2010年  32卷  第2期

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实体膨胀管理论膨胀载荷的确定
于桂杰, 王瑞和, 唐明
2010, 32(2): 1-5.
摘要:
实体膨胀管膨胀载荷是膨胀管钻井技术的关键参数。膨胀载荷分析方法是确定膨胀载荷和设计、优化膨胀工具的理论基础。针对实体膨胀管结构特点和塑性大变形膨胀过程,建立了实体膨胀管力学模型,提出了实体膨胀管膨胀载荷确定方法,给出了膨胀载荷计算公式,指出了膨胀载荷和膨胀管结构、材料性质、膨胀工具结构及其接触面上的摩擦因数之间的关系。通过和有限元数值计算结果、实际工程案例比较,相对误差为3.4%~5.8%,结果表明膨胀载荷分析方法合理、正确,对实体膨胀管钻井技术具有实际、有效的工程指导意义。
充气控压钻井气液两相流流型研究
赵向阳, 孟英峰, 李皋, 李永杰, 熊景明, 朱娟娟, 魏纳
2010, 32(2): 6-10.
摘要:
充气控压钻井是在充气欠平衡钻井技术的基础上发展起来的、针对具有窄安全密度窗口地层的一种钻井新技术。本研究将多相流体流动简化为气液两相流动,建立了充气控压钻井循环系统的物理模型,系统地总结和对比了气液两相流流型转换准则、压降计算模型,通过大量的模拟实验,验证、修正了常规气液两相流流型判别准则和压降模型,得出适用于充气钻井的压降计算模型。通过流型敏感因素分析,得出气液比、地面回压、流道的几何形状是流型主要影响因素,该研究结果为充气控压钻井的压力控制提供了理论依据。
幂律流体偏心环空螺旋流压力梯度的数值计算
蔡萌
2010, 32(2): 11-14.
摘要:
为合理设计钻井水力参数,对可视为幂律流体的钻井液偏心环空螺旋流动的压力梯度进行了研究。利用待定系数法对幂律流体偏心环空螺旋流的控制方程进行了变换,得到了压力梯度公式。以可视为幂律流体的CMC水溶液为例,利用有限差分法对该流动的压力梯度进行了数值计算,并分析了内管自转速度、环空偏心度和流量对其的影响。结果表明:环空偏心度和流量是其主要的影响因素。通过比较利用轴向速度数值解求得的压力梯度与利用轴向速度解析解求得的压力梯度,发现二者吻合效果较好,进一步说明文中给出的幂律流体偏心环空螺旋流的压力梯度公式和数值计算方法是正确的,可进一步推广应用。
定向喷嘴PDC钻头井底流场特性研究
侯成, 李根生, 黄中伟, 田守嶒, 史怀忠
2010, 32(2): 15-18.
摘要:
对PDC钻头水力结构的优化是控制泥包生成和发展的有效手段。基于计算流体力学理论,针对PDC钻头在使用过程易产生泥包的问题,建立了带有侧向射流喷嘴的PDC钻头井底结构的物理模型,采用k-ε双方程模型封闭N-S湍流方程,使用SIMPLEC算法对该条件下的物理模型进行数值模拟计算,并定性研究了井底流场特性及刀翼表面速度、压力分布特征。研究结果表明:侧向射流形成新的射流区,减小了井底漩涡的覆盖面积,对井底清岩能起到积极作用;在侧向射流带动下,刀翼切削面的剪切力、压力梯度增大,利于抑制泥包的成长和冷却刀翼,提高钻头性能。该结论为PDC钻头水力结构的优化提供了新的思路。
旋转导向钻井系统中振动加速度的消除方法
周静, 赵毅, 李星, 曹晓, 居迎军
2010, 32(2): 19-22.
摘要:
在钻井过程中,钻头切削岩层、钻柱与井壁的碰撞,必然造成钻井工具的振动,这些振动会在测斜加速度传感器的输出上得到反映,使其不能真实地反映井眼姿态的变化。为及时得到准确的井眼姿态,有必要研究振动条件下传感器的输出规律,进而消除振动的影响。从室内模拟振动实验的原始数据入手,通过Matlab对传感器输出信号进行功率谱密度估计,得出了振动频率与转速的大致关系,并设计了具有针对性的滤波器。通过对实验数据分析处理,振动干扰信号的能量得到大幅衰减,测斜传感器3个敏感轴的输出波动明显减小,提高了姿态测量的准确性,从而验证了该方法在旋转导向系统中是可行的。
煤层气连通井引导技术研究
闫永维, 高德利, 吴志永
2010, 32(2): 23-25.
