2007年  29卷  第4期

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定向钻井中方位角及其坐标的归化问题
刘修善
2007, 29(4): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.001
摘要:
随着油气勘探开发进程的不断深化,所钻遇的地质环境日趋复杂,对井眼轨迹监测与控制的要求越来越高。为有效地监测和控制井眼轨迹,必须将实钻轨迹和设计轨道归算到同一个坐标系内,这将涉及到磁偏角和子午线收敛角。文中介绍了磁偏角的测算原理和校正方法,论述了子午线收敛角的定义和计算方法,阐述了磁性测斜仪的测量原理,并重点研究讨论了方位角及坐标的归化方法。研究表明,国内的最大子午线收敛角在2°23’以上,这对于水平位移为1000 m的定向井,如果不考虑子午线收敛角的影响,井眼轨迹的计算结果在水平方向上将会产生超过41.68 m的位移误差。文中较系统地论述了方位角及其坐标归化的有关理论和方法,对提高井眼轨迹的监测精度和可靠性具有实用意义。
超深水平井钻井技术
陈世春, 王树超
2007, 29(4): 6-9. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.002
摘要:
水平井的施工风险和难度随施工井深的增加而增加,特别是6000 m以上的超深水平井,存在着较高的施工风险和难度。塔里木油田东河塘区块油藏深度在5740 m左右,目前已先后完成了6口单、双台阶超深水平井,完钻井深均在6300 m以上。水平井投产后,油气产量明显提高,水平井平均单井油气产量为开发水平井前单井产量的3~5倍,取得较好的效果,经济效益显著。通过6口水平井的施工,超深水平井技术也在不断完善和提高,已日臻成熟。针对塔里木油田东河塘地区自身特点,以东河1-H3井和东河1-H5井为例,从难点分析、优化钻井设计、轨迹控制、分段技术措施、水平井钻井液等方面作了较详细的论述。该区块水平井的成功经验,对超深水平井施工有一定的指导和借鉴意义。
三维Z形斜面圆弧井眼轨迹控制技术
王伟
2007, 29(4): 10-12. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.003
摘要:
为进一步开采井间剩余油,江汉油田决定在潜江凹陷王场中区钻一口水平——井王4斜-5-3B井。受地面条件限制,该井必须设计成Z形井眼轨迹才能增大油层裸露面积、达到地质要求。三维Z形斜面圆弧井眼轨迹控制难度较大,国内外没有可借鉴的资料,要将井斜和方位连续不断地调整到设计范围内,必须依靠沙尼金图解法原理,严格控制好装置角;采用装置角补偿法,随时调整工具面;确保以最短的进尺完成最大扭方位工作。该井全角变化率小,井眼轨迹平滑,钻探效果较好,对今后开展拐急弯变方位特殊定向井的研究与应用有一定的指导和借鉴意义。
南246-平309阶梯水平井井眼轨迹控制技术
张书瑞, 申胡成, 杨春和, 王迎成, 杨新斌
2007, 29(4): 13-15. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.004
摘要:
南246-平309水平井位于大庆敖南油田,目的层为葡萄花油层。该井为7靶点的阶梯水平井,设计井深为2121 m,实际完钻井深为2153 m,水平段长度728.48 m,井底水平位移1120 m,采用阶梯式水平井进行开发,轨迹控制精度要求高,施工难度大。在施工中由于受地层因素的影响,工具造斜能力下降,使第1靶点不能正常着陆。为此采用大斜度螺杆钻具进行非填井悬空侧钻,自然填埋下井眼的方法,实现了正常着陆。通过调整钻具组合、钻进参数、优化油层套管串结构等,使该井顺利完井,满足了设计要求。不仅取得了较好的经济效益,也为该区块水平井施工提供了宝贵经验。
控制定向装置方位角进行定向钻井实践
刘伟, 杨盛余
2007, 29(4): 16-19. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.005
摘要:
在定向钻井过程中,为了能顺利中靶,就需要不断控制定向装置修正井眼轨迹。但在实际定向井操作中,现场工程师通常使用如弯接头等的简单定向装置进行较长距离定向钻井,主要凭经验控制装置角,仅有一个可行范围,造成了实践中影响到轨迹调整速度,需要多次修正后才能获得所要的井斜角和方位角。文中将讨论一种方法,只通过控制定向装置的方位角进行定向井实践,并给出一个最优的定向装置的方位角计算方法,即通过当前定向点的井斜角和方位角方向至靶点所在水平面得到的矢量一和当前定向点至靶点得到的矢量二,由矢量二减矢量一后得到新矢量在水平面的投影方向确定定向装置的方位角,然后利用该方位角进行定向井操作。通过理论和实践,证明该方法不论在增斜或降斜模式都能够快速、稳定改变井眼方位,顺利中靶,简单、实用。
超高压射流钻头破岩实验研究
袁建民, 赵保忠
2007, 29(4): 20-22,35. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.006
摘要:
超高压水射流技术在石油工程中的应用越来越广泛,目前超高压射流联合机械破岩是提高钻井速度最具潜力和最具可行性的方法。通过室内实验和现场试验研究了淹没条件下超高压水射流破碎岩石的主要规律,探寻影响破岩效果的主要因素及其规律,为超高压射流联合机械破岩及超高压PDC钻头的进一步研究奠定了基础。研究发现,影响超高压射流破岩的主要因素有压力、喷距、喷嘴移动速度和喷射角度等,射流压力越高破岩效果越好,最优喷距随着压力的升高而增大,200 MPa时最优喷距达到32.5倍喷嘴直径。实验条件下,150 MPa时破岩效率最高,喷射角为14°破岩效果最好。根据实验结果,对钻头切削齿和喷嘴布置进行了优化,设计制造了专用设备和工具,现场试验取得了较好的效果,可进一步推广应用。
塔深1井固井技术
王东
2007, 29(4): 23-27. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.007
摘要:
塔深1井是一口特深科学探索井,因井深引发的各种问题极大地增加了固井的风险。为提高固井质量,保证各开套管安全下送到位,采用内插法固井解决了超大套管固井的窜槽问题;采用单级双封固井工艺解决了超长易漏封固段固井质量、水泥浆密度与漏失的矛盾;采用先悬挂后回接的固井工艺实现超长管柱固井作业;采用塑性防窜超低密度水泥浆体系解决了恶性漏失地层的固井漏失问题;采用防塌、防气窜、抗高温水泥浆体系,解决了超深井段所固有的超高压、超高温引发的固井难题。塔深1井各开固井的优质的完成,为后继测试作业提供了较好的完井条件,也为其他超深井固井作业提供了宝贵的经验。
固井纤维水泥射孔实验研究
穆海朋, 步玉环, 姜林甫, 魏绪伟, 温盛魁
2007, 29(4): 28-31. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.008
摘要:
为进一步了解纤维水泥改善水泥石射孔后出现脆裂的情况,通过实弹射孔及射钉枪射孔实验,研究了纤维对射孔后水泥石的阻裂机理,并利用电镜扫描的手段对射钉枪射孔后留下的孔道以及孔道周围的裂缝进行了分析,研究表明:小试件条件下,实弹射孔试验过程中无纤维水泥试件形成毁坏性的破碎,而纤维水泥在射孔后可以保留完整的孔道,证明了纤维水泥有助于射孔完井作业的成功;纤维水泥石受到射孔冲击后,纤维可以吸收外来冲击波的作用,减缓水泥石的变形,从而破坏强度不至于任其裂纹发展形成脆性破坏;在孔的壁面上可以明显看到纤维对裂纹的阻裂作用;纤维的桥联作用增加了水泥材料本身的临界能量释放率,这使得纤维水泥石在完成钢钉枪射孔后孔内剖面比较完好。
基于ANSYS的水平井下套管摩阻分析计算
付建红, 龚龙祥, 胡顺渠, 罗飞, 马立, 尚立
2007, 29(4): 32-35. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.009
摘要:
随着水平井和大位移井的日益普遍,由于套管柱自重和井眼弯曲等多种因素的影响,水平井和大位移井中的套管柱存在较高的摩阻力,摩阻过大将会影响到套管柱的顺利下入,水平井中套管柱轴向力的准确预测也为套管强度设计提供了重要的基础数据。用CAE大型有限元软件ANSYS,对江沙8-H水平井的?139.7 mm套管的受力和变形进行了数值模拟,计算了刚性扶正器处的接触力和刚性扶正器间套管的横向位移,并得到了套管柱在水平井中的摩阻力。计算模型考虑了套管的刚度和刚性扶正器对摩阻力影响,计算结果与现场实测数据比较吻合。计算结果表明,水平井中套管摩阻对轴向力的影响较大,且刚性扶正器间套管较长时,扶正器间大部分套管仍会与井壁接触,导致扶正效果降低。该计算方法为钻井工程设计提供了理论支持。
井下套管磨损深度及剩余强度分析
窦益华, 张福祥, 王维君, 张绍礼
2007, 29(4): 36-39. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.010
摘要:
为了了解井下套管磨损深度及剩余强度,为后续钻进及试采作业提供依据,文中从方便、实用的角度出发,根据国内油田钻井井史所能提供的数据,用磨损效率模型分析了套管月牙形磨损的磨损深度;给出了井下套管磨损深度的计算方法和计算公式。用弹性力学中的双极坐标法将偏心磨损套管强度计算这一具有2个非同心圆边界的问题转变为轴对称同心圆问题,从而便于解析分析;经过推导,得到在内外压作用下磨损套管内的环向应力表达式,以磨损套管最薄处内壁环向应力达到管材屈服极限为判断条件,得到磨损套管剩余抗挤强度和剩余抗内压强度。上述磨损深度、剩余强度计算方法在羊塔8井、牧7井等深度在5000 m以上的重点探井中得到了实际应用,为安全试油提供了依据。
羊一断块大斜度井举升工艺配套技术
刘琳, 鄂淑君, 刘鹏, 滕国权, 窦晓军, 郭海勇
2007, 29(4): 40-42. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.011
摘要:
羊一断块属典型的疏松砂岩稠油底水油藏,由于地处羊三木村内,地面情况复杂,新井造斜点浅、斜度大。复杂的井身结构与油藏油稠、易出砂、底水锥进速度快的特点交织在一起,给举升工艺的配套工作带来一定难度。为了实现羊三木油田大斜度井的正常生产,在对羊三木油田油藏和井身结构分析的基础上,采取优选举升工艺方式、优化杆、管柱设计、优选工作制度、合理控制生产压差等综合配套技术,使免修期保持在较长的时间,取得了比较好的生产效果。为今后类似井的配套开发提供了经验,对提高大港油田防偏磨技术的发展起到了一定的推动作用。
PCM螺杆泵采油配套技术在鸭儿峡油田的应用
马建军, 李建立, 侯智广, 景士宏, 李富荣, 杨世豪
2007, 29(4): 43-44,47. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.012
摘要:
鸭儿峡油田地层供液不足,平均动液面1896 m,部分油井由于原油脱气、乳化及结蜡等原因造成原油黏度增大,导致常规抽油泵无法正常生产。为解决该问题,引进法国PCM螺杆泵采油配套技术,该泵最大排量1000 m3/d,最大扬程可达3000 m。介绍了PCM螺杆泵的构成、工作原理、主要技术参数及选井条件,分析了其技术特点。现场选用了扬程为2000 m和2600 m的2种螺杆泵,在4口井上进行了应用,最大泵深2109 m,成功解决了油井的疑难开采问题,为深井开采提供了一条新的有效途径。如何将PCM螺杆泵应用到更深油井及进一步延长油井免修期将是下一步的工作重点。
空心杆注蒸汽开采稠油的参数优化设计
王雅茹, 师俊峰, 吴晓东, 石在虹, 苏建政
2007, 29(4): 45-47. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.013
摘要:
空心抽油杆注蒸汽伴热是一种适用于开采高凝固点、高黏度原油的实用技术。为了减少该工艺的能量消耗,提高生产能力和经济效益,对注蒸汽参数进行设计,同时引入优化算法节省优化时间。以能耗最低为目标,以井筒温度不低于拐点温度为约束,建立了空心抽油杆注蒸汽伴热工艺的优化目标函数。考虑到该伴热工艺的井筒温度分布数学模型是具有半隐式边界条件的常微分非线性方程组,采用数值方法求解的时间较长,从而导致注汽参数优化设计的时间更长,因此,引入带约束的遗传算法对循环热流体的参数进行了优化设计。实例验证表明,进行参数优化设计后,能耗降低明显,经济效益增加显著;并且由于遗传算法的引入,使得计算时间大大减少。
