E-mail Alert2020年 42卷 第1期
2020, 42(1): 1-5.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.001
摘要:
地质导向决策是随钻地质导向技术的核心，为避免人为因素造成决策结果差别并最终影响施工效果，基于典型的在储层中部钻进、沿储层顶部钻进及追踪储层甜点等3种地质导向场景类型，收集并整理了60口井的3 000条决策样本数据进行神经网络训练，搭建智能决策平台实现随钻地质导向智能决策。训练结果表明，智能决策平台生成的导向决策准确率达到89.7%，满足地质导向实时决策分析的施工要求，并可以对已钻井的地质导向施工质量进行定量分析。该研究提高了地质导向实时决策分析的准确性以及决策效率，可优化井眼轨迹并降低钻井风险，为实现随钻地质导向技术智能化转型和加强地质工程一体化开发提供参考。
地质导向决策是随钻地质导向技术的核心，为避免人为因素造成决策结果差别并最终影响施工效果，基于典型的在储层中部钻进、沿储层顶部钻进及追踪储层甜点等3种地质导向场景类型，收集并整理了60口井的3 000条决策样本数据进行神经网络训练，搭建智能决策平台实现随钻地质导向智能决策。训练结果表明，智能决策平台生成的导向决策准确率达到89.7%，满足地质导向实时决策分析的施工要求，并可以对已钻井的地质导向施工质量进行定量分析。该研究提高了地质导向实时决策分析的准确性以及决策效率，可优化井眼轨迹并降低钻井风险，为实现随钻地质导向技术智能化转型和加强地质工程一体化开发提供参考。
2020, 42(1): 6-15.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.002
摘要:
钻井过程中钻井复杂监测对于减少事故发生、降低钻井成本意义重大。在实际钻井过程中，钻井复杂的分析和判断主要靠人工完成，难以保证预警效率。为此，将动态钻井物理模型与人工智能、数据挖掘算法相结合，提出基于实时录井数据的实时钻井监测及事故预警技术。该技术以钻井施工过程中的综合录井数据作为输入，利用模型算法来实时准确呈现钻井过程中的井下工况条件，预测即将发生的复杂风险。从实时井眼清洁及水力学监测、实时卡钻预测、实时井涌监测3个方面对实时钻井监测及预警技术进行了详细分析。该技术可以实时准确模拟井下工况条件，识别并降低钻井事故发生概率，帮助钻井工程师提早发现问题，减少钻井事故的发生，并减少对自然环境以及人员安全的影响，为现场施工提供辅助决策，降低非有效生产时间。
钻井过程中钻井复杂监测对于减少事故发生、降低钻井成本意义重大。在实际钻井过程中，钻井复杂的分析和判断主要靠人工完成，难以保证预警效率。为此，将动态钻井物理模型与人工智能、数据挖掘算法相结合，提出基于实时录井数据的实时钻井监测及事故预警技术。该技术以钻井施工过程中的综合录井数据作为输入，利用模型算法来实时准确呈现钻井过程中的井下工况条件，预测即将发生的复杂风险。从实时井眼清洁及水力学监测、实时卡钻预测、实时井涌监测3个方面对实时钻井监测及预警技术进行了详细分析。该技术可以实时准确模拟井下工况条件，识别并降低钻井事故发生概率，帮助钻井工程师提早发现问题，减少钻井事故的发生，并减少对自然环境以及人员安全的影响，为现场施工提供辅助决策，降低非有效生产时间。
2020, 42(1): 16-20.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.003
摘要:
针对目前常规液压式随钻扩眼器只能安装在定向井随钻工具的上部、扩眼后无法使用大排量循环等问题，研制了无线指令电控式液压扩眼器。该扩眼器将投球激活的液压扩眼器球座总成替换为传压系统，增加了脉冲器总成和电控系统总成，可通过钻井液脉冲信号和钻杆转速信号下传指令，控制刀翼的伸出与缩回。计算分析了传压系统传压孔打开时脉冲器活塞的受力情况，并利用流体仿真软件分析了传压孔的冲蚀情况。通过现场测试，无线指令电控式扩眼器设计合理，3种方式的指令下传成功，刀翼张开及回收正常，为智能扩眼器的进一步研究奠定了基础。