摘要:
基于磁场测量进行煤层气的井眼连通过程中,建立合适的矢量距离算法一直是研究的难点,其中确定水平井与洞穴井之间的距离和偏离角是进行井眼连通的必要条件。针对矢量距离算法的关键,采用曲线拟合对计算偏离角的关系式进行了推导,论证了偏离角算法的可行性,对算法进行误差分析,用归纳的方法推导出计算磁短节中点与直井之间距离的关系式。研究结果表明偏离角算法与距离计算关系式能够确定磁短节与洞穴井之间的空间位置,对煤层气井眼连通的算法进行了改进。
郑平01-1煤层气多分支水平井优化设计与实践
田中兰, 乔磊, 苏义脑
2010, 32(2): 26-29.
摘要:
煤层气多分支水平井技术集成了钻井技术优化设计、远距离穿针、精确地质导向、煤层保护与井壁稳定控制等技术,是一项技术性强、施工难度高的系统工程。为探索该项技术在沁水煤层气田郑庄区块的适用性,利用国内现有技术和装备,进行了郑平01-1煤层气多分支水平井现场施工。结合现场实施情况,从多分支水平井优化设计、两井连通、保护储层钻井液、多分支水平井井眼轨道控制、钻井施工工艺等方面论述了相关技术要点,探讨了煤层气多分支水平井的设计方法和理论,为煤层气的高效勘探开发提供了技术参考。
超高密度有机盐钻井液流变性和滤失量控制技术
匡韶华, 蒲晓林, 罗兴树, 廖天兵, 陈光兵, 徐博滔
2010, 32(2): 30-33.
摘要:
针对中海油缅甸区块存在异常高压的特点,开展了超高密度钻井液技术研究。分析了超高密度水基钻井液技术难点以及超高密度水基钻井液流变性和滤失量的影响机理,提出超高密度水基钻井液性能调控思路,研究了有机盐weight3对高密度钻井液性能的影响,进行了无黏土有机盐体系中的降滤失剂和封堵剂的优选实验,室内优选出密度为2.80 g/cm3的有机盐水基钻井液体系并对其进行室内评价。该体系的表观黏度小于100 mPa·s,高温高压滤失量小于15 mL,评价表明:体系的热稳定性好,可抗160 ℃高温;具有良好动力稳定性,室温下放置24 h后,上下钻井液的密度差为0.03 g/cm3;抗污染能力强,能抗5% NaCl、1%石膏和5%劣质土,体系的综合性能可满足现场需要。
有机盐钻井液在水平井BHW01井的应用
张岐安, 徐先国, 付建国, 汤红玲, 安炳
2010, 32(2): 34-37.
摘要:
BHW01井区地质情况复杂,易出现窜漏和散塌等复杂事故。经室内实验和配方优选,形成了有机盐钻井液体系配方。现场应用表明,该体系钻井液固相容量高,抑制性好,防塌能力强,在高密度情况下,流变性良好,易于维护调整,为三台油田水平井的钻井以及高密度下水平井的钻井液技术积累了宝贵的经验。
土库曼斯坦亚速尔地区盐膏层及高压盐水层钻井液技术措施
刘天科
2010, 32(2): 38-41.
摘要:
土库曼斯坦亚速尔哲别油田2230~2860 m存在多套盐膏层及高压盐水层,矿化度高、安全密度窗口窄,施工难度极大。研究应用了钙处理的复合盐水钻井液体系,利用对钻井液的钙处理提高了抗高浓度钙镁离子污染的能力,保证了钻井液性能的稳定;应用近平衡压力钻井技术与随钻堵漏技术相结合,使用延时膨胀堵漏技术为主的复合堵漏技术较好地解决了井漏及安全密度窗口窄的难题。现场顺利完成了4口井的施工,为以后该地区钻井施工的顺利进行提供了技术保障。
固井水泥浆流变规律实验研究
王斌斌, 王瑞和
2010, 32(2): 42-45.
