2010年  32卷  第3期

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半潜式钻井平台在恶劣海况下的一开技术
邵诗军, 牟小军, 娄来柱, 罗鸣, 张超, 徐一龙
2010, 32(3): 1-3.
摘要:
在南海海域,海洋的高流速环境会对半潜式钻井平台一开作业产生很大影响,为了使海洋钻井的昂贵费用有所降低,钻井作业者急需一种应付高流速问题的技术。文中介绍了半潜式钻井平台在高流速海域钻井作业时,防止表层打斜的一种新方法。应用该方法突破现行的常规作业程序,可以让半潜式平台在海流较大的情况下正常开钻,从而避免了为等平流而耽误开钻时间。该方法在南海西部莺歌海高流速海域的成功应用表明这种新技术是可靠的,可以有效节约建井时间和成本。
311 mm垂直钻井系统现场试验分析
陈若铭, 刘伟, 陈嘉陵, 张宝龙, 李伟, 成检林
2010, 32(3): 4-8.
摘要:
油气井防斜、纠斜问题是钻井过程中普遍存在但一直未能彻底解决的经典性难题之一。经过数年攻关,开发出具有自主知识产权的311 mm主动式垂直钻井系统,并分别于2009年9月及11月相继在T82066井、T82065井进行了首次试验,获得成功。从311 mm垂直钻井系统自身结构特点出发,结合现场实际,对现场试验方案、试验难点及对策、现场试验步骤进行了分析探讨,并对现场试验过程、试验效果进行了阐述、分析。试验证明,311 mm垂直钻井系统在陡构造地层、大倾角地层、断层、地应力异常地层的钻探中,纠斜、防斜效果显著,快速钻进能力强,可进一步推广应用。
氮气循环钻井开环现场试验
李军, 柳贡慧, 王锡洲
2010, 32(3): 9-12.
摘要:
为降低气体钻井成本,提高钻井技术水平,对氮气循环钻井新工艺首次进行了开环现场试验,即气体分离处理后再行排放,以考察分离过滤设备的工作性能以及分离过滤设备对钻井工艺的适应能力。为保证试验的顺利进行,设计了气密性试验、正常钻进过程试验、地层出水过程试验等。试验结果表明,该工艺简单易行,系统运行稳定可靠。分离后的气体介质所含固相颗粒粒径与浓度低于当地大气条件,可满足重新进入压缩机和增压机的要求,为实现氮气的再次注入井内循环利用创造了有利条件。根据现场试验暴露出来的问题,进行了具体分析并提出了改进方案。该系统完善后,可以在气体钻井中推广应用。
单稳定器组合气体钻水平段轨迹控制效果分析
陈炜卿, 孙海芳, 史玉才, 姚海森, 周金燕
2010, 32(3): 13-17.
摘要:
针对气体钻水平井技术存在的问题,以单稳定器钻具组合结合转盘钻进方式解决气体条件下的水平段稳斜钻进问题,结合现场试验进行理论模拟分析,为该技术的进一步研究奠定了基础。依据现场试验条件,应用纵横弯曲连续梁理论,分析了单稳定器组合气体钻水平段时,稳定器位置、稳定器直径、井眼直径以及钻压参数等对井眼钻进趋势的影响。分析表明,在气体钻井条件下,采用单稳定器钻具组合钻进水平段,稳定器位置及直径、钻压以及井眼扩大率等是影响井眼轨迹控制的敏感参数。在现有技术装备条件下,采用单稳定器钻具组合实施气体钻水平段可以实现井眼轨迹的有效控制。针对具体应用条件下的钻具组合钻进趋势模拟分析是有效应用这一技术的基础。
DP19小井眼欠平衡水平井井眼轨迹控制技术
崔海林, 曹树生, 杨春旭, 唐洪林, 孙连坡
2010, 32(3): 18-22.