针对目前常规液压式随钻扩眼器只能安装在定向井随钻工具的上部、扩眼后无法使用大排量循环等问题，研制了无线指令电控式液压扩眼器。该扩眼器将投球激活的液压扩眼器球座总成替换为传压系统，增加了脉冲器总成和电控系统总成，可通过钻井液脉冲信号和钻杆转速信号下传指令，控制刀翼的伸出与缩回。计算分析了传压系统传压孔打开时脉冲器活塞的受力情况，并利用流体仿真软件分析了传压孔的冲蚀情况。通过现场测试，无线指令电控式扩眼器设计合理，3种方式的指令下传成功，刀翼张开及回收正常，为智能扩眼器的进一步研究奠定了基础。
2020, 42(1): 21-29.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.004
摘要:
作为高速井下网络通讯部件，磁耦合有缆钻杆利用水眼内的同轴电缆实现信号的高速传输，利用钻杆两端的磁耦合线圈实现了钻杆间的无线通讯，磁耦合通讯使磁耦合有缆钻杆不影响常规接单根等钻井工艺。借助数据服务器、无线短节、中继器、井下单元及各种有缆钻具等功能部件的配合，磁耦合有缆钻杆系统能够实现地面及井下数据的组网通讯，具有高速、双向、全天候的传输特性。磁耦合有缆钻杆的关键技术包含：高速调制解调器、井下令牌环网、虚拟串口技术及分布参数测量等(基于高速调制解调器的井下令牌环网是高效的组网技术)；虚拟串口技术便于第三方厂家快速利用磁耦合有缆钻杆连接自己的测量工具；分布参数测量以较低的成本实现了全井筒的状态监控，在控压钻井、井控安全、钻井参数优化等方面有重要作用。智能(自动化)钻井是钻井业的发展趋势，磁耦合有缆钻杆的独特特性使其适用于智能(自动化)钻井。在减少应用成本的情况下，磁耦合有缆钻杆能够进一步开拓市场。
作为高速井下网络通讯部件，磁耦合有缆钻杆利用水眼内的同轴电缆实现信号的高速传输，利用钻杆两端的磁耦合线圈实现了钻杆间的无线通讯，磁耦合通讯使磁耦合有缆钻杆不影响常规接单根等钻井工艺。借助数据服务器、无线短节、中继器、井下单元及各种有缆钻具等功能部件的配合，磁耦合有缆钻杆系统能够实现地面及井下数据的组网通讯，具有高速、双向、全天候的传输特性。磁耦合有缆钻杆的关键技术包含：高速调制解调器、井下令牌环网、虚拟串口技术及分布参数测量等(基于高速调制解调器的井下令牌环网是高效的组网技术)；虚拟串口技术便于第三方厂家快速利用磁耦合有缆钻杆连接自己的测量工具；分布参数测量以较低的成本实现了全井筒的状态监控，在控压钻井、井控安全、钻井参数优化等方面有重要作用。智能(自动化)钻井是钻井业的发展趋势，磁耦合有缆钻杆的独特特性使其适用于智能(自动化)钻井。在减少应用成本的情况下，磁耦合有缆钻杆能够进一步开拓市场。
2020, 42(1): 30-34.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.005
摘要:
随着深水钻井技术的不断发展，窄密度窗口钻井愈发常见，深水地层压力预测精度要求随之增加。深水地层密度拟合是上覆岩层压力预测及地层压力分析不可或缺的基础，单一模型不能准确预测深水地层上覆岩层压力。鉴于此，对比伊顿指数法的孔隙压力预测过程，以非线性拟合为基础，在Power Law模型的基础上引入声波偏量对密度的影响，分析声波偏量与密度的非线性关系，提出一种修正的密度拟合模型。模型在理论上综合考虑地层正常压实情况及声波速度变化反映的密度异常，更符合实际，解决了单一模型无法准确拟合深水地层密度的难题，破裂压力预测误差由6.36%降低至2.73%。
随着深水钻井技术的不断发展，窄密度窗口钻井愈发常见，深水地层压力预测精度要求随之增加。深水地层密度拟合是上覆岩层压力预测及地层压力分析不可或缺的基础，单一模型不能准确预测深水地层上覆岩层压力。鉴于此，对比伊顿指数法的孔隙压力预测过程，以非线性拟合为基础，在Power Law模型的基础上引入声波偏量对密度的影响，分析声波偏量与密度的非线性关系，提出一种修正的密度拟合模型。模型在理论上综合考虑地层正常压实情况及声波速度变化反映的密度异常，更符合实际，解决了单一模型无法准确拟合深水地层密度的难题，破裂压力预测误差由6.36%降低至2.73%。