摘要:
应用不同的水泥浆体系固井是解决不同地层需要的主要手段,但对其流变性规律尚缺乏系统的实验研究和理论分析。针对目前常用的4种水泥浆体系,利用流变性实验分析方法,研究了水泥浆在不同水灰比、温度和水化阶段的变化规律,建立了流变参数随温度和时间的变化关系式。结果表明,水泥浆的流变性随着水灰比的增大而得以改善,随温度的变化具有明显的区间性变化规律,但不同体系的趋势转变温度点不同,且随着水泥浆的不断水化,其流性指数减小,稠度系数增大。该研究可为优化固井注水泥设计方案提供重要的理论依据。
含硫天然气气侵方式研究
袁智, 汪海阁, 葛云华, 熊娟
2010, 32(2): 46-50.
摘要:
随着国内油气藏勘探开发的不断深入,高含硫油气藏的安全钻井问题日益突出。气侵是含硫气井钻进过程中最常发生的现象之一,与钻井安全息息相关。从含硫天然气井钻井过程中气体侵入方式入手,将气侵方式进行分类,分别探讨了各种侵入的机理、发生工况及其相互联系,并提出直接侵入方式下含硫天然气侵从定性研究到定量化研究的思路和方法,指出了该领域研究的重点和难点,为早日实现现场施工中气侵量的预测及采取相应的井控措施提供了依据。
油藏合理地层压力保持水平与含水率关系
郭粉转, 唐海, 吕栋梁, 曹峰
2010, 32(2): 51-53.
摘要:
地层压力是判断地层能量充足与否的一个重要标志。根据采油工艺基本原理和相渗关系推导出无因次采液指数和采液指数与含水率的关系式,在此基础上通过对油藏相对渗透率曲线的归一化处理,利用注采比原理,建立了不同采油速度下的合理地层压力与含水率以及注采比之间的关系,并给出油田应用实例。研究结果表明,无因次采液指数或采液指数取最小值时,合理地层压力保持水平会急剧降低。该方法对于分析中、低含水开发阶段注水工艺和采油速度具有一定指导意义。
天然气水合物藏注热开采敏感参数分析
李淑霞, 姜兴兴, 姜汉桥, 李清平
2010, 32(2): 54-57.
摘要:
天然气水合物作为一种潜在的未来能源,其开采已经成为天然气工业新的研究热点。基于水合物藏热力开采的机理,建立了数学模型并编制了软件,对影响水合物藏注热开采效果的参数进行了敏感性分析。结果表明,分解前缘移动速度和累积产气量主要受孔隙度、注热温度、初始水合物饱和度、水合物藏初始温度、分解区导热系数和热扩散系数的影响,而未分解区的热力学参数对注热开采影响不大,该研究对今后水合物藏的注热开采具有一定的指导意义。
出砂抽油机井间抽时间的确定
晏海武, 綦耀光, 张计伟
2010, 32(2): 58-61.
摘要:
供液量不足的出砂井采用间抽工艺时,常因停抽时间过长出现固粒淤积和埋泵等现象。系统地分析了固粒沉降和淤积物的密实过程,并结合相关理论和相应的经验公式,获得了固粒群体沉降速度和一定粒径的固粒淤积物干容重趋于稳定的时间,并获得了泵阀打开条件。根据给定的相应参数,分析固粒群体沉降时间对抽油机间抽时间的影响,求得抽油机间抽的时间,并绘制出间抽时间与固粒浓度、粒径的相应变化曲线。研究可用于低排液量时的抽油机井排砂开采。
中心管采油设计方法及应用
张舒琴, 李海涛, 韩歧清, 唐庆, 吴杰生, 刘琳
2010, 32(2): 62-64.
摘要:
在前人提出的中心管完井控锥基础上,针对水平井高含水情况,扩展了中心管完井的思路,提出中心管采油的概念。根据线汇叠加、镜像反映以及质量守恒和动量原理推导得到中心管耦合模型,利用模型计算了实例的流入剖面,对比中心管施工前后流入剖面,通过方案优选给出中心管施工推荐方案。现场施工一个多月后,采油量上升,含水率下降,达到了明显的增油降水效果,同时证明了采用中心管来调节油井高含水期生产指标是可行的。
有杆泵分层举升采油技术研究
韩力, 王中武, 李海涛, 许博
2010, 32(2): 65-67.
