2003年  25卷  第5期

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现代石油钻井技术50年进展和发展趋势
沈忠厚, 王瑞和
2003, 25(5): 1-6. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.001
摘要:
回顾了石油钻井技术50年来的发展,着重对近20年发展起来的随钻井下测量与评价技术,井下钻井动态数据实时采集、处理与应用技术,闭环钻井技术,水平井钻井技术,大位移井钻井技术,多分支井及重入井钻井技术等给予了介绍,分析了其技术优势和潜力。明确指出了钻井技术今后的发展趋势是以有利于发现新油气藏和提高油气采收率为目标,向信息化、智能化、自动化方向发展。
南海西江大位移井摩阻和扭矩数值分析研究
高德利, 覃成锦, 李文勇
2003, 25(5): 7-12. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.002
摘要:
井下摩阻和扭矩,是影响大位移井设计与施工的2个关键因素。对三维井眼中管柱单元进行受力分析,建立了通用的井下摩阻和扭矩计算模型和算法,并开发出大位移井摩阻和扭矩的数值计算软件。该软件在南海西江大位移井钻井和下套管作业案例分析中得到成功应用,对井下摩阻和扭矩进行了数值模拟计算及预测分析,获得较好的结果,并可在今后的大位移井工程中推广应用。
纤维水泥改善固井质量研究
步玉环, 王瑞和, 穆海朋
2003, 25(5): 13-15. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.003
摘要:
随着钻井地质条件的日趋复杂,钻井新技术不断发展,对固井技术的要求日益提高,同时固井质量问题也越来越突出。进行了固井质量的影响因素分析,提出了提高固井质量的措施,并针对性地进行了纤维水泥浆体系研究,分析了纤维改善固井质量的机理。研究结果表明,随着纤维产量的增加,水泥石的体积收缩率减少,最大相对体积收缩率下降了38.3%;纤维的加入可以有效地提高水泥石的界面胶结强度,且存在最佳掺量。本试验条件下,纤维的最佳掺量为0.05%~0.075%。
油包水钻井液降滤失规律研究
赵雄虎, 田荣剑
2003, 25(5): 16-19. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.004
摘要:
钻井液滤失性是钻井液的重要性能。通过对加入不同降滤失剂的油包水钻井液体系滤失规律的试验研究,表明油基钻井液体系的滤失性和水基钻井液有着相同的规律,滤失量的大小和时间的平方根呈线性关系,油包水钻井液降滤失剂的评价方法可以采用与水基钻井液相似的方法进行评价,但是需要对破乳电压进行测定。当油基钻井液体系经过高温老化后,油包水钻井液的滤失量会大幅度降低,这使得油基钻井液在高温地层钻井时有很好的优势,能更好地维持钻井液的性能稳定。
硅酸盐钻井液体系的研究与应用
郭健康, 鄢捷年
2003, 25(5): 20-24. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.005
摘要:
硅酸盐钻井液被普遍认为是最具发展前景的水基钻井液体系之一。为更好地解决井壁失稳的问题,近年来,国内外一些研究机构将研究开发重点转向具有良好防塌性能,不污染环境,材料费用低等优点的硅酸盐钻井液体系。着重阐述了硅酸盐模数、加量、有机处理剂的类型、pH值等因素对硅酸盐钻井液体系性能的影响。同时,对一种优质硅酸盐钻井液——SILDRIL体系的组成、性能及现场应用情况进行了讨论,为今后进一步应用好该体系提供了经验。
疏松砂岩储层的完井液体系研究及其应用
胡才志, 李相方, 夏玉龙
2003, 25(5): 25-27. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.006
摘要:
针对埕岛油田馆陶组储层具有中等水敏、弱速敏、盐敏的特点,通过对防膨抑砂剂和原油防乳剂的筛选研究,推荐了适合于馆陶组储层的工作液体系,并对该体系进行了室内和现场应用效果评价。研究表明,埕岛油田馆陶组储层采用的入井液体系有较强的防膨抑砂功能,有效地减轻了地层的水化膨胀和出砂,保护了油层。由于该入井液体系基液为过滤海水,90%以上的原料可以就地取材,因此节省了材料费用,降低了作业成本,提高了经济效益。
海上钻井隔水导管极限承载力计算
杨进
2003, 25(5): 28-30. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.007
