,基于BP神经网络和长短时记忆网络LSTM建立漏失风险预警模型,利用因果推断算法解释模型预警原因,结合风险机理实现警报约束。研究结果表明,LSTM集成网络井漏预警准确率达95.6%,基于集成学习的智能推理方法能够准确解释预警发生原因,对钻井现场及时采取井漏防范措施,保障水平井优快钻井具有重要意义。
预置管酸液射流钻进数值模拟与实验
戴文潮
当前状态:
摘要(0)
摘要:
为了解决深层缝洞型碳酸盐岩储层精确改造的难题,开展了预置管酸液射流钻进技术研究。建立了预置管酸液射流钻进碳酸盐岩数值模型,分析了酸液喷射钻进的流场结构,开展了酸液射流钻进物理模拟实验。研究结果表明:预置管酸液射流能在碳酸盐岩露头中实现稳定钻进,钻进中钻遇50~150 mm间隙时,管体满足稳定钻进强度条件,造孔孔径18~26 mm。结合模型介质流线分析,酸液溶蚀扩孔效果明显,排量及酸浓度在局部范围内与钻速成正比,酸盐反应速率是影响孔径主要因素,岩石力学性能与钻速及孔径相关性高,钻进轨迹沿喷射方向整体成直线。研究结果可为碳酸盐岩预置管酸液钻进径向水平井技术应用提供理论指导和技术支撑。
陕224区块储气库水平井钻完井关键技术优化
倪华峰
当前状态:
摘要(0)
摘要:
针对前期长庆区域储气库采用四开大尺寸井眼水平井施工过程存在大井眼携砂困难、机械钻速低、轨迹控制难度大、井壁失稳垮塌严重、塌漏矛盾突出、井下故障复杂时率高及固井质量要求高等难点,通过分析钻遇地层特性和工程难点,基于井壁稳定性、提高机械钻速方面开展井身结构优化、井眼轨迹控制、强抑制强封堵钻井液体系及固完井技术研究,形成了储气库水平井钻完井关键技术,包括:“导管+四开”小井眼井身结构、井眼轨迹控制技术、强抑制强封堵高性能水基钻井液体系及“筛管+尾管”半程固完井配套技术,并在陕224储气库区应用完井2口,平均钻井周期120.25 d,平均机械钻速5.24 m/h,井身质量合格率100%,较优化前完成井钻井周期缩短49.79%,机械钻速提高174.74%。该技术为长庆油田鄂尔多斯盆地储气库水平井高效、优质、快速钻井提供了技术支撑。
基于K-means-SVM算法的注水井工况宏观管理图研究及应用
张江, 杨雪风
当前状态:  doi: 10.13639/j.odpt.2022.03.019
摘要(1) HTML全文(29) PDF 4246KB(29)
摘要:
注水井工况宏观控制图是反映注水井工作状况的重要图件。数字油田建设为注水井生产动态监控提供了海量数据,基于注水井生产动态海量数据样本,采用K-means聚类算法建立了反映注水井宏观工况,即由待改造区、欠注区、正常注区、超注区、待落实区等组成的宏观控制图版,用支持向量机SVM确定了区域边界线,建立了注水井工况管理控制图模型,利用该模型形成了区块宏观管理图和单井动态管理图的绘制方法和应用流程。现场应用表明:基于大数据方法构建的宏观控制图模型能反映研究区块及单井的生产动态特征、注水强度、吸水能力和配注完成率之间的关联关系,为注水井下一步的措施实施提供了决策依据。
当前状态:
摘要(0)
摘要:
平顶山盐矿老腔改建储气库可行性评价
周冬林, 王文权, 王立东, 赵明千, 王璐, 许彬
当前状态:
摘要(1)
摘要:
利用盐矿老腔改建储气库能够有效加快盐穴储气库投产速度并降低投资成本,将盐矿老腔改建为储气库已经成为储气库发展的新趋势。平顶山地下盐矿老腔空间资源丰富,经过较长时间的开采,地下已经形成巨大的空腔体积,评价该地区盐矿老腔的可用性对于平顶山盐矿盐穴储气库建设具有重要意义。通过分析盐矿老腔区域地质资料、生产资料和声呐检测资料,从老腔形态、盖层密封性、安全矿柱宽度、腔体稳定性、有效体积和改造经济性等方面,评价了盐矿老腔改造的可行性。结果表明,平顶山地区老腔埋深适宜,盖层密封性好,腔体有效体积大部分都在10×104 m3以上,与钻新井造腔相比具有较好的改造经济性。数值模拟表明,在0.007~0.015 MPa/m的运行压力梯度下老腔的稳定性较好,符合腔体安全运行要求,但部分腔体间存在井距较小的问题,为保障矿柱宽度,应选择井距大于160 m的老腔改造利用。研究认为该地区老腔利用条件整体较好,具有良好的改造利用前景,应进一步开展后续详细评价工作,以期尽快实现改造利用。