英南2井储层伤害评价及保护措施研究
赵春鹏, 岳湘安, 吴洲, 张宁生, 王志伟
2007, 29(4): 48-50. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.014
摘要:
英南2井在钻探完井后产量明显下降,储层受到了严重的伤害,需要进行储层伤害评价及保护措施的研究。通过对储层岩性物性、孔隙结构及黏土成分进行分析的结果表明,储层孔隙喉道细小,且存在大量的伊蒙间层矿物,容易导致较为严重的敏感性伤害。在此基础上,进行了水锁和各种敏感性伤害实验评价,结果表明,水锁、水敏以及压敏是储层的主要伤害因素。设计了一种预防水敏伤害的钾基聚合物钻井液体系,对黏土矿物起到了稳定作用,静态伤害实验结果表明岩心渗透率恢复率较高,更有利于保护储层;针对英南2井储层水锁程度强的特点,采用了CO2泡沫压裂技术进行压裂,同时在生产过程中控制地层压力在合理的范围内。各种措施效果较好,可大面积推广应用。
高压高产气井预防砂刺的综合措施研究
赵建平, 何世云, 宋永华, 吴建军
2007, 29(4): 51-54. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.015
摘要:
压裂井在施工后期进行排液测试及采气过程中,常有支撑剂回流造成刺坏地面流程的情况发生。通过对川西高压高产气井支撑剂回流出砂的调研分析,找出了影响压裂井出砂的主要原因是工程因素和地质因素,针对排液措施不当、压裂液破胶不完全、裂缝未充分闭合、顶替液量不足和输气流量突然变大等工程因素可采取相应的工艺措施加以解决;对于地层疏松等地质因素造成出砂可以从提高支撑剂在人工裂缝中的固定强度入手。提出了2种有效提高支撑剂充填层稳定性的技术——纤维支撑剂和树脂涂层支撑剂技术。通过在川西气田的现场试验,表明这2种技术能有效减少压裂井支撑剂的回流返吐,从而保障气井的正常采输和生产,提高了压裂增产效果,具有较好的经济效益和安全环保效益,在川西致密砂岩气藏领域具有良好的推广应用前景,为今后川西气田开展加砂压裂新工艺、新技术提供了可靠的参考资料。
防砂充填颗粒对地层的作用机理研究
周晓君, 韩延峰, 韩新德
2007, 29(4): 55-58. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.016
摘要:
充填砂砾随携砂液进入地层时的运动状态对充填防砂的效果有着重要的影响,也是研究充填防砂作用机理的关键所在。利用液固两相流理论分析了充填砂粒流经炮眼时的受力情况和运动状态,得到了砂砾最大加速距离以及喷射速度与携砂液流量的关系;从能量守恒的角度分析了颗粒群与地层的作用,得到了充填砂砾破坏地层胶结物所需的最小喷射速度;分析了后续施工所产生高压对已形成砂墙的压实作用,得到了砂墙的当量直径表达式。计算结果表明,通常情况下,充填砂砾的加速距离小于炮眼深度,即砂砾以最大喷速进入地层,而且随着施工的进行,该喷射速度可以达到破坏地层胶结物所需的最小速度。
分压排量控制技术在川西气田的应用
谭玮, 王兴文, 任山
2007, 29(4): 59-60,63. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.017
摘要:
封堵球分层压裂时,为了使暂堵球按照施工泵注程序对射孔孔眼进行封堵和解封,需要对压裂施工的泵注排量提出要求。在以往的投球分压中,排量的确定带有一定的盲目性。为了克服这种盲目性,在对堵塞球作用机理研究的基础上,针对川西气田实际情况,建立了投球分压排量控制方程,确定了在不同射孔长度时的控制排量,形成了投球分压最小排量控制技术,并通过现场应用取得了较好的效果,对投球分层压裂设计及施工具有一定的指导意义。
套管缩径井高压分注技术
马宏伟, 秦世群, 杨康敏, 汤程辉, 刘海玲, 刘继明
2007, 29(4): 61-63. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.018
