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2005年  27卷  第1期

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超大水垂比大位移井钻井技术
魏宏安, 张武辇, 唐海雄
2005, 27(1): 1-5,8. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.001
摘要:
南海东部海域流花11-1油田(简称流花油田)经过8年生产后,因综合含水上升,产量递减较快,急需采取措施增储上产。从2001年开始,先后利用原生产井槽侧钻,以超大水垂比大位移井和侧钻井方式开发距离主开发区东翼4.5 km的3井区的油藏,至目前已实施4口侧钻大位移井, 3口侧钻井作业(按照国际上的定义标准,此3口侧钻井也属于大位移井范围), 7口井部分井段采用了旋转导向钻井技术,钻井施工过程顺利,其中B3ERW4大位移井最大水平位移5634.07 m,水垂比达到4.58,是国内水垂比最大的1口井,并排列在世界第10位。同时,这一批超大水垂比大位移井连续刷新并创造了海洋石油钻井多项新记录。实践证明,采用侧钻大位移井或侧钻井的方式,对于流花油田生产后期的增产是一种比较经济有效的措施和途径。这种综合开发技术对于浅滩油田和已开发油田周围的卫星构造的开发具有十分重要的借鉴意义。
侧钻双分支水平井井眼轨迹控制
王峰
2005, 27(1): 6-8. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.002
摘要:
静31-59井是1口侧钻水平井,完钻井深2425 m,水平段垂深2131 m,悬挂器喇叭口位置2126.22 m。为充分挖潜老区产量,在静31-59井开窗侧钻双分支水平井。通过精心设计、组织与施工,静31-59FP井仅用15d纯钻时间成功钻完2个分支井段,累计裸眼长度768 m。该井由辽河油田工程院自行设计、施工,无经验可借鉴。静17块地层坚硬,钻进时加压困难,目的层薄,倾角变化明显,施工时轨迹控制难度很大。通过转盘钻进与滑动钻进相结合,控制钻进参数、调整轨迹,防止井眼轨迹忽起忽落,为完井创造了良好的条件,该井是国内第1口侧钻双分支水平井,为其它油田的侧钻双分支水平井成功实施提供了丰富的经验。
地质导向钻井技术在埕71-平4井中的应用
赵金海, 闫振来, 冯光通, 耿应春, 袁鲜花
2005, 27(1): 9-12,31. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.003
摘要:
在水平井钻井中,通常采用地质导向钻井技术来提高井眼轨迹在油层中的穿透率。地质导向钻井是一项系统工程,需由钻井、地质、测井、油藏及录井人员共同参与、联合解决。结合地质导向钻井技术特征和在钻油层的地质特征、钻具结构、轨迹控制及实时地质曲线现场应用等实际情况,介绍了地质导向钻井技术在水平井钻井中的应用情况,论述了地质导向钻井技术在识别油层中的重要作用,提出了指导地质导向钻井施工的几点认识和建议。实践表明,地质导向钻井技术可实时准确测量油气层参数,在埕71-平4井应用中取得了良好的效果,水平井地质导向测量参数随钻解释系统为LWD实时曲线的解释提供了可靠手段,结果与电缆测井解释成果基本一致,具有较高的推广应用价值。
钻井岩性实时识别方法研究
张辉, 高德利
2005, 27(1): 13-15. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.004
摘要:
地层岩性的实时识别对及时调整钻井参数、有效控制井眼轨迹具有十分重要的作用。以录井资料为基础识别地层岩性,必须综合考虑钻井操作参数、水力参数以及钻头磨损状态的影响,而随钻过程中,就目前的技术还不能够实时测量钻头磨损状态。根据BP神经网络原理,建立了岩性识别双重神经网络模型。第1个神经网络用来在已知钻头磨损状态条件下,识别所钻地层岩性;第2个神经网络用来在已知地层岩性条件下,预测钻头磨损状态。2个神经网络通过钻头磨损状态参数连接起来,选取样本数据分别对2个神经网络进行训练,并结合随钻录井数据,根据岩性识别流程图对岩性进行实时识别。应用该模型在新疆油田进行了岩性实时识别试验,识别结果与测井解释结果相比,符合率达85%。应用结果表明该模型具有一定的合理性和实用性。