深水气井生产过程中的井筒结垢实验规律
刘文远, 胡瑾秋, 姚天福, 欧阳铁兵, 李相方
当前状态:  doi: 10.13639/j.odpt.2020.03.021
摘要(6) HTML全文(821) PDF 1629KB(2759)
摘要:
海上气井具有深度大、除垢操作复杂、作业成本高等特点,深水气井井筒内结垢的预测与防治具有实际意义。 采用室内实验和理论计算相结合的方法, 对南海气田的4口深水气井生产过程中的井筒结垢风险进行了评价,预测了生产过程中的井筒结垢速率及气井井筒内的结垢位置,并分析了结垢特点及规律。 研究结果表明,地层水组成决定了气井的结垢类型,结垢速率主要取决于表面附着期过后较稳定的垢物附着速率;深水气井生产过程中不同井深处的结垢差异性主要取决于井筒沿程的温度分布,井筒中下部和高产气量及高水气比是防垢重点;相比陆上气井,深水气井受井筒结垢的影响更大,采取及时的防垢手段避免垢物生成或将垢物沉积量控制在容许范围内对维持深水气井的高效安全生产意义重大。
显示方式:
2022 年 6 期封面
2022, 44(6).  
摘要(1) PDF 2645KB(64)
摘要:
2022 年 6 期目录
2022, 44(6): 1-4.  
摘要(0) HTML全文(35) PDF 1391KB(52)
摘要:
钻井完井
顺北Ⅳ号条带超深高温定向井钻井关键技术
刘湘华, 杜欢, 刘彪, 张洪宁, 孙荣
2022, 44(6): 665-670.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.001
摘要(3) HTML全文(110) PDF 1044KB(88)
摘要:
顺北油田IV号条带地质构造属滑移断裂带,以奥陶系碳酸盐岩储层为主,多采用水平井/定向井方式开发,平均垂深接近8 000 m,井底温度最高达174 ℃,超深、高温、复杂地质条件给该区域定向钻井带来了井眼轨迹控制难、仪器故障率高、气侵处理时效低等技术难题。为解决上述技术难题,进一步优化了井身剖面,降低了定向难度,复合钻进比例平均提高10%;通过优配钻具组合、优选钻进参数、应用工具面稳定调控工艺和地震数据随钻指导钻井技术,井眼轨迹控制效率大幅度提高,中靶率100%;在井筒温度场分布规律研究基础上,配套了高温随钻测量工艺,仪器故障率由23%降至9.3%;利用简易控压钻井技术提高了储层气侵处理效率。该技术现场应用12口井,储层定向周期较设计平均缩短14.3%,平均机械钻速较邻区提高32.1%,可进一步推广应用。
长庆致密气田超长水平段钻井降摩减阻技术
张勤, 倪华峰, 王清臣
2022, 44(6): 671-677.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.002
摘要(0) HTML全文(107) PDF 1415KB(66)
摘要:
为了保护生态环境,提高单井产量,长庆气田部署了多口水平段超过3 000 m的井。针对超长水平段井裸眼段长,存在井下摩阻大、扭矩大的问题,选取了S135钢级钻柱和清砂钻杆减阻工具,采用旋转导向井眼轨迹控制技术,优化了钻进参数:最佳钻井液环空返速为1.20~1.30 m/s、最低钻柱转速为60 r/min,选用氯化钾、石灰石和高性能润滑剂提高钻井液及其所形成滤饼的润滑性,控制钻井液有害固相含量,其动塑比提高至0.5 Pa/(mPa · s),最终形成了一套长庆致密气田超长水平段降摩减阻技术。将该技术应用于水平段长度为5 256 m的靖51-X井,其水平段平均全角变化率为0.74 (°)/30 m,钻井液固相含量最高为16%,完钻后最大起钻摩阻为380 kN,下钻最大摩阻为280 kN。实践表明在超长水平段应用该技术具有良好的降摩减阻效果。