摘要:
针对注水井套管变形和套管补贴后内径缩小、现有小直径分注管柱耐压低、无法进行高压分层注水的问题,设计了胶筒膨胀比达1.3的K344-95注水封隔器和配套工具,组成小直径高压分注管柱,K344-95注水封隔器在内径100~124 mm的套管内均可使用,耐压差高达35 MPa以上,最高耐温150℃。该技术在套管变形、补贴井中应用48井次,工艺成功率100%,具有适应井径范围大、耐压高、管柱下井和起出顺利、可洗井等特点,解决了套管变形、缩径井高压分层注水问题,可进一步推广应用。
柳28断块聚合物凝胶微球在线调剖技术
熊廷江, 刘伟, 雷元立, 张杰, 罗冬香, 骆洪梅
2007, 29(4): 64-67. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.019
摘要:
柳赞油田柳28断块在2002年试注期间,注水开发特征表明油层连通性好,单层突进现象严重,油井含水上升快。2006年正式全面注水开发,为了控制油井含水上升速度,提高原油采油率,在该断块开展了孔喉尺度聚合物凝胶微球在线调剖技术。通过室内实验的评价分析及矿场施工方案的认真设计实施,表明根据油层特点优选凝胶微球的直径、注入浓度和注入速度是决定最终调剖驱油效果的关键。该措施实施后,断块日产油量由72t上升到132t,有效减缓了油井含水上升速度,提高了区块的采收率,改善了注水开发的效果。该技术能满足油藏深部调剖的要求,为类似非均质油藏提高采收率提供了借鉴作用。
适用于海上油田新型调剖剂的研究与应用
郑健, 张光焰, 王海英
2007, 29(4): 68-70. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.020
摘要:
埕岛油田注水开发后水淹严重,但由于地处浅海,实施调剖面临很大的困难。在对多种调剖剂进行适应性分析基础上,研制了基于海水的以改性高分子聚丙烯酰胺为主剂,Cr3+有机铬合物为交联剂,金属离子络合剂为稳定剂的HST-1型调剖剂。实验结果表明,该调剖剂在海水环境中具有成胶时间可控,胶体强度可调,封堵率高等特点。用于CB251A-6井调剖,取得了良好了调剖效果,为在埕岛油田同类型注水井中实施调剖,提供了可借鉴的井例。
造纸黑液治理技术在三次采油中资源化利用
徐海升, 蒲春生, 薛岗林
2007, 29(4): 71-74. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.021
摘要:
造纸行业是污染大户,因环保治理设施投资大、运行费用高,很多企业采用偷排直排等方式违规生产,对生态环境造成了巨大的直接破坏和潜在的危害。简要分析了造纸黑液的组成,综述了目前国内外造纸黑液治理技术的最新进展,如碱回收同步除硅技术、黑液气化技术、电解制氢技术和膜分离技术,同时综述了造纸黑液在三次采油中的资源化利用前景,重点介绍了造纸黑液在稠油油田、低渗和特低渗油田及裂缝发育油田的资源化利用情况,探讨了造纸黑液在三次采油中的资源化利用研究新思路,指出可依据造纸黑液的特点,研制具有综合作用的多功能自适应型油田化学剂。
氮气泡沫热水驱物理模拟及数值模拟研究
吕广忠, 朱桂芳, 张建乔, 郭迎春
2007, 29(4): 75-79. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.022
摘要:
针对强非均质油藏提高采收率的需要,开展了泡沫驱油技术研究。利用油田现场提供的起泡剂和原油等资料,通过室内物理模拟和数值模拟,对氮气泡沫热水驱提高采收率的机理进行了研究。建立了三维、三相、多组分数学模型,编制了氮气泡沫热水驱油藏数值模拟软件。模型考虑了相平衡以及温度、界面张力对油、气、水三相渗流的影响以及起泡剂损失的各种机理,较全面地反映了氮气泡沫热水驱的作用机理。实验和数值模拟的结果均表明,氮气泡沫热水驱能大幅度地提高驱油效率,降低残余油饱和度。在非均质油层(模型)中泡沫的驱油效果比在均质油层(模型)中更好,残余油饱和度降低了21.1%,采收率提高了31.2%。
柔性转向剂在多孔介质中的运移规律研究