摘要:
在简述DP19井储层地质情况、井身结构和井身轨迹剖面的基础上,对井眼轨迹控制技术难点进行了分析,阐述了DP19井小井眼欠平衡长水平段水平井井眼轨迹控制技术,总结了小井眼欠平衡长水平段水平井钻井施工经验和认识,为提高大牛地低渗低压气田整体开发效益积累了宝贵经验,同时也为非均质储层长水平段水平井的轨迹控制提供了新的工程技术手段和有效途径。
大修井管柱力学分析软件的研制与应用
赵文彬, 李子丰, 王国斌, 王海军
2010, 32(3): 23-26.
摘要:
随着越来越多的油田进入开发中后期,各大油田及其子公司都在努力研制开发指导修井方面的软件。由于大修井的复杂性和多样性,目前国内没有对大修各种作业过程的分析,考虑到下入杆管柱及作业工具的安全性,力学分析是关键。为此,采用面向对象软件开发的思想完成大修井管柱力学分析软件,通过输入实钻轨道基本参数、管柱结构及作业参数,实现井筒轨道的三维显示;并利用拉力—扭矩模型输出作业过程管柱各点的拉力、扭矩、侧压力、安全系数和稳定性等力学参数;工具库部分可提供各种修井工具的性能、使用条件和规范。以上的输出结果计算准确,可信度高,对现场作业有较好的指导作用。
水平井射孔完井产能预测研究与应用
唐海军, 徐贵春, 段志刚, 徐苏欣, 周冀
2010, 32(3): 27-32.
摘要:
水平井产能预测是进行油藏工程分析和采油工艺设计的基础。针对砂岩油藏射孔完井的水平井,采用半解析法,通过建立井筒单元段上的油藏渗流压力响应模型和井筒流动压力损失模型,将油藏渗流与井筒流动进行耦合,预测射孔完井的水平井产能,经现场实例验证,预测结果与实际情况误差率为5. 89%;另外,对于定产的水平井,可确定该产量下的合理生产压差,同时为砂岩油藏完井参数选择和射孔优化设计提供科学的理论依据。
天然气水合物形成机理及有效清除
张亮, 马认琦, 苏杰, 张向华, 苗典远
2010, 32(3): 33-36.
摘要:
在深水油气田完井作业过程中,管柱内生成的天然气水合物会堵塞流动通道,严重影响正常作业,通过对天然气水合物形成机理及预防的研究,分析了解决完井作业过程中天然气水合物堵塞的措施方案,并以作业实例说明现场施工中遇到的困难和具体的作业处理流程,为后续的深水完井作业提供了理论和经验,可进一步推广应用。
大牛地气田欠平衡水平井井壁稳定性分析
汤明, 何世明, 邢景宝, 郑锋辉, 邓红琳, 乐手群
2010, 32(3): 37-39.
摘要:
为有效开发大牛地气田低孔、特低渗储层,在盒1储层试点推行了欠平衡钻水平井技术。井壁稳定性分析是欠平衡钻井技术的关键因素。结合大牛地气田实际地质情况,利用有限元分析的方法研究了盒1储层在氮气、泡沫和充气液欠平衡方式下水平井的井壁稳定性问题。计算结果表明,不论是在常规的?215.9 mm的井眼中,还是在?152.4 mm的井眼中应用上述3种欠平衡方式进行水平井钻井均不会发生井壁失稳问题,这与DP4井、DP14井和DP19井的实钻情况完全相吻合,为大牛地气田欠平衡钻水平井的井壁稳定性分析提供了理论依据。
易漏地层的漏失压力分析
石林, 蒋宏伟, 郭庆丰
2010, 32(3): 40-44.
摘要:
漏失压力是地层产生漏失现象和分析井漏事故的重要参数,深入研究漏失压力对安全钻井具有重要的意义。通过分析漏失地层的特点,将漏失现象划分为自然漏失和压裂漏失,并定义和阐述了极小漏失压力概念。以此为基础,分析了易漏地层的漏失机理,以及漏失压力和孔隙压力、破裂压力之间的关系。研究发现,当前破裂压力的预测方法基本上是建立在井壁不可渗滤假设和Terzaghi有效应力模型的基础上,这些模型建立的基本条件与易漏失地层的特点不符,其计算结果必然与实际情况存在偏差;其次,易漏地层漏失类型主要是自然漏失现象。因此,钻井工程设计中需要建立适合漏失地层的漏失压力曲线而非破裂压力曲线,并把自然漏失作为主要的预防对象。
随钻测井实时决策系统研究
颜希超, 王升辉
2010, 32(3): 45-48.