风险探井驿探1井钻井技术实践
韩成福, 张建卿, 胡祖彪, 王清臣, 朱明明, 王浩
2022, 44(6): 678-683.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.003
摘要(0) HTML全文(70) PDF 1201KB(31)
摘要:
驿探1井位于鄂尔多斯盆地西缘冲断带,由于该区块地层倾角大、刘家沟及石千峰组裂缝发育、地质构造复杂,因此防斜打直、防漏堵漏和井壁失稳是该井钻探施工过程中的主要技术难点。针对驿探1井上部地层狗腿度超标、断层地应力异常、井壁稳定性差、地层承压能力弱等问题,通过优化钻具组合,采用套管防磨工艺、高性能钻井液、韧性水泥护壁等技术措施,解决了钻井过程中存在的卡钻、频繁断钻具、井壁失稳等技术难题,保证了该井的安全顺利完钻,有力地促进了复杂地质构造条件下风险探井安全高效钻进技术的提高。
地质工程一体化漏失机理与预防措施
房超, 张辉, 陈朝伟, 陈业生, 冯永存, 林子力, 范进朝, 翟文宝, 刘恩博
2022, 44(6): 684-692.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.004
摘要(0) HTML全文(97) PDF 4089KB(52)
摘要:
塔里木库车山前古近系复合盐层严重漏失给安全钻井带来了巨大挑战。针对库车山前复合盐层重点漏失层段,分析漏失段地质特征、地质力学特征,结合钻井施工参数,判断漏失类型,分析易漏岩性组合分布与漏失压力,探讨预防钻井液漏失方法。研究结果表明:膏盐岩段盐岩夹含盐泥岩、含膏泥岩,膏质泥岩夹泥岩、灰质泥岩是主要漏层岩性组合,宏、微观分析可见天然裂缝不发育,物性测试表明孔渗较低,不具备直接发生漏失的原有物质基础;含膏泥岩、含盐泥岩抗拉强度0.61~1.12 MPa,平均值0.946 MPa,在压力作用下易产生裂缝;钻井液平均漏速小于20 m3/h,具有微漏~小漏特征,通过降排量降密度可有效缓解漏失。通过盐间漏失层地质、地质力学、工程特征分析,认为复合盐层漏失为诱导破裂型漏失,漏失压力为地层破裂压力,约等于水平最小地应力,并通过模拟应力场数据与实钻漏失点数据对比进行验证。综上分析,明确膏盐岩段易漏岩性组合分布和建立复合盐层黏弹性三维地质力学模型求取水平最小地应力是预防复合盐层漏失的关键,对减少盐间漏失具有重要意义。
钻井液对页岩力学特性及井壁稳定性的影响
罗鸣, 高德利, 黄洪林, 李军, 杨宏伟, 张更, 刘楷
2022, 44(6): 693-700.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.005
摘要(0) HTML全文(99) PDF 2279KB(34)
摘要:
钻井液长期浸泡会对层理性页岩产生影响,进而影响到页岩地层的井壁稳定性。利用川南地区龙马溪组页岩开展了不同钻井液浸泡后页岩单、三轴力学实验,分析了其力学特性及破坏形式的变化特征,并探讨了井壁失稳机理。结果表明:受层理影响,页岩力学特性具有明显的各向异性特征,且具有围压效应;油基钻井液对层理面的润滑作用增强了各向异性,页岩沿层理面发生剪切破坏,破坏形式受层理面控制;水基钻井液对页岩造成水化损伤,微裂缝扩展沟通层理,降低了各向异性,易发生复合破坏,破坏形式受基质体和层理面双重控制,井壁更易失稳;黏土矿物水化作用和孔缝毛细管效应是页岩地层井壁失稳的根本原因。该研究可为层理性页岩井壁稳定分析提供参考。
定向井小套管二次完井及配套技术
刘加旭, 刘道杰
2022, 44(6): 701-705.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.006