马红卫, 刘玉章, 李宜坤, 唐孝芬, 覃和, 熊春明
2007, 29(4): 80-82,99. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.023
摘要:
由于油层非均质性和长期水驱,油水井之间形成了大孔道。大量注入水沿着大孔道无效循环,降低了水驱波及系数。矿场试验证明基于弹性变形通过孔喉的柔性转向剂SR-3,对大孔道实现了有效封堵,但其在地层运移规律及深部液流转向机理还需进一步深化。采用孔喉模型对SR-3在大孔道中的运移规律及其封堵大孔道产生的液流转向能力进行了实验研究。分析了喉粒径比、平均喉道长度、驱替液的注入速度对门槛压力的影响及SR-3颗粒的剪切破坏。结果表明SR-3可以变形通过窄小孔喉,在大孔道中产生沿程脉动阻力,实现深部液流转向,提高水驱波及系数。对一定孔隙,有最优喉粒径比,使SR-3在地层中平稳运移,实现深部液流转向。SR-3运移到地层深部是其提高波及系数和采收率的主要因素;SR-3的弹性变形有利于其运移到地层深部。
塔深1井钻井液技术
金胜利, 王东
2007, 29(4): 83-86. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.024
摘要:
塔深1井是一口特深科学探索井,设计井深8000 m,完钻井深8408 m,目的层为寒武系。该井钻遇地层复杂,易发生漏失、扩径、坍塌及卡钻等事故,为提高超深井钻井液携岩性能,针对不同开次、优选钻井液类型,一开采用CMC-HV膨润土钻井液以保护井口;二开使用低固相聚合物钻井液,确保大排量,低黏切,强包被,定时或定进尺短起下,从而有效避免阻卡;三开井段使用聚合物磺化防塌钻井液,预防了井壁垮塌和钻屑分散,增强了钻井液的抗温、抗盐水侵能力。四开、五开使用抗高温屏蔽聚磺钻井液技术,克服了高温高压、塌、卡、有进无出严重井漏、固相侵入、膏盐污染、大环空携砂等技术难题,该井的成功完钻为同类井提供了经验。
钾钙基阳离子钻井液技术
艾贵成
2007, 29(4): 87-88. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.025
摘要:
青西油田强造浆泥岩段长,易出现水化膨胀导致井眼缩径、坍塌和白垩系硬脆性地层的坍塌,特别是在空气钻井结束后,还会出现钻井液污染、井塌问题,处理难度较大。通过对青西油田典型易塌层位进行X射线衍射、膨胀率和分散回收率实验分析,得出相应的防塌机理;在对空气钻雾化、泡沫配方配伍性研究的基础上,形成钾钙基阳离子钻井液;经过回收率试验、抗盐膏污染实验优化配方。现场应用表明:钾钙基阳离子钻井液配伍性好、抗污染能力强、防塌能力强、流动性好,适合青西油田钻井施工和储层保护的需要,可进一步推广应用。
纤维堵漏水泥浆的室内研究
余婷婷, 邓建民, 李键, 张玉隆
2007, 29(4): 89-91. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.026
摘要:
解决油气井的漏失问题一直是各大油气田关注的课题。常规固井水泥浆不具备堵漏功能,但在加入惰性纤维材料后,由于纤维的堆积和架桥作用,容易在漏失通道中形成网状结构,而水泥浆的常规性能不会发生太大变化,因此可对钻井、固井过程中的漏失进行有效封堵。并且,纤维的加入还能提高水泥石的韧性,确保射孔作业更好地进行。通过改变纤维的加量和长度,研制出了一种纤维堵漏水泥浆体系,并利用水泥堵漏静态模拟仪对孔径分别为1 mm、2 mm、4 mm的孔隙性漏失和裂缝宽度为1 mm和2 mm的裂缝性漏失进行了室内模拟堵漏试验。结果表明,该纤维水泥浆体系的对孔隙性漏失和裂缝性漏失地层均有良好的堵漏效果。纤维堵漏水泥浆作为一种性能优良的堵剂有广泛的发展前景。
固井内置悬浮液研究与应用
范廷秀, 郑琦铭, 贾付山, 姜开文
2007, 29(4): 92-94. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.027
摘要:
为解决后期测井遇阻问题和平衡清水顶替钻井液压差过大问题,在不影响固井施工程序的情况下,通过替入一定量的固井内置悬浮液,预防了固相颗粒沉淀,不会出现假水泥塞现象。文中介绍了悬浮液的施工工艺,在分析、实验的基础上筛选出最合适的悬浮剂、调节剂,并通过室内实验得出:悬浮液的水化时间达10h左右;在10~70℃悬浮液的黏度变化不大;在pH为2~11时悬浮液性能稳定,pH低于2时有固体析出,pH高于11时溶液黏度降低;悬浮液对于Ca2+、Mg2+及氯化钠类盐类,均不产生沉淀。现场试验表明:GIF固井内置悬浮液具有良好的悬浮性能,能够满足固井施工的技术要求,解决了使用钻井液顶替水泥浆,造成15d后测井遇阻的问题,可大面积地推广应用。
水泥外掺料粉煤灰活性激发剂试验研究
贾大雷, 郭小阳, 李早元
2007, 29(4): 95-96. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.028
摘要:
粉煤灰能提高和改善水泥性能,特别是能有效地降低水泥的水化热。粉煤灰作为外掺料加入油井水泥中,虽然水泥石后期强度较高,但其早期水化活性很低,温度较低时甚至几乎没有活性可言,随着粉煤灰的掺量增加,水泥石早期强度急剧下降,致使粉煤灰在油井固井中受到严格限制。原因是,粉煤灰本身不能单独进行水化反应产生强度,需要激发剂激发其活性,粉煤灰的研究关键在于其活性激发剂的研究。因此,在室内进行了大量实验,实验证明:以无机盐复配的活性激发剂J-1,能有效地激发粉煤灰的活性,可使粉煤灰与水泥掺入量达到1:1以上,应用于表层固井可用到接近2:1,且保持较高的早期强度,同时,可使水泥石膨胀,提高界面胶结强度,有一定的防窜能力,另外,粉煤灰的颗粒较水泥大,对堵漏有一定贡献。
气井环空携水能力定量研究
陈北东, 廖开贵, 刘永辉, 钟海全, 王志彬
2007, 29(4): 97-99. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.029
摘要:
水驱气藏开发进入中后期,在开发过程中都不同程度地存在地层出水。产出水若不能及时排出,就会聚积在井底,增大井底回压、降低产气量,严重时造成气井水淹停产。快速有效地排液复产,是保持气井产能、高效开发气田的关键。在水量过大的情况下,需要采用环空举升,以增大流通面积。在气井生产过程中,多数气井在正常生产时流态为环雾流,液体主要以液滴的形式由气体携带到地面。因此,准确计算气体的携水能力十分重要。利用气液两相流的相关理论,从垂直环空环雾流的动量方程出发,建立了计算气体携水能力的数学模型,并利用Mathcad数学软件实现了对该模型的求解。研究表明,降低地层水的表面张力有利于气体雾化,有利于增强环空气体的携水能力。
泡沫排水采气技术在塔里木油田的应用
文昌玉, 虞建华, 燕自峰, 贾志华, 胡怒涛, 苗彦平
2007, 29(4): 100-101. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.030
摘要:
牙哈凝析气田凝析油含量高、井深、井温高、水质矿化度大,一般的泡排剂效果较差。为此,提出了深井、高温、高矿化度凝析气井泡沫排水采气技术研究。针对积水严重的牙哈501井进行泡沫排水采气试验,通过3种泡排剂与牙哈501井采出液在模拟井下高温条件的室内评价,以携液能力为主要指标,优选出UT-11C型泡排剂,该型起泡剂技术指标优良,适合牙哈凝析气田深井、高温、高矿化度条件。通过实验确定UT-11C型泡排剂体积浓度0.5%时,携液能力最优。在牙哈501井5个月的现场试验获得成功,泡沫排水采气技术投资少、见效快、风险小、效益高,是牙哈凝析气藏后期稳定生产的主要措施之一。
也门塔维拉6井大尺寸套管修复技术
胡宁, 姜桂英, 周慧荣
2007, 29(4): 102-105. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.031
摘要:
针对老油田大尺寸套管上部因硫化、氢脆以及电化学腐蚀作用而导致破损、影响油井生产的情况;大尺寸套管破损严重、跨度大、接近地面而导致修复困难等问题,通过分析其破损原因及常规修套工艺的局限性,研究应用了取套换套套管修复技术,并以也门塔维拉6井破损套管的修复过程为例,介绍了该工艺的封井方式、切割技术、旧套管取出技术、切割面修整技术、套管对接技术以及安全注意事项等关键技术,详细阐述了取套换套技术的操作过程以及其效果,对于今后上部破损套管的修复技术的研究具有一定的指导意义。