2020, 42(1): 35-39.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.006
摘要:
五探1井是部署在四川盆地川东地区下古生界—震旦系勘探新领域的一口重点风险探井，完钻井深8 060 m。该井六开采用Ø190.5 mm钻头从6 600 m钻进至7 288 m，高台组—灯影组顶，下Ø168.3 mm尾管固井封隔5 180~7 288 m井段，钻井过程中高台组、龙王庙组、沧浪铺组均发生过井漏，地层承压能力仅1.65 g/cm3，套管重合段环空间隙仅12.69 mm，环空摩阻大，给Ø168.3 mm尾管固井带来了巨大挑战。通过优选3M空心玻璃微珠、高温增强材料DRB-2S等关键材料，形成1.57 g/cm3低密度高强度韧性防窜水泥浆体系，优化浆柱结构与施工排量，使井筒薄弱点处(7 016.3 m)最大动态当量密度不超过该处地层承压能力，实现近平衡压力条件下一次性上返固井。应用结果表明：五探1井Ø168.3 mm尾管固井质量好，试压合格，该方法能够提高超深易漏井段的尾管固井质量，有利于改善后期高压气井试油安全作业的井筒条件，为类似易漏失井固井提供了良好的经验借鉴。
五探1井是部署在四川盆地川东地区下古生界—震旦系勘探新领域的一口重点风险探井，完钻井深8 060 m。该井六开采用Ø190.5 mm钻头从6 600 m钻进至7 288 m，高台组—灯影组顶，下Ø168.3 mm尾管固井封隔5 180~7 288 m井段，钻井过程中高台组、龙王庙组、沧浪铺组均发生过井漏，地层承压能力仅1.65 g/cm3，套管重合段环空间隙仅12.69 mm，环空摩阻大，给Ø168.3 mm尾管固井带来了巨大挑战。通过优选3M空心玻璃微珠、高温增强材料DRB-2S等关键材料，形成1.57 g/cm3低密度高强度韧性防窜水泥浆体系，优化浆柱结构与施工排量，使井筒薄弱点处(7 016.3 m)最大动态当量密度不超过该处地层承压能力，实现近平衡压力条件下一次性上返固井。应用结果表明：五探1井Ø168.3 mm尾管固井质量好，试压合格，该方法能够提高超深易漏井段的尾管固井质量，有利于改善后期高压气井试油安全作业的井筒条件，为类似易漏失井固井提供了良好的经验借鉴。
2020, 42(1): 40-44.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.007
摘要:
塔里木油田克深13区块属于超深、超高压、高温气藏，地层易漏易喷，需要大规模储层改造，完井工艺难度大。总结了塔里木油田高压气井完井工艺现状，根据克深13区块的地质条件和工程要求，对比评价了射孔-改造-完井联作的一次完井工艺和先射孔、后改造-完井联作的两次完井工艺。一次完井工艺射孔枪耐温耐压满足不了要求，且存在井筒堵塞、射孔枪砂埋、生产测试受限等问题。二次完井工艺存在替浆不彻底，导致井筒堵塞和储层伤害的问题。为了解决二次完井替浆问题，开展了可溶筛管二次完井工艺研究。该工艺可以满足全井筒替浆、储层改造、生产测试的要求，同时避免了井筒堵塞和管柱砂埋，且有利于后期修井打捞。
塔里木油田克深13区块属于超深、超高压、高温气藏，地层易漏易喷，需要大规模储层改造，完井工艺难度大。总结了塔里木油田高压气井完井工艺现状，根据克深13区块的地质条件和工程要求，对比评价了射孔-改造-完井联作的一次完井工艺和先射孔、后改造-完井联作的两次完井工艺。一次完井工艺射孔枪耐温耐压满足不了要求，且存在井筒堵塞、射孔枪砂埋、生产测试受限等问题。二次完井工艺存在替浆不彻底，导致井筒堵塞和储层伤害的问题。为了解决二次完井替浆问题，开展了可溶筛管二次完井工艺研究。该工艺可以满足全井筒替浆、储层改造、生产测试的要求，同时避免了井筒堵塞和管柱砂埋，且有利于后期修井打捞。