摘要(0) HTML全文(58) PDF 1247KB(25)
摘要:
老油田经过多年开采,部分油藏整体进入特高含水开发阶段,剩余油高度分散,稳产难度大,同时,油井纵向上油层均经历多次补孔、封层重射等措施作业,导致井筒状况复杂,不能满足单井措施要求,严重影响了油藏井网重构效果。为完善井筒条件,满足CO2协同吞吐、调堵+吞吐等逐层上返开发的措施需要,开展了定向井小套管二次完井矿场试验。针对施工过程中管串下入难度大、固井质量难以保证等技术难点,形成了高效打通道、液压滚珠整形、小套管固井等系列定向井小套管二次完井技术,达到了复杂井长井段封堵、耐CO2腐蚀、井筒承压高等效果,实现了井筒重塑,为油田井网完善、提高可采储量提供了技术支持。
防喷器远程控制装置自卸压四位四通转阀的研究与设计
李正军, 盖靖安
2022, 44(6): 706-710.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.007
摘要(0) HTML全文(286) PDF 1731KB(30)
摘要:
在维修更换防喷器闸板、胶芯等作业前必须对防喷器关闭腔和开启腔卸压,而传统三位四通转阀存在操作复杂、压力浪费、各阀件磨损、管汇卸压后所有控制对象均无法远程操作的问题,为此,设计了自卸压四位四通转阀。在原有阀体及阀芯内部分别新增一条卸压油道,并将其改造成自卸压四位四通转阀,实际操作时只需将该转阀手柄扳至卸压位,便既能保留管汇压力,又可对维修作业对象进行独立卸压,卸压后仍可远程液压控制除维修对象外的其他控制对象,使得维修和更换防喷器闸板、胶芯等作业过程更加低耗、简单高效。该设计降低了各阀件长期开关造成磨损,大幅度提升了作业效率。
国内盐穴储气库空间利用技术及展望
何奇, 冯永存, 邓金根, 李海涛, 完颜祺琪, 李康, 柳洪鹏
2022, 44(6): 711-718.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.008
摘要(0) HTML全文(59) PDF 1104KB(21)
摘要:
盐穴储气库具有储层渗透性低、损伤恢复能力强、注采率高、短期吞吐量大、垫层气量低并可完全回收等优点,在国外应用广泛,然而国内盐穴储气库由于盐岩品位差,造腔结束后大量盐岩不溶物堆积在腔体底部形成沉渣,沉渣空隙中存在着大量无法被排出的卤水,造成了储气空间资源的巨大浪费,如何使其腔体空间得到最大化利用是当下需要亟待解决的问题。对国内盐穴储气库盐层地质及其底部沉渣空间利用技术进行了调研,指出虽然在沉渣上方进行注气排卤工艺已日臻成熟,但还需对排卤管柱下入沉渣底部技术进一步深入研究。从管柱下入和起出、管柱下入后的堵塞问题及解决方案、管径参数优化以及未来储氢等方面提出了相关建议,以期对国内盐穴储气库空间利用率技术研究提供借鉴。
油气开采
基于有限元方法的深层页岩气水运动规律分析
黄世军, 闫成双, 赵凤兰, 李培宇
2022, 44(6): 719-726, 739.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.009
摘要(0) HTML全文(76) PDF 2728KB(25)
摘要:
针对深层页岩气高温高压条件下等温吸附曲线出现先增高后降低的现象,修正了Langmuir吸附模型,建立了考虑超临界吸附和非线性流动机理的深层页岩气压裂水平井气水两相流动数学模型,并基于有限元方法对模型进行求解,利用该数学模型对比分析了基质渗透率、改造区面积和主裂缝渗透率等因素对气水运动规律的影响。研究结果表明:改造区面积并不是越大越好,当改造区面积增大到一定程度时再继续增大改造区面积对提高产量效果不明显;开采过程中,主裂缝内流体会先流入井筒,之后改造区流体流入主裂缝,最后再由基质内流体对改造区进行补充,因此前期主要受主裂缝渗透率影响,后期主要受基质渗透率影响。研究结果对于深层页岩气田开发具有一定的指导意义。