喷嘴结构对高压射流特性影响研究
易灿, 李根生
2005, 27(1): 16-19. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.005
摘要:
自20世纪70年代以来,高压水射流技术已在各工业领域逐渐得到了广泛应用,但迄今仍未能大规模采用,原因是还存在一些有待解决的问题,其中最为迫切的就是如何提高喷嘴射流效率、充分利用其能量的问题。喷嘴是水射流技术应用中获得高能量利用率的关键因素之一,其结构好坏直接影响射流质量。为充分发挥喷嘴最大效率,最大限度地利用水力能量,国内外有关专家从理论分析、数值计算和实验研究3个方面对喷嘴结构与高压射流特性的关系进行了研究分析,结果表明喷嘴结构对射流流动特性、冲蚀性能、空化现象等产生重要影响,指出提高喷嘴效率应当着眼于以下几个方面:加强基础研究;改变射流作用方式、将连续射流调制成脉动射流;充分利用空化空泡破裂压力,研制开发优质喷嘴,以期对拓宽水射流技术在工业中的应用有所帮助。
波纹管堵漏技术在吐哈油田L7-71井的应用
张彦平, 田军, 赵志强, 曾权先, 禹萍
2005, 27(1): 20-22. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.006
摘要:
吐哈油田L7-71井井漏严重,先后6次采取综合堵漏、静止堵漏、凝胶堵漏、打水泥堵漏等各种措施堵漏,历时20d,共漏失钻井液1007 m3,堵漏效果不明显。波纹管技术是20世纪90年代研制成功的,可用于解决钻井过程中井下复杂情况。通过井眼状况调查,扩眼作业,波纹管焊接、下入及液压涨管,机械整形等工序将波纹管应用在L7-71井中,堵漏效果较好,可大面积推广应用。
长庆油田老井侧钻井固井技术研究与应用
朱哲, 马海忠, 陈小荣, 王文斌, 程宏英, 孙建林, 武美平
2005, 27(1): 23-26. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.007
摘要:
针对长庆油田老井侧钻井水泥封固质量差的问题,进行了老井侧钻井固井技术研究。总结和分析了调整更新井及侧钻井固井的特点和难点,在室内试验研究了防窜(油层)二凝水泥浆体系,试验了高效冲洗隔离液,提高了1、2界面的水泥胶结质量,采用了紊流+塞流的水泥浆顶替技术和平衡压力的侧钻井固井技术。现场固井46口,固井一次合格率100%,油层段优质率大于90%。侧钻井固井技术及其水泥浆体系的研制开发为长庆多级压力层系、低压易漏失、油气(伴生气)水活跃及长裸眼复杂井固井提供了理论依据和技术支撑,提高了固井质量,降低了固井成本。
水泥浆滤液对油气层的损害分析及保护技术
宋本岭, 张明昌, 牟忠信, 何玉荣, 张伟
2005, 27(1): 27-28. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.008
摘要:
固井过程中,若不对水泥浆性能进行调整和控制,水泥浆滤液与水泥细小颗粒会大量进入油气层,堵塞油气通道,影响油气开采效果。分析了水泥浆滤液对岩石渗透率的影响,对失水量不同的水泥浆体系分别在相同条件下对同类岩心进行了岩石渗透率损害实验,找出了水泥浆滤失量的最佳控制范围,现场应用表明,对于高压低渗油气藏,固井过程中水泥浆失水量宜控制在70 mL范围以内。该项研究对固井过程中较好地保护油气层、提高油井产能具有很好的指导意义。
高性能测试完井液的评价与应用
王文立
2005, 27(1): 29-31. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.009
摘要:
测试完井液性能稳定是高温超深气井安全测试的关键因素。库1井直井段在完井测试期间, 2次测试井下封隔器均被埋死,造成非常严重的井下事故。根据库1井侧钻完井试油及井身特殊要求,通过室内研究,测试完井液采用无固相甲酸盐完井液+甲酸盐钻井液稠垫液+高密度聚磺钻井液体系的高性能复合型完井测试液,该体系抗温达167℃以上、悬浮能力强、对油层无污染。使用高密度的完井液现场测试25d静止后, RD安全阀开启和解封均很顺利,有效解决了复杂深井高温、高压及长时间测试环境下的井眼稳定性和长时间静止下的测试稳定性,为以后高温高压井的完井安全测试提供了一个范例。