摘要:
地质导向钻井技术能够根据钻井、随钻测井等各项参数,实时判断是否钻遇油层以及油层位置,能够主动调整钻头前进方向,被认为是21世纪最有发展前景的钻井新技术。文中提出了地质导向钻井系统中地面决策系统的总体构思及主要功能,并利用 Visual C++ 6.0加以实现,该决策系统实现了实时钻井数据的管理与应用,主要功能包括查询统计、报表生成、实时曲线图、井眼轨迹等,良好的交互性为现场勘探人员进行决策提供了较好的技术支持,可进一步推广应用。
三维定向井随钻监测的曲面投影方法
刘修善
2010, 32(3): 49-54.
摘要:
井眼轨道的投影图是监测实钻轨迹沿设计轨道行进情况的重要方法,但现有的平面投影方法对于三维定向井和水平井存在较大的误差,甚至导致失真和错误的分析结果。过设计轨道上诸点的铅垂线构成一个铅垂柱面,将实钻轨迹投影到该设计轨道所在的铅垂曲面上,能够科学有效地分析和评价实钻轨迹与设计轨道的符合程度。阐述了井眼轨道曲面投影的?理,建立了曲面投影视平移和水平偏距的概念和计算方法,从而可真实地反映实钻轨迹沿设计轨道在水平方向上的进程以及实钻轨迹与设计轨道的横向偏离程度。通过简单的数学模型,分析了平面投影产生误差的?因及误差估算方法。最后,用计算实例验证了曲面投影方法的科学性和可靠性。
侧流式减载深抽泵抽油系统悬点载荷计算
张继红, 刘珂君, 张楠, 刘明君, 张刚
2010, 32(3): 55-59.
摘要:
为论证引进的侧流式减载深抽泵的减载能力和深抽可行性,在分析侧流式减载深抽泵的工作?理及受力状况的基础上,建立了侧流式减载深抽泵在油井深抽条件下的悬点载荷计算模型,通过与普通管式泵的载荷计算模型对比发现侧流式减载深抽泵在上、下冲程中均能起到减载作用。通过深抽井X839的实例计算验证了侧流式减载深抽泵的减载作用,计算表明侧流式减载深抽泵比普通管式泵减小最大、最小载荷1 t左右。为侧流式减载深抽泵在油田深抽井的推广应用提供了技术参考。
三维井眼抽油杆扶正器间距配置计算方法
黄忠桥, 罗雄, 魏红燕, 吕瑞典
2010, 32(3): 60-63.
摘要:
在抽油杆上加装扶正器可以减少杆管偏磨的影响,但扶正器的间距配置一直没有一个很好的设计方法,大多数油井都是凭经验进行安装,缺少理论支撑。从实际井眼参数出发,综合考虑抽油杆在三维空间中的受力弯曲情况,详细分析了抽油杆柱的轴向载荷和横向载荷,并且以抽油杆的横向变形量等于油管与抽油杆之间的环空间隙为扶正器配置的基本?则,进行扶正器间距配置的求解,以此理论为基础,考虑相关算法公式在计算机中的具体实现,编制了相应的计算机程序。通过软件实例计算,证明该计算方法可行,可以在油田进行试验性应用。
异常高温胍胶压裂液体系研制与应用
郭建春, 辛军, 王世彬, 赵金洲
2010, 32(3): 64-67.
摘要:
目前国内常规的压裂液体系仅适用温度150 ℃以下的地层。室内对影响超高温压裂液性能的主要添加剂——稠化剂和交联剂进行了改性,通过严格控制反应条件,得到低残渣、高黏度的超高温胍胶稠化剂GHPG和超高温延迟交联剂BA1-21,研制出耐温190 ℃以上的超高温压裂液体系。对超高温改性胍胶的性能进行了评价,对超高温压裂液体系交联剂延迟交联性能、耐温耐剪切性能进行了评价。在ZG63井实施压裂改造8 d后,压裂液返排率74.9%,平均产气6000 m3/d,初步达到了改造储层并认识储层的效果。该技术对国内深层超高温储层压裂具有一定指导意义。
特低渗厚油层多级加砂压裂工艺试验
李宪文, 唐梅荣, 陈宝春, 赵文, 刘利霞, 樊凤玲
2010, 32(3): 68-71.