支撑式跨隔测试管柱力学分析及其应用
窦益华, 吕维平, 张福祥, 姜学海
2007, 29(4): 106-109. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.032
摘要:
与传统的单封隔器管柱相比,支撑式跨隔测试管柱受力状况更加复杂,测试风险加大,常常失利。为了解支撑式跨隔测试失败的原因,为管柱组合及施工参数选择提供依据,根据支撑式跨隔测试的特点和传统管柱力学研究的不足,用微元体分析法和能量法对有限长跨隔段、支撑段管柱的屈曲行为重新进行分析,求得了有限长管柱的屈曲临界载荷和屈曲构型。分析表明,有限长管柱有3种屈曲构型:1个半波弯曲、2个半波弯曲和螺旋弯曲。据此,可以计算有限长管柱的附加弯矩及附加弯曲应力,校核其强度安全性;可以合理组合管柱、合理确定测试压差。当井径一定时,可以作出跨距-测试压差安全施工界限图。该研究指导了塔中和轮南地区若干口井的跨隔测试,测试成功且没有发生管柱、工具损坏事故。
深层保压密闭取心技术在徐深12井的应用
张洪君, 刘春来, 王晓舟, 杨永祥
2007, 29(4): 110-111,114. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.033
摘要:
保压取心技术是一项能够保持或接近地层压力的取心技术,采用保压取心工具和密闭液,通过在井底实现外筒的差动,关闭内筒的球阀,将岩心密封在内筒中,并通过压力补偿装置,保证取心过程中岩心中油气水不散失,从而取得具有原始地层压力的岩心,对取全取准地层资料具有重要意义。2006年研制出一种适合于大庆深层的BYM-Ⅲ型保压取心工具,并在徐深12井深层成功应用。针对深层火山岩地层特点,采用孕镶金刚石取心钻头、优选球阀总成材质、增设球阀关闭保护机构、改进密封材料及形式、采用抗高温密闭液、改进充压工艺,采用液氮冷冻技术,优选钻进参数等技术措施,成功完成了1筒保压取心施工,对正确认识该区块地质情况、计算含气储量、制定合理的开发方案等提供了大量的基础资料和解释依据。
免投捞式空心配水器的研制与应用
辛林涛, 刘海涛, 周旭, 孙鑫宁, 丁晓芳
2007, 29(4): 112-114. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.034
摘要:
目前胜利油田轨道式空心配水器年用量在800套以上。这种配水器在现场应用过程中,由于井脏、负压等原因,经常出现换向不灵、无法正常注水,以至最后起出管柱重新作业等问题,增加了作业成本,延长了作业占井时间。通过分析,认为造成这种现象的主要原因是机械结构在井下工作可靠性较差。将机械控制式结构改为液压控制式结构,利用坐封过程中控制活塞暂时不越过注水孔,泄压后弹簧的弹力将注水活塞自动推到注水状态的设计思路,研制成功了免投捞式ZKP型空心配水器,封隔器坐封过程中不用投捞死芯子,简化了压缩封隔器管柱完井施工工序,降低了作业成本,提高了作业效率和质量。到目前为止,现场共应用354井次,一次作业成功率98.7%,注水层段合格率87.2%。
?60mm液压延时器的研制及应用
李加明
2007, 29(4): 115-116. doi: 10.3969/j.issn.1000-7393.2007.04.035
摘要:
小井眼水平井长井段一次射孔,易产生瞬间形成的气塞,损伤套管及固井水泥环,同时也可能造成地层大量出砂堵塞井筒,发生枪卡、埋井等事故。为此,研制了?60 mm机械液压延时器,利用液压延时原理,控制各组点火起爆器的起爆时间,设计了不同尺寸的延时销,达到不同的延时时间,分段、分时、间隔引爆射孔枪,分散射孔能量,完善了中、长半径的水平井射孔工艺,解决了长井段水平井TCP射孔存在的问题。介绍了?60 mm液压延时器的结构、工作原理,该仪器的研制成功,为水平井TCP射孔安全提供了重要的保证,经多次现场应用,取得了较好的效果。