高周期蒸汽吞吐最佳注汽参数实用图版研究
王经荣, 王卫红, 李璗, 董正远, 高孝田, 刘新福
2005, 27(1): 32-35. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.010
摘要:
针对目前所使用的一些注汽参数优化设计软件,由于涉及参数过多、计算复杂、难以推广使用的问题,进行了蒸汽吞吐最佳注汽参数实用图版研究。根据蒸汽吞吐注汽参数优化设计理论和方法,应用所研制的蒸汽吞吐井注汽参数优化设计软件,对南阳井楼油田零区稠油油藏,以周期净产油量最大为目标函数,优选出不同采出程度、不同存水条件下吞吐生产井最佳注汽参数(注汽压力、干度、速率和周期注汽量),并绘制成图版。现场工作人员可通过查图版方便地确定各周期最佳注汽参数,以提高蒸汽吞吐井的开采效果。应用结果表明,查图版所确定的最佳注汽参数与用优化设计软件计算的参数相比,相对误差不超过10%,能满足工程精度要求。
火烧油层干式燃烧物理模拟研究
赵东伟, 蒋海岩, 张琪
2005, 27(1): 36-39. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.011
摘要:
为了验证辽河油田火烧油层现场试验的可行性,利用室内燃烧管物理模拟技术,对欢127块兴隆台油层原油进行了室内干式燃烧实验。实验分析了产出液性质及产出气体组成,研究了火烧油层温度场分布、注气参数对采收率的影响,提供了数值模拟研究所需的基本参数及控制条件。实验结果表明,欢127块兴隆台油层能够在点火温度340℃下点燃,在一定的注气速度下,能够顺利进行燃烧,室内实验采收率可达83.1%。该研究为下一步现场应用提供了重要的理论依据。
蒙古林油田可动凝胶驱油先导试验效果评价
吴行才, 曾庆桥, 汪宝新, 刘媛, 李英, 唐先荣
2005, 27(1): 40-43. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.012
摘要:
可动凝胶驱油技术能够有效改善水驱油流度比、解决油藏的层内及层间矛盾、提高注入水波及效率。介绍了蒙古林普通稠油油藏高含水开发条件下开展可动凝胶驱油矿场先导试验情况,给出了对地面流程的注入剪切损失、可动凝胶驱油体系在地面和地下的性能评价结果以及油水井的反应,采用跟踪数值模拟方法精确测算了试验井的增产油量,并采用2种经济评价方法对试验效果进行了评价。研究结果表明,试验效果明显,实施一年半累计增油2.01×10 4 t,收回全部投资。初步建立了一套较系统的可动凝胶驱油效果评价方法,对有效改善类似油藏的开发效果具有一定的借鉴意义。
柱塞气举过程液体漏失分析
唐祖兵, 李颖川
2005, 27(1): 44-45,48. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.013
摘要:
在柱塞上行程过程中,由于柱塞和油管之间的液体与柱塞之间存在速度差,必然会有液体漏失。液体漏失率的大小影响着柱塞尺寸的选择以及柱塞气举工艺的设计,因此液体漏失率的计算具有重要的意义。假设柱塞上行过程中与油管始终保持同心圆柱环形间隙运动,基于质量和动量守恒原理建立了柱塞气举的液体漏失模型,并得出了柱塞-油管环形间隙的液体速度分布公式和液体漏失体积及漏失率表达式。引用Hernandez等的柱塞气举试验数据,进行液体漏失情况的计算,得出了液体漏失与柱塞上部液体段塞初始长度和注气压力的关系曲线。文中建立的模型对于正确地进行柱塞气举工艺设计具有一定的指导意义和实用价值。
气体加速泵排水采气举升效率研究
钟海全, 李颖川, 马辉运, 刘永辉, 李小云
2005, 27(1): 46-48. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.014
摘要:
气体加速泵是结合气举工艺和喷射泵工艺的优点而发展起来的一种开采工艺设备,在国内外都有较广泛的应用,但对其举升效率和两相流方面的研究还未曾见报道。研究了气体加速泵的工艺原理以及气举的举液机理研究现状,从气举能量角度建立了气体加速泵排水采气举升效率计算模型。模型考虑了压能、热能、位能、膨胀能以及动能。算例分析表明,气体加速泵能较大幅度地提高气体举升效率。比较无滑脱压力梯度和Hagedorn-Brown方法以及Schmidt计算的压力梯度与实测压力梯度,表明气体加速泵能充分减小两相流压力损失。
射孔与下泵生产一次完成工艺
乔金中, 李志广, 刘长军, 常会军, 孟祥农
2005, 27(1): 49-50,60. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.015
摘要:
油井求产时,按常规工序,射孔与下泵作业分2次完成,由此引起施工周期长、作业费用高、易井喷等问题。鉴于此,提出了射孔与下泵生产一次完成的技术,并从能实现过泵定位、投棒射孔、地层测试等功能的射采联作泵,射孔联作配套工具,工艺程序,完井管柱设计4个方面进行了研究,将射孔与下泵抽油工序合二为一,射孔作业后无需起出管柱,便可进行油井投产。经132井次的现场应用,工艺先进可行,射孔成功率100%,平均单井泵效为51.2%。实践表明,该工艺可实现射孔、下泵作业一体化,简化施工工序,降低修井成本,并能有效防止井喷事故,避免对地层的二次污染,可大面积推广应用。
一种新型三层分注管柱的研究与应用
张健, 杨勤生, 张子玉, 毕红军, 王春生, 郭东华, 任闽燕
2005, 27(1): 51-53. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.016
摘要:
为解决分注井投捞调配困难、控水水嘴设定步骤复杂、封隔器有效期短等一系列问题,在对目前各种分注工艺进行研究的基础上,研制了一种新型三层细分注水工艺管柱,其配套工具有井下三层分流器、K344高温高压封隔器、节流器、平衡式底球等。该管柱可实现一趟管柱逐层录取分层吸水资料;采用液力冲捞,无需钢丝绳和泵车,可用于斜井细分注水。该工艺具有调配效率高、水嘴尺寸设定简单准确、封隔器耐温耐压性能好、有效期长等优点。在胜利油田临盘采油厂实施3口井,层段合格率达到了88.9%。实践证明,该工艺具有很高的实用价值,可大面积推广。
新型裂缝性低渗透油藏堵水剂的研制
罗宪波, 蒲万芬, 武海燕, 赵金洲, 姚奕明
2005, 27(1): 54-57. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.017
摘要:
裂缝性低渗透油藏堵水作业中,堵水剂会沿着裂缝向地层中漏失。针对此问题,研制出一种新型堵水剂。该堵水剂通过在地面条件下发生微弱的一次交联,形成三维网状结构的一次交联聚合物弱凝胶,降低了堵水剂在裂缝中的漏失率。一次交联聚合物弱凝胶在地层温度下缓慢发生二次交联,形成高强度的二次交联聚合物凝胶。考察了影响一次交联聚合物弱凝胶和二次交联聚合物凝胶性能的因素。通过组分及其用量的筛选,得到了一次交联聚合物弱凝胶和二次交联聚合物凝胶的基本配方。
一种新型注水泥工艺管柱在套保油田的应用
陈宁, 刘成双, 张伟, 逯梅, 张铁军, 陈恒
2005, 27(1): 58-60. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.018
摘要:
针对套保油田的出水问题,设计了一种新型注水泥工艺管柱进行水泥堵水。该工艺用油管连接具有丢手功能的可钻桥塞下至预封堵层的上部,在地面采用泵罐车打压使得桥塞坐封,同时配置适量水泥浆注入井内,替完井筒内的水泥浆后打压或上提管柱丢手,上部油管可提出井筒,水泥浆在井下静止状态下候凝。该工艺管柱的主要特点是采用具有节流、单流止逆及丢手功能的可钻桥塞作为主要的封堵工具;丢手部件为铸铁部件,便于扫塞,可进行重复作业。在套保油田施工3口井,成功率达100%。该工艺管柱操作简便,便于推广。
机械双重防砂技术研究
荣莽, 姚菊莲
2005, 27(1): 61-63. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.019