2020, 42(1): 45-51.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.008
摘要:
为准确了解钻井过程中导向钻井工具可控弯接头的井下运动规律，根据空间机构理论，建立了全旋转内置式可控弯接头的运动模型，采用Matlab进行模拟仿真，分析了不同工具角、不同工具面角以及不同工作状态下系统的运动规律，并通过Solidworks三维仿真验证模型的正确性。通过仿真得出了关键部件内偏心环、外偏心环、钻头的角速度和位移等运动学基本参数，揭示了可控弯接头的运动特征，研究了转速、偏心距与钻头运动轨迹的关系，求得了系统中各参数随时间变化的规律。研究结果表明，随着两个伺服电机转动角速度的变化，工具角调节速度和调节加速度呈余弦规律连续变化。研究结果为全旋转内置式可控弯接头的井眼轨迹控制提供了理论依据。
为准确了解钻井过程中导向钻井工具可控弯接头的井下运动规律，根据空间机构理论，建立了全旋转内置式可控弯接头的运动模型，采用Matlab进行模拟仿真，分析了不同工具角、不同工具面角以及不同工作状态下系统的运动规律，并通过Solidworks三维仿真验证模型的正确性。通过仿真得出了关键部件内偏心环、外偏心环、钻头的角速度和位移等运动学基本参数，揭示了可控弯接头的运动特征，研究了转速、偏心距与钻头运动轨迹的关系，求得了系统中各参数随时间变化的规律。研究结果表明，随着两个伺服电机转动角速度的变化，工具角调节速度和调节加速度呈余弦规律连续变化。研究结果为全旋转内置式可控弯接头的井眼轨迹控制提供了理论依据。
2020, 42(1): 52-55, 61.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.009
摘要:
在页岩气开发时分段压裂需采用复合桥塞进行封堵，后期还要使用连续油管钻磨，存在着施工周期长、成本高、风险大等问题。为了减小页岩气的开发成本和提高施工效果，研制了可溶桥塞，采用了高强度可降解材料，可实现可靠坐封并且能够完全有效溶解。在室内，对可溶桥塞进行了坐封丢手试验、承压试验以及溶解试验，试验表明可溶桥塞各项指标可满足现场施工要求。截至2019年12月底，现场累计应用可溶桥塞28层段，现场应用表明，可溶桥塞性能稳定，坐封安全可靠，压后溶解完全，未出现堵塞放喷采气通道的现象。
在页岩气开发时分段压裂需采用复合桥塞进行封堵，后期还要使用连续油管钻磨，存在着施工周期长、成本高、风险大等问题。为了减小页岩气的开发成本和提高施工效果，研制了可溶桥塞，采用了高强度可降解材料，可实现可靠坐封并且能够完全有效溶解。在室内，对可溶桥塞进行了坐封丢手试验、承压试验以及溶解试验，试验表明可溶桥塞各项指标可满足现场施工要求。截至2019年12月底，现场累计应用可溶桥塞28层段，现场应用表明，可溶桥塞性能稳定，坐封安全可靠，压后溶解完全，未出现堵塞放喷采气通道的现象。
2020, 42(1): 56-61.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.010
摘要:
水力喷射径向钻井技术是一种低成本、增油效果明显的增产措施，在陆地油田广泛应用，但由于海上油田的作业成本较高，其要求钻进更长的水平段长度以提升增油效果，而减小转向器段摩阻是增大径向水平段长度的重要手段。采用自主研发的过转向器测试系统进行实验，研究了转向器结构参数对过转向器摩阻的影响规律，并通过灰色关联分析法分析了各结构参数的影响程度。研究结果表明，随着转向器内转角、外转角和转弯半径的增大，转向器的通过摩阻都有所减小；各参数影响敏感性从大到小依次为转向器内转角、转向器转弯半径、转向器外转角，进行转向器设计时，优先考虑降低内转角以降低过转向器摩阻，从而增加水平段极限钻进长度。研究成果可对今后转向器结构参数的设计以及该技术早日在渤海油田应用提供参考。