摘要:
对于厚度大且层内无明显隔夹层的油层,采用常规压裂工艺改造因支撑剂沉降难以实现油层纵向上的充分动用,纵向延伸过度难以实现造长缝。为改善其压裂改造效果,借鉴下沉剂控缝高压裂原理,从注入级数、压裂规模、注入排量等参数优化着手研究,试验形成了一种多级加砂压裂工艺。该工艺是将总支撑剂量通过多级注入进行铺置,依靠上一级压裂形成的支撑剂砂堤提供应力遮挡改变后续混砂液流向,进一步增加裂缝长度和支撑缝高,从而扩大有效泄油面积。2年来,在华庆油田L油层累计试验242井次,平均单井日增油0.4~1.8 t,对特低渗厚油层有较好的增产效果。
水力喷砂分段压裂优化设计与施工
陈作, 王振铎, 郑伟, 邱晓惠, 孟祥燕
2010, 32(3): 72-75.
摘要:
依据水力喷砂分段压裂的技术特点结合常规加砂压裂设计方法, 建立了水力喷砂分段压裂优化设计方法。通过数值计算,给出了喷嘴数量与施工排量的匹配关系曲线和环空压力与排量的关系曲线,借助实验手段,模拟现场油管与环空注入压裂液的比例研究了压裂液混合液的黏弹性恢复能力和耐剪切性能,为现场水力喷砂射孔喷嘴数量、排量和射流速度的设计,加砂压裂油管和环空排量的优化提供了参考。
异常高压深井裂缝性厚层砂岩储层“酸化+酸压”技术
李永平, 程兴生, 张福祥, 王永辉, 车明光, 彭建新
2010, 32(3): 76-81.
摘要:
塔里木油田库车前陆冲断带气藏地层压力高、天然裂缝发育,钻井过程中漏失严重。岩心造缝及岩心流动实验结果表明,常规基质酸化不能有效解除污染,需要能够使天然裂缝张开的“酸压”工艺才能有效解除深部钻井液污染;同时,针对长井段合理布酸需要,推导了黏性暂堵酸化机理,指出增大暂堵酸液黏度有利于合理布酸;结合二者,提出了针对高压天然裂缝性砂岩储层的暂堵酸化+砂岩酸压改造工艺。KS2井现场应用表明,该工艺对改造该类储层适应性强,增产效果显著,对同类储层的增产改造具有一定的指导意义。
101.6 mm套管井卡堵水管柱的研制与应用
刘汝福, 李洪春, 刘华杰
2010, 32(3): 82-84.
摘要:
为了进行101.6 mm套管井卡堵水作业,研制了以Y341-80封隔器为主体的丢手卡堵水管柱。该管柱由丢手、Y341-80封隔器、球座组成,采用液压坐封,可以实现封上采下、封中间采上下作业。液压丢手设计了压差打开机构,封隔器坐封后继续打压丢手,简化了施工工序。现场16井次应用表明,该管柱可以解决101.6 mm套管卡堵水问题。
大港油田双通路偏心分注技术改进与试验
孙桂玲, 关巍, 窦守进, 王成芳, 谢继军, 曹庆平
2010, 32(3): 85-88.
摘要:
根据双通路偏心分注技术试验情况,并针对投捞工作量较大问题,开展了免投捞双通路偏心分注技术研究。研制的小弹簧倒置液压制动连通机构,室内及现场试验动作成功率100%;通过改进配水器堵塞器、扶正体、导流槽,提高了在水质差油田的适应能力,降低了砂埋、砂卡堵塞器的几率。现场试验7井次,成功率100%,减少投捞42井次,进一步验证了设计机构的合理性和可靠性。免投捞双通路分注技术对推进分注技术进步及提高注水管理水平具有重要意义。
蒸汽吞吐水平井产液过程井筒传热与传质研究
李明忠, 高晓, 巴燕, 姚志良
2010, 32(3): 89-93.