潜山注气重力驱富集油采出技术研究与试验
闫海俊, 谢刚, 朱瑞彬, 游靖, 魏爱军
2022, 44(6): 727-732.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.010
摘要(0) HTML全文(25) PDF 1843KB(11)
摘要:
华北油田于20世纪90年代在古潜山油藏开展了注氮气重力驱提高采收率试验,在试验区形成了“气顶-富集油带-底水”的格局,先期采用裸眼完井利用旧井采油,只出气不出油,为此,进行了油藏工程、采油工艺一体化研究,提出“隔—控—分”采油工艺设计理念,通过克服重力分异、密度差影响的有效驻留承压堵漏,隔绝气相、水相与井筒直接沟通。借助火山熔岩喷发、岩浆冷凝堆积的自然原理,基于热敏树脂特殊的温敏流变性能,实现了“滞留温控闪凝”承压堵漏,解决了高角度大缝大洞发育储层恶性漏失的问题,提高了固井完井质量,结合人工举升控制生产压差,实现了有限厚度富集油的有效采出,坚定了古潜山发展注气重力驱的信心。
吉兰泰浅层变质岩储层水平井压裂技术
朱瑞彬, 王鑫, 许正栋, 刘国华, 李凝, 龙长俊, 宋立, 贾江芬
2022, 44(6): 733-739.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.011
摘要(0) HTML全文(63) PDF 1857KB(18)
摘要:
吉兰泰油田潜山变质岩储层埋藏浅(400~650 m),非均质性强,发育有高角度天然裂缝和底水系统,压裂改造存在压开难度大、底水易沟通、原有工艺适应性差、甜点认识不清等问题。通过分析变质岩储层特征和前期改造经验,确定最佳避水高度100~120 m可实现控水目的;优选桥射联作压裂工艺和25 ℃低温可溶桥塞,满足大排量、大规模体积压裂需求;优化射孔方位,避射顶部120°,降低出砂风险;优选水溶性暂堵剂,形成层间/层内暂堵工艺,暂堵后压力抬升5~8 MPa;通过远探测声波成像技术明确地质-工程双甜点,形成少段多簇改造模式。在吉华1区块潜山变质岩储层13口井共74段361簇实施压裂作业,较2020年前期试验单井改造段数平均减少2段,压后初期日产油提高48%,截至2022年6月底,累产液超2.66万t,累产油超2.45万t,实现了浅层变质岩储层高效改造和开发。
东胜气田锦30井区变黏压裂液体积压裂技术
冯发勇, 梁志彬, 姚昌宇
2022, 44(6): 740-745.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.012
摘要(0) HTML全文(44) PDF 2032KB(8)
摘要:
东胜气田锦30井区主要目的层盒1段为致密低渗砂岩气藏,储层非均质性强,长缝压裂改造效果差。开展了缝网体积压裂适应性评价和岩心裂缝扩展规律研究,明确了形成复杂缝网的主控因素,并通过数值模拟优化压裂施工参数。研究表明:锦30井区盒1段储层脆性指数高、天然裂缝发育、两向应力差异小,低黏液和大排量施工易形成复杂缝;施工排量8~10 m3/min、液量700~800 m3、变黏压裂液组合为10 mPa · s+100 mPa · s、前置液比例50%~55%、平均砂比20%~22%时,压裂裂缝复杂程度高、改造体积大。现场应用34口直/定向井,压后平均产量1.85×104 m3/d,较长缝压裂提高68.2%,证实了变黏压裂液体积压裂技术在锦30井区具有良好的适应性,可进一步推广。
玛湖致密油藏水平井双井同步压裂技术
孟磊峰, 屈刚, 曾从良, 刘晓东, 徐传友, 王立新
2022, 44(6): 746-751.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.00.013
摘要(0) HTML全文(52) PDF 1899KB(25)