摘要:
目前常规的机械循环充填防砂只能完成单一的砾石充填工作。采用这种砾石充填+绕丝筛管防砂,对油井的产能有较大的影响。为此,研制了一种多功能机械防砂配套技术,该技术利用与地层配伍性较好的采出水作为携砂液,通过高压将地层充填与井筒内充填有机地结合在一起,只需一次施工即可完成2种功能,既改善了油田绕丝筛管防砂的充填效率和近井筒的渗透率,又提高了油井产能,达到了既防砂又增产的目的。采用这种防砂工艺在3口井进行了应用,取得了较好的效果。
缝中酸液流动反应模拟研究
焦国盈, 刘平礼, 赵立强, 王雷
2005, 27(1): 64-66. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.020
摘要:
酸液在缝中的流动反应是酸压设计中的一项重要内容,大部分二维酸液流动反应模拟模型都假设了缝宽不变,并且在求解时引入传质系数将二维模型一维化来求解,影响了计算精度。为此,基于物质守恒原理建立了新的酸压缝中酸液流动反应模拟模型。该模型避免了缝宽为恒值的假设,在求解时直接沿缝长和缝宽方向差分化并采用"追赶法"求解,不需引入传质系数以减少模型维数。计算实例表明,所提出的酸岩反应模型能较真实地反映酸液在缝中的流动反应。
双河油田压裂薄夹层厚度的选择
郝立军, 刘欣, 林景禹, 陶良军, 赵德勇, 靳彦华
2005, 27(1): 67-69. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.021
摘要:
双河油田已进入高含水开采阶段,由于非均质影响,纵向上潜力层与高含水强淹层交错存在,且夹层较薄,压裂易导致水窜,是压裂选井选层优化设计的难点。针对这一问题,在定性研究既定地质条件下薄夹层的遮挡作用基础上,结合现场试验数据,研究了控制缝高过度延伸的最小夹层厚度。认为在4m3/min施工排量下,纯泥岩夹层的最小遮挡厚度为3.0 m,初步作出了压裂薄夹层厚度选择图版。该研究拓宽了老井压裂选井选层的范围,对老区油层改造具有重要意义。
应用于套管补贴的膨胀管技术
马海涛, 林觉振, 王海涛, 宋胜利, 刘鲲
2005, 27(1): 70-71. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.022
摘要:
针对常规补贴套管技术无法满足长井段、高井温的要求以及施工工艺复杂、工序多、修复后井眼内径变化较大的问题,提出了膨胀管补贴套管技术。介绍了该技术的技术原理、技术关键、施工方法。该技术克服了以往套管补贴技术存在的不足,具有施工工艺简单、套管修复后能产生永久性密封且井眼尺寸变化小等特点,具有广阔的推广应用前景。
堵心监视装置的研制
许俊良, 薄万顺, 王智锋, 蒋庆祥
2005, 27(1): 72-73. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.023
摘要:
在疏松及破碎砂岩地层取心时,经常会遇到的问题是堵心或卡心,若没有及时发现容易磨心,使资料丢失。为确保取心成功,研制了堵心监视装置,该装置在出现堵(卡)心时,能及时提醒操作者注意,以便立即采取措施,在岩心被磨损之前将取心工具提离井底。阐述了堵心监视装置的结构、工作原理和现场试验情况,通过试验证实了工具的可行性。建议大面积推广应用。
随钻测量、随钻测井与录井工具
苏义脑, 窦修荣
2005, 27(1): 74-78. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2005.01.024
摘要:
随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)和先进的录井工具是国际钻井高技术的重要组成部分,应用这些高技术产品可提高大位移井、高难度水平井的工程控制能力和地层评价能力,提高油层的钻遇率。详细介绍了MWD的测量原理、基本结构、传输通道、采集仪器(传感器)、井下电源、地面系统、应用方法;在此基础上,介绍了LWD的几种地质参数测量传感器和录井传感器的典型结构和功能。认识、了解和掌握MWD/LWD系统的功能、特性和典型结构,对使用好和研究开发此类高新技术工具具有重要意义。