水力喷射径向钻井技术是一种低成本、增油效果明显的增产措施，在陆地油田广泛应用，但由于海上油田的作业成本较高，其要求钻进更长的水平段长度以提升增油效果，而减小转向器段摩阻是增大径向水平段长度的重要手段。采用自主研发的过转向器测试系统进行实验，研究了转向器结构参数对过转向器摩阻的影响规律，并通过灰色关联分析法分析了各结构参数的影响程度。研究结果表明，随着转向器内转角、外转角和转弯半径的增大，转向器的通过摩阻都有所减小；各参数影响敏感性从大到小依次为转向器内转角、转向器转弯半径、转向器外转角，进行转向器设计时，优先考虑降低内转角以降低过转向器摩阻，从而增加水平段极限钻进长度。研究成果可对今后转向器结构参数的设计以及该技术早日在渤海油田应用提供参考。
2020, 42(1): 62-69.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.011
摘要:
为了实现煤层气井螺杆泵排采参数的连续决策和连续控制，使煤层气井长期高效稳产，以煤层气井螺杆泵生产周期内最大累积产气量为优化目标，提出了一种具有动作自寻优能力的螺杆泵排采强化模型的框架和Q学习及Sarsa、Sarsa(lambda)算法。研究通过与环境的交互式学习，对动态环境进行灵活奖惩，实现智能体在复杂环境下智能决策和参数优化，可有效获取煤层气螺杆泵排采最优协调控制,从而解决传统方法不能根据环境变化迅速做出调整而降低排采效果的问题。实验分析表明，给定煤层气井产气量的变化曲线，以螺杆泵的频率为单一控制变量，应用Q学习方法能有效得到螺杆泵排采变频控制的最优策略，具有一定的应用潜力。
为了实现煤层气井螺杆泵排采参数的连续决策和连续控制，使煤层气井长期高效稳产，以煤层气井螺杆泵生产周期内最大累积产气量为优化目标，提出了一种具有动作自寻优能力的螺杆泵排采强化模型的框架和Q学习及Sarsa、Sarsa(lambda)算法。研究通过与环境的交互式学习，对动态环境进行灵活奖惩，实现智能体在复杂环境下智能决策和参数优化，可有效获取煤层气螺杆泵排采最优协调控制,从而解决传统方法不能根据环境变化迅速做出调整而降低排采效果的问题。实验分析表明，给定煤层气井产气量的变化曲线，以螺杆泵的频率为单一控制变量，应用Q学习方法能有效得到螺杆泵排采变频控制的最优策略，具有一定的应用潜力。
2020, 42(1): 70-75.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.012
摘要:
油藏数值模拟是进行油田产量预测最为常用的方法，但其准确性建立在精确的地质模型和较高质量的历史拟合基础之上。为了克服数值模拟计算耗时长、成本高和所需数据资料多等缺点，建立了一种利用机器学习方法，根据现场广泛易得的油藏静态资料和开发动态参数实现油井日产油量的快速准确预测。传统的BP神经网络无法准确描述产量变化在时间维度上的相关性，因而基于长短期记忆神经网络(LSTM)，建立能够考虑生产动态数据变化趋势和前后关联性的产量预测模型，是实现油井日产油量预测更为有效的途径。首先根据平均不纯度减少(MDI)方法，分析各个因素对单井产量的影响程度，基于特征参数的重要性进行数据降维，排除不相关的冗余特征，确定影响油井产量的主要因素。结合筛选出的特征参数和日产油量数据对LSTM模型进行训练和优化，建立最终的油井产量预测模型。利用实际油田数据对建立的模型进行验证和应用效果评价，结果表明基于LSTM模型的产量预测值与实际值高度一致，能准确反映产量的动态变化规律，为油井产量预测提供了一种新的方法。