摘要:
为了进一步提高压裂效率,降低压裂成本,在玛湖四井平台进行了双井同步压裂试验,即采用1套压裂车组对4口井及以上的多井平台中的2口井同时进行压裂作业。与同区块相同水马力传统拉链式压裂施工相比,双井同步压裂完井时间缩短45%,日均施工效率提高70%,但由于地质因素、工程因素和设备因素造成双井同步压裂施工不能同步,每段仅两簇的射孔设计导致孔眼堵塞引发施工压力突升,桥塞失封和移位造成施工压力突降。对目前存在问题分析后指出双井同步压裂实施还需在布井及钻井规划、核心设备升级和射孔方案优化等方面进一步攻关,形成适用于国内非常规油气田开发的双井同步压裂技术模板。
水驱老井转CCUS注入井风险评价方法
刘向斌, 黄伟明, 马文海, 王清铎, 徐广云, 张晓川, 安志波
2022, 44(6): 752-757.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.014
摘要(0) HTML全文(61) PDF 1472KB(15)
摘要:
针对大庆敖南油田碳捕获、利用与封存(CCUS)试验区水驱老井转CO2注入井井筒密封性失效风险高的问题,开展了井筒完整性评价研究。通过试验区老井井况分析,确定了井筒完整性评价技术体系,采用层次分析法确定指标权重。针对以往完整性评价过程对于单一指标评价依靠专家经验法的不足,创新采用数值模拟分析方法,给出了套管及水泥环等单因素风险评价指标确定原则,采用模糊综合评价方法建立了水驱老井转CO2注入井风险量化分级方法。结果表明:试验区361口注水井中等风险以上井占比41%,需要立即治理或报废处理;对低风险井进一步查套分析,加强监控。建议在国内各大CCUS试验区推广应用注入井风险评价方法及管理理念,为水驱老井的安全运行提供保障。
海上油田防砂管柱打捞关键技术
高永华, 胡晋阳, 丁鹏飞, 许清海
2022, 44(6): 758-762.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.015
摘要(0) HTML全文(55) PDF 1331KB(20)
摘要:
现有的防砂管柱打捞技术对割点位置、井斜和钻具组合对切割作业的影响考虑较少。从打捞防砂管柱的关键环节切割和套铣入手,确定了水力机械切割点位置,对切割时刀片受力进行了计算,并对切割影响因素进行了分析,阐明了套铣防砂管柱的关键技术。研究表明:井斜小于12°,应适当增加钻铤数量来提高钻具旋转稳定性;井斜在12°~55°之间,应减小切割压力、增加钻铤数量、延长切割时间来保障切割作业;井斜大于55°,选择减小切割压力、减少钻铤数量、增加扶正器或者减扭器来提高切割成功率。应用该技术在渤海油田辽东、渤南、渤西区块共进行60余井次防砂管柱打捞作业,大幅度提高了防砂管柱打捞效率和大修作业时效。
辽河油田双6储气库注采能力评价
朱静, 张继平, 栾睿智, 杨清玲
2022, 44(6): 763-768, 790.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.016
摘要(2) HTML全文(62) PDF 1535KB(10)
摘要:
为保证辽河油田双6储气库应急调峰期间强注强采和安全运行要求,以SL1井为例,综合考虑库区地层压力安全区间10~24 MPa、注采管柱抗冲蚀及地层携液能力三方面因素,开展双6储气库注采能力评价研究。在2017—2020年“四注四采”周期内,连续开展产能试井,监测流压与注采气量,建立二项式产能方程,计算不同地层压力下的极限注采气量;计算得到Ø114.3 mm气密封注采管柱的临界冲蚀流量及临界携液流量,确定单井安全注采制度;总结SL1井地层压力随累计注(采)气量变化规律,预测该井安全累计注气量为0.942×108~2.713×108 m3;在库区连通并达到统一压力系统后,预测当双6库区安全库容为7.623×108~34.510×108m3时,才能保证地层压力及注采气容量满足气库安全运行。