摘要:
为了更合理地确定隔水导管最小入泥深度,根据海底土的工程地质特征,结合岩土力学理论分析,建立了不同海底土层下的隔水导管极限承载力计算模型。根据隔水导管承载力计算模型,结合海上钻井隔水导管现场施工过程中不同的工况特征,建立了隔水导管最小下入深度计算模型。理论模型在渤海QHD32-6和SZ36-1油田进行了应用,得出了隔水导管底部承载力随入泥深度的变化曲线,进一步确定出隔水导管的最小入泥深度,计算结果与实际情况比较符合。研究成果将为海上隔水导管最小入泥深度的选择提供技术帮助。
提高扎纳诺尔油田钻井速度的试验研究
谭春飞, 蔡镜仑
2003, 25(5): 30-33. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.008
摘要:
扎纳诺尔油田是中国石油在哈萨克斯坦共和国购买的2个油田(扎纳诺尔和肯基亚克)之一,中国石油具有20年的开采权限,因此,提高钻井速度成为迫切需要解决的问题。在收集和分析了扎纳诺尔油田70余口已钻井资料基础上,对地层岩石的可钻性和钻头优选进行了研究后认为,提高扎纳诺尔油田钻井速度的关键是提高?215.9mm井眼的钻速。先后在3500井KT-1盖层和KT-2盖层进行了2次现场试验,机械钻速均有较大幅度提高。试验结果表明,采用井下动力钻具~转盘复合钻井技术,配合优质高效PDC钻头和高速牙轮钻头钻进,可
PDC钻头的轨迹方程及切削参数计算方法
邹德永, 王瑞和, 岳志国
2003, 25(5): 34-38. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.009
摘要:
准确计算PDC钻头切削齿的切削面积、切削体积和切削弧弧长等切削参数,对PDC钻头的优化设计和性能分析等都具有十分重要的意义。运用空间几何和数值计算理论,对PDC钻头的轨迹方程和切削参数的计算方法进行了研究。建立了描述PDC钻头在井底的几何位置及运动轨迹的坐标系统,给出了PDC钻头的运动轨迹方程和切削齿在井底的切痕曲线方程。综合考虑了钻头冠部形状、切削齿的布置、切削齿的工作角、切削齿的形状及尺寸、切削齿的相互作用及切削齿的先后次序等因素的影响,提出了切削齿的切削面积、切削体积、切削弧弧长等切削参数的数值计算
混镶金刚石钻头研制及应用
王克雄, 魏凤奇, 黄士红
2003, 25(5): 38-39. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.010
摘要:
针对巴楚地区深井地层致密,可钻性差的特点选取了具有代表性的岩性在室内进行了岩石力学特性参数测定,并对所钻地层特性进行了分析,在此基础上研究了新型混镶金刚石钻头结构,布齿方式,对该类钻头合理使用进行了探讨。同时研制了相应的混镶金刚石钻头,并在巴楚地区棋北三井进行了现场试验,机械钻速比其它金刚石钻头提高了56%~73%,试验结果表明混镶金刚石钻头具有广阔的应用前景。
石油非达西渗流的新模式
姚约东, 葛家理
2003, 25(5): 40-42. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.011
摘要:
为认识和了解多孔介质中渗流的基本规律,用无因次分析法对岩心的实验数据进行了分析,得出石油渗流的运动形态有5种:超低速、低速、线性达西、亚高速及高速紊流。并在无因次关系曲线上确定出这5种流态相互转化的临界值。归纳出5种流态的数学统一表达式,对超低速和低速2种新的运动形态从物理和力学角度进行分析,推导出启动压力梯度的表达式。通过对非达西渗流模型进行求解,分析出非达西对地下油气渗流的影响。
岩石热增渗机理初探
刘均荣, 吴晓东
2003, 25(5): 43-47. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.012
摘要:
在大气压力下,对取自储层的大量岩心在100~800℃范围内进行加热处理,测量其渗透率和孔隙度随温度的变化关系。实验结果表明,热处理过程中岩石渗透率和孔隙度等物理性质存在一个突变温度域;经过高温处理后的岩石,其渗透率和孔隙度随温度升高而增加;温度达到800℃时渗透率可增大2个数量级,孔隙度可提高数倍。根据这些实验结果,从岩石孔隙结构特点、岩石矿物脱水破坏、热应力集中、化学键断裂、应力松弛等理论出发,对岩石热增渗机理进行了初步的探讨和分析。
凝析气藏开采中的几个问题
李相方, 程时清, 覃斌, 童敏, 关文龙