油藏数值模拟是进行油田产量预测最为常用的方法，但其准确性建立在精确的地质模型和较高质量的历史拟合基础之上。为了克服数值模拟计算耗时长、成本高和所需数据资料多等缺点，建立了一种利用机器学习方法，根据现场广泛易得的油藏静态资料和开发动态参数实现油井日产油量的快速准确预测。传统的BP神经网络无法准确描述产量变化在时间维度上的相关性，因而基于长短期记忆神经网络(LSTM)，建立能够考虑生产动态数据变化趋势和前后关联性的产量预测模型，是实现油井日产油量预测更为有效的途径。首先根据平均不纯度减少(MDI)方法，分析各个因素对单井产量的影响程度，基于特征参数的重要性进行数据降维，排除不相关的冗余特征，确定影响油井产量的主要因素。结合筛选出的特征参数和日产油量数据对LSTM模型进行训练和优化，建立最终的油井产量预测模型。利用实际油田数据对建立的模型进行验证和应用效果评价，结果表明基于LSTM模型的产量预测值与实际值高度一致，能准确反映产量的动态变化规律，为油井产量预测提供了一种新的方法。
2020, 42(1): 76-85.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.013
摘要:
注水井服役工况复杂，管柱腐蚀、疲劳断裂、密封失效等情况时有发生，给井筒完整性管理带来巨大挑战。现行的井筒完整性标准并未对生产井与注水井严格区分，注水井的井筒屏障划分方法尚有诸多缺陷。参考挪威NORSOK D-010标准，结合注水开发现状分析了注水井井筒工作状态的特殊性，探讨了井筒屏障失效原因，明确了应重点关注的井屏障部件。建立了注水井的井筒屏障系统，将井下安全阀从第一级屏障划出，将井口至井下安全阀之间的油管柱及部件、采油树二号主阀纳入第一级屏障范畴。讨论了关键部件的验收标准，从井屏障设置、腐蚀控制、寿命预测、作业参数控制及井资料记录五个方面探讨了注水井井筒完整性设计内容。最终形成了注水井井筒完整性设计流程，对各油田维持注水开发的安全稳定、经济高效具有重要指导意义。
注水井服役工况复杂，管柱腐蚀、疲劳断裂、密封失效等情况时有发生，给井筒完整性管理带来巨大挑战。现行的井筒完整性标准并未对生产井与注水井严格区分，注水井的井筒屏障划分方法尚有诸多缺陷。参考挪威NORSOK D-010标准，结合注水开发现状分析了注水井井筒工作状态的特殊性，探讨了井筒屏障失效原因，明确了应重点关注的井屏障部件。建立了注水井的井筒屏障系统，将井下安全阀从第一级屏障划出，将井口至井下安全阀之间的油管柱及部件、采油树二号主阀纳入第一级屏障范畴。讨论了关键部件的验收标准，从井屏障设置、腐蚀控制、寿命预测、作业参数控制及井资料记录五个方面探讨了注水井井筒完整性设计内容。最终形成了注水井井筒完整性设计流程，对各油田维持注水开发的安全稳定、经济高效具有重要指导意义。
2020, 42(1): 86-92.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.014
摘要:
为了解决底水油藏油水接触面较大、优势通道发育、生产井见水过快导致产量急剧下降的难题，采用底水油藏可视化物理模型及驱替实验系统，设计交联聚合物侧向调驱实验方案，以采收率增值为评价指标，对侧向调驱施工参数进行优化。研究结果表明，交联聚合物注入量为0.3 PV时，单位体积侧向驱采收率增值达到133.93%；注入时机为含水率低于50%时，交联聚合物在油水界面处展布效果好，采收率增值高达55.17%。采用水平井注/水平井采方式，交联聚合物在油水界面处形成隔板半径更大，侧向驱采收率增幅40.18%；油水厚度比从0.5增大至2.0，交联聚合物的隔板作用越显著，采收率增值从26.86%增加至49.67%。研究证实了底水油藏应用侧向调驱的技术可行性及潜力，为底水油藏高效开发提供技术支持。
为了解决底水油藏油水接触面较大、优势通道发育、生产井见水过快导致产量急剧下降的难题，采用底水油藏可视化物理模型及驱替实验系统，设计交联聚合物侧向调驱实验方案，以采收率增值为评价指标，对侧向调驱施工参数进行优化。研究结果表明，交联聚合物注入量为0.3 PV时，单位体积侧向驱采收率增值达到133.93%；注入时机为含水率低于50%时，交联聚合物在油水界面处展布效果好，采收率增值高达55.17%。采用水平井注/水平井采方式，交联聚合物在油水界面处形成隔板半径更大，侧向驱采收率增幅40.18%；油水厚度比从0.5增大至2.0，交联聚合物的隔板作用越显著，采收率增值从26.86%增加至49.67%。研究证实了底水油藏应用侧向调驱的技术可行性及潜力，为底水油藏高效开发提供技术支持。