摘要:
新疆陆梁油田纵向发育油层较多,受油层物性、压力差异等影响,层间干扰严重。为进一步提高油层的动用程度,避免多层合采层间干扰,研制成功分层举升泵系列。设计出分层举升管柱、配套清防蜡工艺及分层计量地面工艺流程。现场试验20井次,累计增产原油3.2×104 t,检泵周期达到1年以上,为多层系油藏充分挖掘低压低含水油层的生产潜力提供了有效的技术手段。
软柱塞可捞固定阀抽油泵的研究与应用
王艳丽, 冉令国, 郭群, 张英山, 王军恒, 杨小芳
2010, 32(2): 68-70.
摘要:
油井检泵作业时,通常将整个抽油泵从井内起出并更换新的抽油泵。针对这一问题,研制了软柱塞可捞固定阀抽油泵。该泵柱塞以氟塑材料为主并添加辅料加工合成,耐磨性强,外表面有磨损时,可通过膨胀自动补偿,不会增大与泵筒的配合间隙。进行检泵作业时只要将柱塞连同固定阀一起起出地面更换损坏部件即可,不用进行起油管作业。现场应用表明,该泵可实现不动油管进行检泵作业,降低油井的作业成本,对提高油田开发效益具有积极作用。
多缝压裂新技术研究与试验
唐梅荣, 赵振峰, 李宪文, 赵文
2010, 32(2): 71-74.
摘要:
受到注采井网和压裂工艺双重限制,单纯增加缝长来提高超低渗透油藏产量效果已不明显,为此提出了定向射孔多缝压裂技术思路,通过定向射孔诱导定向起裂,迫使初始裂缝转向,最终形成相互独立的多缝,进一步提高油层横向动用程度,扩大泄油面积。通过物模研究,认识到射孔方位和水平应力差是影响多缝形成的关键因素,在此认识上,优化了压裂工艺。华庆地区现场试验2口井,通过净压力拟合和微地震裂缝监测等手段分析,初步证实层内形成了独立多缝。投产初期,试验井相比邻井井均日增油0.91 t(增幅约26%),实践证明通过多缝压裂提高泄油面积可以达到增产的目的。
大丰油区重复压裂技术研究
翁定为, 胥云, 李阳, 李德旗, 王维旭
2010, 32(2): 75-79.
摘要:
浙江油田大丰油藏初次压裂后产量递减快,需要重复压裂。针对大丰油区产层隔层分界不明显导致的缝高过度增长问题,提出了裂缝系统与井网匹配的压裂思路。通过大量室内优化工作和现场试验,提出了一套适用于该油藏的重复压裂技术体系,包括全面的压前评价、重复压裂优化设计、制定有针对性的重复压裂工艺措施、严格的质量控制以及压后评价等方面的内容。现场实施2口井,日产原油分别由压前的0.02 t和1.0 t增加到5.0 t和4.5 t,含水率也得到了有效的控制,实现了该油藏控水稳油的目标。
蒙古林砾岩油藏内源菌厌氧激活实验研究
修建龙, 董汉平, 俞理, 黄立信, 李斌
2010, 32(2): 80-83.
摘要:
为了评价厌氧激活内源微生物采油技术在蒙古林砾岩油藏中的应用情况,结合该油藏温度及物性特征对其开展了内源微生物厌氧激活实验研究。利用绝迹稀释法对内源菌进行了菌浓检测,通过自行设计的厌氧激活装置对内源菌激活过程中的压力、pH值、产气量及气体组分进行了跟踪监测,最后通过物理模拟实验对激活效果进行了验证。结果表明,内源菌厌氧激活效果非常显著,产生了大量的气体,产气率达到了2.4,厌氧激活物理模拟驱油实验提高原油采收率9.55%。
交联聚合物微球的制备及岩心封堵性能研究
马敬昆, 蒋庆哲, 王永宁, 郑晓宇, 宋昭峥, 柯明
2010, 32(2): 84-88.