智能专栏
碳中和愿景下油气钻井的数字化、智能化转型之路
崔奕, 汪海阁, 丁燕, 崔猛, 赵飞, 史肖燕
2022, 44(6): 769-776.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.017
摘要(0) HTML全文(98) PDF 1959KB(30)
摘要:
钻完井工程历经百年发展,经历了概念-经验-科学-自动化钻井4个发展阶段,形成了以钻完井工艺原理、方法为指导,以装备、工具、软件为手段的钻完井工程技术体系。当前,全球碳中和愿景的实施,将大幅度减少对油气能源的需求与油气勘探开发投资,油服企业碳足迹控制和安全环保保障压力增大,工程技术服务效益空间被压缩,以绿色低碳为特征的石油钻井转型势在必然。石油钻井的数字化、智能化是顺应新达峰目标和碳中和愿景、实现其高质量发展的必由之路。调研了油气钻井数字化、智能化技术发展现状,分析了目前钻井工程技术发展面临的挑战,提出了从智能钻完井技术的3个层面实现传统工程技术转型升级、跨越式发展,将智能地面装备、智能井下工具依托智能软件作为交互系统协同运行,完成一个闭环钻井优化过程,形成钻完井数字化转型协同生态,实现数字化转型升级,大幅度提升钻完井作业效率和保障生产安全。
基于机器学习的稠油油藏注蒸汽过程中汽窜识别研究
宋保建, 王若浩, 马良宇, 魏振国, 贾喻博, 刘慧卿
2022, 44(6): 777-783.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.018
摘要(0) HTML全文(55) PDF 1562KB(11)
摘要:
稠油油藏蒸汽吞吐过程中汽窜的产生与油藏地质和开发工程等因素有关,目前识别汽窜的方式局限于油藏工程、数值模拟等,此类方法无法准确判别各因素的不确定性和相关性,机器学习方法可识别海量数据间的隐含关系,准确度高且模型易维护。分析了汽窜的影响因素,构建基础数据集后对数据进行特征工程处理,包括数据重构、缺失值处理、维度转换及相似性分析,建立了汽窜预测特征属性集;采取Wrapper方法、Embedded方法、主成成分分析法对数据集进行降维处理,形成3套不同的特征组合方案;分别采用随机森林、SVM、神经网络和XGBoost算法建立汽窜预测模型,给出不同模型的预测准确率和预测汽窜通道分布。研究结果表明:注汽强度、层位渗透率极值和邻井距离对汽窜的影响程度最大,表现最好的组合模型是:PCA数据集+XGBoost模型,该方案在训练集上的准确率为97.20%,在验证集上的准确率为96.11%,实现了对汽窜的精准预警。
基于CNN-BiGRU混合神经网络的电潜螺杆泵产液量预测方法
贾俊杰, 刘春海, 管桐, 王进修, 刘俊东, 刘金亮, 郝大勇
2022, 44(6): 784-790.   doi: 10.13639/j.odpt.2022.06.019
摘要(0) HTML全文(55) PDF 1896KB(13)
摘要:
为了解决电潜螺杆泵产液量虚拟计量的预测精度和稳定性,提出了一种基于双重注意力机制的卷积神经网络(CNN)和门控循环单元(GRU)混合模型(CNN-BiGRU)。油井产量预测易受油压、套压及泵工况等因素的影响,先利用皮尔逊相关系数和主成分分析法对数据进行降维,并确定主要影响因素;再利用CNN网络的局部连接和全局共享来提取历史油井产液量的空间特征;然后将特征送入GRU网络,提取数据的时间特征;最后利用双重注意力机制为不同的特征赋值对应的权值,进一步提升模型的预测精准度。将该方法应用到50 000条产液量数据样本上,模型预测精准度RMSE和MAPE分别取得5.24%、3.17%。与GRU、CNN-GRU模型相比,所提方法应用效果显著,能有效提升预测精度,具有一定的工程应用价值。