2003, 25(5): 47-50. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.013
摘要:
指出传统凝析气藏油气分布模型存在的问题,推荐三区渗流模型,并提出凝析气藏多区多相油气分布的概念。分析了不同开采阶段气藏露点压力和油气相渗变化特征,并将油气相渗进行性变化的思想引入凝析气藏的试井分析中,提出基于多区多相油气分布模型的凝析气藏不稳定试井和产能试井分析方法。指出目前凝析气藏生产压差确定存在的问题,强调了合理确定生产压差的原则与方法。
压裂充填防砂井产能预测方法
曲占庆, 张琪, 董长银, 王登庆
2003, 25(5): 51-53. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.014
摘要:
产能预测是进行压裂防砂优化设计的基础。首先预测压裂对产能的影响,得到压裂增产倍数;计算射孔孔眼砾石层及环空砾石层的附加表皮因数,用砾石充填后产能比考虑炮眼和筛套环空砾石充填对产能的影响;压裂增产倍数与砾石充填产能比的乘积即为压裂充填防砂后的总产能比。根据防砂前流入动态可得压裂充填防砂后的流入动态曲线。采用该方法对吐哈油田颜6-8井进行了产能预测,计算结果与实际产能基本吻合。
大孔道模糊识别与定量计算方法
刘月田, 孙保利, 于永生
2003, 25(5): 54-59. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.015
摘要:
疏松砂岩油藏注水开发后期,由于注入水的冲刷和井下出砂,在油水井之间形成不利于油田生产的储层大孔道,导致注入水窜流突进,油井水淹,产量急剧下降。为改善注水效果达到控水稳油目的,必须采取大孔道封堵措施,而有效识别大孔道和准确计算封堵技术参数是问题的关键。全面考虑储层异常渗流通道特点,将其分为无异常储层、高渗透带、裂缝、大裂缝、未完全发展大孔道和完全发展大孔道6种情况,利用专家系统模糊判别理论建立了大孔道定性识别模型,通过研究各种不同介质的流动规律和特点,综合运用渗流力学和流体力学理论,建立了从孔隙线性渗流到粗
注水开发油田二次孔道的封堵机理
李秀生, 徐婷
2003, 25(5): 60-62. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.016
摘要:
用平板模型的流动试验方法,研究了二次孔道封堵的最佳时机、最佳位置、最佳用量和最佳工艺。从最佳封堵时机研究得到油井刚见水时是最佳封堵时机,说明水道一形成,立即进行封堵,可减少注入水的无效循环,也可减少二次孔道的形成;从最佳封堵位置研究得到在靠近注水井的位置是最佳封堵位置,说明封堵越靠近注水井,对流线影响越大,波及系数越大,原油采收率越高;从最佳封堵用量研究得到堵剂用量越大,将高渗透带封堵得越彻底,波及系数越大,原油采收率越高。考虑到经济效益,有一个最适宜的堵剂用量,为高渗透带孔隙体积的15%;从最佳封堵工艺
多轮次调剖数值模拟研究
姜汉桥, 刘伟, 袁谋, 孙梦茹
2003, 25(5): 63-66. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.017
摘要:
多轮次调剖是一项重要的稳油控水措施,提出了三维三相多轮次调剖数学模型,研制了多轮次调剖模拟器。综合考虑了模拟器中堵剂驱油过程中的物理特性,为高含水期油藏进行多轮次调剖油藏工程方案研究提供了有力的工具。结合具体油藏模型,进行了调剖时机、堵剂用量及封堵位置对调剖效果的影响研究。结果表明,在油田进入高含水期,要不断地进行调剖,及时进行各轮次调剖堵水措施间的接替,使油田含水得到控制,产量稳定增长。
调径变矩抽油机运动学及动力学特性分析
李明忠, 许建国, 尚绍福, 吴征, 刘文升
2003, 25(5): 67-69. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.018
摘要:
调径变矩抽油机是在前置式游梁抽油机上采用新型平衡方案的一种节能型抽油机,其特点是取消了曲柄平衡,将传统的直游梁设计成3段折线的弯形游梁。根据该抽油机的结构特点及运动特征,推导了其悬点速度、加速度以及曲柄扭矩等计算方程,以CYJ8-3-26HY型抽油机为例进行了模拟计算,并与CYJ8-3-48B型抽油机相关参数进行了对比,借以分析其运动学和动力学特性,为调径变矩抽油机-深井泵系统的生产参数合理配置提供了理论支持。
示功图识别技术在有杆泵工况诊断中的应用
韩国庆, 吴晓东, 张庆生, 毛凤英