摘要:
通过反相微乳液聚合,得到一系列交联聚合物微球,利用岩心驱替等方法对孤岛污水配制的交联聚合物微球体系的封堵能力进行了研究,考察了岩心渗透率和聚合物浓度对封堵性能的影响,并利用不同浓度聚合物进行了岩心驱油实验。实验结果表明:所合成的交联聚合物微球能够溶于油田污水,不会出现絮凝现象;该交联聚合物微球可以进入岩心内部吸附、滞留、聚集并形成封堵;岩心驱油效果显示污水配置的交联聚合物溶液能够较好地提高采收率,可将模拟油的采收率提高14%~15%,不同浓度溶液对采收率大小没有影响,但浓度大时驱油速度会提高。
逆循环椭圆力激振自同步钻井液振动筛研制
王宗明, 王瑞和, 史凌, 黄德辉
2010, 32(2): 89-92.
摘要:
利用自同步原理,采用逆循环椭圆力激振,设计了一种自同步平衡椭圆运动钻井液振动筛。该振动筛采用较小振幅,选用特制弹性元件,并设有多功能缓冲箱、筛网限位板、防短路挡板、防溅挡板等专用机构。现场应用表明,逆循环椭圆力激振可以有效诱导颗粒团聚,使筛面有自清洁作用,减少筛糊和颗粒透筛现象,明显改善固控质量,处理量比同规格直线振动筛高30%以上。该筛具有设计新颖、运转平稳、椭圆精度高、处理量大、排屑干度高、筛网使用寿命长、噪音低等优点,具有较大的推广应用价值。
TDR1-127减速涡轮钻具在塔河油田超深井的试验研究
谭春飞, 王甲昌, 郑卫建, 夏柏如
2010, 32(2): 93-96.
摘要:
为提高塔河油田超深井小井眼钻进速度,缩短钻井周期,设计并试制了一种具有金属密封的TDR1-127减速涡轮钻具,并在TH12509小井眼井中进行了试验,试验井段的钻速与同井相邻地层转盘钻井方式的钻速相比提高了80%以上,与邻井转盘钻井方式钻进相同地层的钻速相比提高了55%以上。理论与试验结果表明,TDR1-127减速涡轮钻具结构设计合理,工作寿命长,能够满足塔河油田超深井小井眼复合钻井需要,可进一步推广应用。
俄罗斯萨哈林E号区块优快钻井技术
刘任远
2010, 32(2): 97-102.
摘要:
萨哈林E号区块是中俄油气勘探领域的首个合作项目,中俄联合作业公司在该区块先后钻探3口探井,该地区具有“高日费、高倾角、高含气”的“三高”特点,作业过程中遇到了地质情况复杂、地层倾角大、研磨性强、可钻性差、地层易漏失等问题,钻井难度大、施工窗口窄、风险高,一直制约着钻井速度的提高。为解决以上问题,有针对性地开展了萨哈林地区优快钻井多项技术难题攻关,形成了井身结构优化、复合钻进技术的应用、钻头优选、泥包的处理、钻井液防塌技术、优快钻井组织管理6项综合配套的优快钻井技术和经验,用此技术指导现场生产,提高了钻井效率,降低了钻井风险,为加快勘探开发工作提供了有效的钻井保证。
LG37井Φ177.8 mm×Φ193.7 mm复合尾管悬挂固井技术
安少辉, 刘爱萍, 邹建龙, 朱海金, 赵宝辉, 汤少兵
2010, 32(2): 103-105.
摘要:
LG37井在四开钻进过程中钻遇漏失层、大段膏盐层、高压盐水层,井下条件十分复杂。现场决定四开钻至5900 m中途完钻,下Φ177.8 mm×Φ193.7 mm复合尾管固井。采用一级三凝加砂、防窜、防漏、抗盐加重水泥浆体系,该体系具有良好的控制失水和防漏失、防窜性能;采用一次注水泥至设计返高,下入特殊厚壁高抗挤、抗硫的Φ193.7 mm套管至膏盐层段,在盐水层位下入管外封隔器等工艺,圆满完成了作业。该井复合尾管悬挂固井的成功经验可为同类复杂井固井施工提供借监。
水平井裸眼砾石充填防砂完井工艺在胜利海上油田的应用
朱骏蒙
2010, 32(2): 106-108.