摘要:
国内水平井蒸汽吞吐注汽过程井筒的数学模型已经较完善,但对稠油产出过程的井筒温度分布研究涉及不多。应用离散化井筒模型,建立了水平井单轮次蒸汽吞吐单井模型。利用质量守恒、动量定理和能量守恒原理建立了水平井稠油开采过程中井筒压力、温度变化分布以及水平井产液量预测模型,用数值方法对模型进行了求解,编制了相应的计算程序并应用胜利油田现场井例数据验证了该模型的可靠性。该模型为水平井蒸汽吞吐产能预测、生产系统优化设计提供理论依据。
泡沫分流特性研究
杨浩, 陈伟, 邓军, 赵永春, 唐思睿
2010, 32(3): 94-98.
摘要:
为了研究泡沫在地层中的渗流特性,对气液在地层中不同注入顺序、气液注入过程中的产出规律进行了研究,分析了泡沫产生分流效应的并联管前缘流动理论,从而得到了泡沫在多孔介质中的分流特性;同时还研究了泡沫的封堵特性,通过泡沫注入实验数据分析,指出泡沫封堵存在叠加效应的认识有待商榷。研究表明:在非均质地层中,先注入气体或先注入发泡剂溶液,泡沫都可以产生分流效应;多段塞气液交替注入后,非均质地层流出的流体流速相同;分流率相同的实质是流度相同;泡沫有效封堵时,在高低渗地层的段塞式运移速度取决于孔隙,高低渗地层速度之比是孔隙度的反比。该研究对产生泡沫的现场注入气液顺序提供了指导,认识了泡沫在多孔介质中的流动本质,可指导现场泡沫调剖驱油的生产作业。下一步还需要深入研究泡沫深部调剖的方法和泡沫叠加效应。
水平井泡沫流体冲砂技术研究及应用
李宾飞, 李松岩, 李兆敏, 李良川
2010, 32(3): 99-102.
摘要:
水平井冲砂作业时由于地层压力较低冲砂液漏失严重,泡沫流体冲砂技术可以有效减轻低压水平井的漏失问题,提高冲砂效率。通过实验和数值模拟方法研究了泡沫流体的携砂能力,得到了泡沫流体的携砂规律,并进行了现场应用。研究结果表明:当泡沫特征值为0.85时泡沫流体的黏度达到最大值1.14 Pa·s,直径为0.5 mm的砂粒的沉降速度为10-4~10-3 m/s,几乎可以悬浮在泡沫中;在接近水平的环空管道,泡沫流体的携砂性能远大于混气水和水的携砂性能,泡沫流体更适合于水平井的冲砂洗井。现场应用实例证实了泡沫能有效防止地层漏失,顺利建立起油套循环,作业后产量有较大幅度的增加,泡沫流体冲砂洗井技术是清除低压水平井井底出砂的一项有效措施,对现场具有指导意义。
柴达木盆地台南气田优快钻井技术
石李保, 耿东士, 于文华, 段保平, 陶冶
2010, 32(3): 103-106.
摘要:
台南气田储气层埋藏浅,气层多且薄,成岩性差,结构疏松,钻井过程中经常出现严重的卡、塌、漏、喷等钻井复杂事故。通过分析研究,形成了包括井身结构优化设计、防漏堵漏技术、盐水聚合物钻井液体系优选、钻井工艺措施优化、固井技术等5项台南气田优快钻井综合配套技术,钻井速度大幅提高。与2007年相比,2008年直井平均完井周期缩短了40.43%,水平井平均完井周期缩短了45.51%,节约钻井成本12376.35万元,满足了台南气田优快钻井需要。
大港油田底水油藏水平井控水完井工艺
饶富培, 董云龙, 吴杰生, 齐月魁, 唐庆, 王晓彬
2010, 32(3): 107-109.