2003, 25(5): 70-74. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.019
摘要:
为使油田数据库中大量的油井地面功图数据发挥更大作用,提高油井的管理水平,提出了识别泵功图新的思路和方法,采用差分曲线法对大批油井功图进行自动识别处理,对识别出的有故障油井采用神经网络技术对故障进一步定位。经过现场应用证明,利用该思路和方法设计的诊断软件识别准确率高,大大提高了诊断工作效率,有很好的应用价值。
抽油泵合理沉没压力的确定方法
陈德春, 薛建泉, 廖建贵
2003, 25(5): 75-78. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.020
摘要:
基于泵沉没压力的重要性和合理沉没压力研究存在的误区,讨论了泵沉没压力与上冲程时泵内压力的关系和流体通过泵吸入阀口所产生的节流阻力计算式,建立了以井下举升效率为目标确定油井工作制度和泵合理沉没压力的方法。计算结果表明,对具体油井,泵的合理沉没压力与油藏条件、油井产量、抽汲参数以及流体物性等有关,是各种因素影响的综合指标,且各因素之间也存在相关性。所以,泵沉没压力的选择取决于油井生产的协调,必须针对具体油井和油藏情况,以井下举升效率或经济效益为目标,进行动态模拟计算与分析,合理配置抽油设备和优化油井工作参数,
螺杆泵井光杆受力法工况诊断技术
王海文, 陈镭, 雷健
2003, 25(5): 78-81. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.021
摘要:
地面驱动螺杆泵采油系统通过井口光杆连接抽油杆向井下泵传递动力,光杆承受着垂向拉力和扭矩,受力状况复杂,螺杆泵采油系统的工况在光杆受力上必然有一定反映。通过建立光杆受力测试系统,可以实时测试螺杆泵油井在起动、运行和停机过程中光杆所承受的垂向拉力和扭矩。研究了测试数据与螺杆泵采油系统工况的对应关系,对典型工况的诊断方法进行了分析,包括:抽油杆断脱、定子磨损、油管漏、泵和油管脱、扭矩偏大等。通过对油田数百井次诊断,诊断结果正确率高于90%,说明通过光杆受力监测和分析实现螺杆泵井工况诊断是一项值得深入研究的技术。
地面驱动螺杆泵采油系统故障诊断方法
吴晓东, 王世展, 王智深
2003, 25(5): 82-84. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.022
摘要:
结合阈值诊断和逻辑诊断2个基本判断理论,提出了一种地面驱动螺杆泵采油系统故障诊断的新方法,通过分析油井的几种生产状态,选取了能够表征油井生产状态的状态变量,并制定了由状态变量推导工作状态的规则。该方法,具有一定的实用性。
一类驱油剂在油藏孔隙中的流变与流动特性
岳湘安, 刘中春, 侯吉瑞, 张立娟, 夏惠芬
2003, 25(5): 85-89. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.023
摘要:
化学驱中的驱油剂、原油及其混合物是一类在组成结构和性质上均十分复杂的流体,这些流体在油藏中的流变性和流动特性是影响驱油效率的主要因素。介绍了化学驱中几种复杂流体力学问题及其研究成果。就其流变性而言,聚合物溶液和碱-表面活性剂-聚合物(ASP)复合体系均属粘弹性流体,但在中等剪切速率的简单剪切流动条件下,其流变性可用幂律模式描述。在驱油过程中,驱油剂的稠度系数沿渗流方向呈指数规律减小,而幂指数则以线型规律递增。粘弹性流体在结构复杂的油藏孔隙中流动时,产生的二次流利于驱替孔隙盲端和喉道中的残余油。还探讨了化学
稠油蒸汽吞吐开采非等温渗流产量预测模型
李春兰, 杨炳秀
2003, 25(5): 89-90. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.024
摘要:
稠油蒸汽吞吐开采过程中,由于地层存在温度变化,渗流机理非常复杂。传统的蒸汽吞吐产能计算方法多采用Boberg和Lantz等温模型[1]。
电泵采油井系统效率测试与评价
李国清, 夏幼红, 方前程, 李建雄, 李丽娜, 王杰祥
2003, 25(5): 91-92. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2003.05.025
摘要:
中原油田已进入中后期开发阶段,原油开采越来越依赖于油层注水,随着油田注入水增加,产出水也将增加。为提高采收率,中原油田大面积地应用了电泵采油,目前共投入使用电泵采油300多口井。