摘要:
胜利海上水平井防砂主要以水平井裸眼挂滤防砂为主,但大泵提液后出砂严重。研究分析认为,水平井滤砂管挡砂能力弱和防砂后未进行酸洗清除滤饼,是导致井筒局部高强度产液造成大量出砂的原因。通过优化设计和配套技术攻关,在CB22G-P2井成功进行了水平井裸眼砾石充填防砂完井试验,并形成了以水平井裸眼砾石充填防砂、酸洗工艺和变频控制大泵生产为代表的水平井大泵提液综合配套技术。目前该井采用?6 mm油嘴生产,日产液104 t,日产油91.5 t,含水12%,提液增油效果显著。
沉砂封隔器提前坐封处理分析与研究
张飞, 司念亭, 黄毓祥, 唐文波, 张博, 冯哲, 陈小明
2010, 32(2): 109-112.
摘要:
沉砂封隔器是不可回收封隔器,在套管井常规完井作业中,用于支撑上部防砂管柱,减少管柱承受的轴向应力,并使完井管柱和人工井底分开。在完井作业中若提前坐封,传统的处理方法是套铣打捞。渤海湾锦州9-3E2-7井出现沉砂封隔器提前坐封的事故后,通过精确定位,使用水力割刀切割破坏沉砂封隔器上卡瓦支撑结构,然后用打捞矛打捞出沉砂封隔器。该井的成功经验为以后处理同类事故提供了更加方便简单的方法,节省作业时间,提高了作业效率。
三元复合驱中表面活性剂的应用与发展
孙建峰, 刘大锰, 郭东红, 王雪萍, 郝军, 王爱法, 毛建军
2010, 32(2): 113-117.
摘要:
介绍了近年来油田三元复合驱中常用表面活性剂的应用与发展概况,尤其对石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、石油羧酸盐和a?烯烃磺酸盐的性能与改进进行了重点介绍。建议应重点开发原料广泛、活性高的表面活性剂,根据现场需要改进分子结构,对性能独特的孪连表面活性剂、氟碳烷基磺酸盐、苯烷基磺酸盐等表面活性剂予以关注,以适应油田开发的需求。
一种新的射孔负压设计方法
李拥军, 黄继红, 刘健, 熊友明, 许彬, 徐家年, 刘冬冬
2010, 32(2): 118-121.
摘要:
随着负压射孔工艺的不断发展和进步,出现了很多射孔负压值的设计方法。常规射孔负压设计方法考虑因素单一,不同的负压设计方法设计的负压值差距较大,给现场应用带来诸多不便。为此,在对比分析常规射孔负压设计方法优缺点基础上,综合考虑地层渗透率、孔隙度、岩石力学参数、油田区块有无出砂史、套管安全压力、射孔孔眼的力学稳定性等因素,提出了一种新的射孔负压设计方法。新方法考虑的安全因素更全面,在新疆采油一厂应用后效果显著,8口试验井射孔后,均可自喷投产,且产能较高。新的射孔负压设计方法对油田的高效、安全开发具有重要的理论和现实意义。
浅(极浅)气层试气工艺
张世林, 汪国庆, 王玉忠
2010, 32(2): 122-125.
摘要:
浅(极浅)气层试气作业井控风险高,施工难度大。从难点分析、压井液体系优选及施工程序设计等多方面,综合研究了在确保井控安全条件下进行试气的系统工艺,形成了适于大港浅(极浅)气层的试气工艺,现场应用效果良好。浅(极浅)气层井控工作的关键是在一级井控上,从气层射开后到诱喷求产前,确保气层稳定,从而有效地把溢流等井控危险因素降到最低。
关于低渗致密储层岩石的应力敏感问题
罗瑞兰
2010, 32(2): 126-128.
摘要:
有学者把低渗岩石在实验室测试中表现出的强应力敏感性归结为实验系统误差造成的错误,笔者对这种说法存有一定疑问,认为用目前孔渗测试设备得到的实验数据不存在无法解释的逻辑反转问题。低渗岩样在实验室的覆压实验中存在强应力敏感性与其变形特征密切相关。但由于与实验过程中岩样经历的应力变化范围有所不同,低渗储层在油气开采过程中并不存在非常强的应力敏感性,在生产过程中适度考虑即可。此问题的探讨对于低渗储层岩样的实验测试方法以及低渗致密储层的有效开发具有实际意义。