摘要:
底水油藏水平井开发过程中存在底水脊进导致含水上升速度快、油井无水采油期短等问题。为此进行了水平段产液剖面分布规律及控水机理的分析,开展了水平井分段控水完井工艺研究。形成了2种不同封隔工艺的分段控水完井管柱,实现了筛管变参数设计,并通过合理控制初期生产压差,达到了稳油控水的效果,为同类型油井的开发提供了技术借鉴。
GPZK344-98高膨胀比挤入封隔器的研制与应用
桑涛, 张新山, 乔荣娜, 赵阳, 张宏杰, 吴亚
2010, 32(3): 110-111.
摘要:
K344系列封隔器坐封压力一般在0.8 MPa左右,在下井过程中常发生中途坐封,另外在实施酸化等注入工艺时不能实现正替功能,酸液难以到达地层,为此研制了GPZK344-98封隔器。设计了防中途坐封机构,坐封压力大于10 MPa,确保封隔器下入井内设计位置,同时实现了酸化时的正替功能,提高了措施成功率。现场应用11口井,工艺成功率100%,为套变井、大斜度井的分层酸化提供了技术支撑。
伸缩节在膨胀套管作业中的应用
魏小房, 王长宁, 李前春, 杨博, 王莉
2010, 32(3): 112-115.
摘要:
降低膨胀套管施工中的膨胀压力是膨胀套管补贴取得成功的重要保证。对于液压膨胀方式而言,较小的膨胀压力可以降低施工风险。通过对膨胀套管在井下膨胀过程中压力变化的分析,指出由于送入油管柱的重力的影响,造成初始锚定过程中存在无法克服的附加压力,提出利用伸缩节消除附加膨胀压力、提高锚定效果的方法。2口井的现场施工证明,在难以把握的膨胀管锚定阶段,也是膨胀压力最高的环节使用伸缩节,膨胀作业的压力与室内试验相比增加很少。伸缩节不仅能够降低膨胀作业过程中的最大压力,还能提高锚定效果,方便司钻的操作,特别适用于深井膨胀作业。
新型无管排液泵筒悬挂器的研制
李金凤, 李哲, 王宇
2010, 32(3): 116-118.
摘要:
无管排液是一种新兴的可用于煤层气井、浅层油(气)井、稀油井和不含蜡油井的排采工艺。目前无管排液泵筒悬挂器采用的是机械坐挂方式,坐挂位置只能选在套管接箍间隙处,影响悬挂器坐挂的可靠性和成功率。开发研制了新型无管排液泵筒悬挂器,以液压为动力,坐挂在套管内壁上,坐挂位置范围增大,具有操作简便、性能可靠、成功率高等特点,实验室试验10余次,坐挂成功率100%。
南堡油田深层火成岩天然气藏压裂技术
王永刚, 郑淑媛, 刘彝, 黄坚毅, 韩东
2010, 32(3): 119-121.
摘要:
南堡油田火成岩裂缝性储层地质条件复杂,压裂造缝时易产生多裂缝,液体滤失大、砂堵风险高。通过储层评价、射孔优化、材料优选、管柱优化、泵序调整等措施及采用测试诊断、液体胶塞、砂比测试、粉陶砂塞等工艺,实现了降低施工井口压力、减少液体滤失、沟通远端裂缝的目的。现场实施4口井,最高加砂106 m3,改造取得成功。现场实践表明,裂缝性储层合理控制射孔段长度能有效减少多裂缝;液体胶塞、粉陶段塞、油溶性降滤失剂等措施能大大降低微裂缝内液体滤失。
油井清蜡降黏与防腐阻垢联作技术
付亚荣, 李淼, 谢凤华, 郝军, 刘平良, 杨国胜
2010, 32(3): 122-124.
摘要:
冀中南部部分高含蜡或稠油油藏进入中高含水期后,油井杆、管、泵出现了严重的腐蚀结垢现象。为保证油井正常生产,利用碳氟表面活性剂憎油憎水、超低界面张力的特性,将油井水溶性减阻剂与缓蚀阻垢剂进行联作,得到了适合油井清蜡降黏、防腐防垢的药剂FYR-C02基本配方。现场根据不同油井的实际情况,调整基本配方的组分,在60多口油井上应用后,取得了很好的效果,为油井清蜡降黏与防腐防垢联作提供了技术借鉴。