2020, 42(1): 93-97.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.015
摘要:
华北油田雁翎潜山油藏通过注氮气在油藏顶部形成次生气顶，在气驱、重力分异作用下形成了2个流体界面(气油界面、油水界面)和3个流体分布带(人工气顶、含油富集带、水淹带)。顶部受效井井筒内气、油、水三相共存。为使油井正常生产，在原井存在永久封隔器的基础上开展了悬挂尾管开采的采油工艺试验，但效果较差。从生产实践、理论分析等方面探讨前期注氮气采油工艺的特点及存在问题，认为：油井生产过程中后期产层气液同出不可避免，由于氮气难以与原油混相，气体一旦进入井筒，则很快占据液流通道，使油井只出气不出液，且井口、套管和输油管线高压生产，存在安全隐患，顶部油井均被迫关井。为解决非混相垂直管流条件下油井生产问题，依据“U"型管压力平衡原理，开展了双管控气采油工艺研究，通过进行管柱优化，实现了气液分流、控气采油。
华北油田雁翎潜山油藏通过注氮气在油藏顶部形成次生气顶，在气驱、重力分异作用下形成了2个流体界面(气油界面、油水界面)和3个流体分布带(人工气顶、含油富集带、水淹带)。顶部受效井井筒内气、油、水三相共存。为使油井正常生产，在原井存在永久封隔器的基础上开展了悬挂尾管开采的采油工艺试验，但效果较差。从生产实践、理论分析等方面探讨前期注氮气采油工艺的特点及存在问题，认为：油井生产过程中后期产层气液同出不可避免，由于氮气难以与原油混相，气体一旦进入井筒，则很快占据液流通道，使油井只出气不出液，且井口、套管和输油管线高压生产，存在安全隐患，顶部油井均被迫关井。为解决非混相垂直管流条件下油井生产问题，依据“U"型管压力平衡原理，开展了双管控气采油工艺研究，通过进行管柱优化，实现了气液分流、控气采油。
2020, 42(1): 98-113.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.016
摘要:
水力压裂岩石裂缝的扩展诱发天然微地震。传统水力压裂区微地震引起的应力重新分布范围有限，小震级地震波的作用也有限，这些微地震不可能触发较远储层的地震，一定程度上限制了水力压裂改造效果。为此，提出了波动注入水力压裂诱发较大范围“微地震”的想法。根据流体力学理论建立了波动注入水力压裂井筒不稳定流动的压力振动模型，分析了人为诱发“微地震”的井底压力振动源和岩石损伤断裂机制；研究了波动注入水力压裂人为诱发的“微地震”震源特性和力学机制，分析了微地震对水力压裂效果的影响机制。分析结果表明，波动注入水力压裂人为诱发的微地震震源破裂信号频率随裂缝长度的增加而降低；对于断层和天然裂缝发育较多的储层，波动注入水力压裂导致岩石破裂诱发微地震的力学机制主要是储层中断层或天然裂缝的剪切滑移；对于非裂缝性储层，波动注入水力压裂导致岩石破裂诱发微地震的力学机制是人为地震效应和损伤—断裂效应。研究结果表明，波动注入水力压裂能够人为诱发“微地震”，增加储层的“微裂缝”，扩大自然微地震的波及面积，增强压裂作业的增产效果。
水力压裂岩石裂缝的扩展诱发天然微地震。传统水力压裂区微地震引起的应力重新分布范围有限，小震级地震波的作用也有限，这些微地震不可能触发较远储层的地震，一定程度上限制了水力压裂改造效果。为此，提出了波动注入水力压裂诱发较大范围“微地震”的想法。根据流体力学理论建立了波动注入水力压裂井筒不稳定流动的压力振动模型，分析了人为诱发“微地震”的井底压力振动源和岩石损伤断裂机制；研究了波动注入水力压裂人为诱发的“微地震”震源特性和力学机制，分析了微地震对水力压裂效果的影响机制。分析结果表明，波动注入水力压裂人为诱发的微地震震源破裂信号频率随裂缝长度的增加而降低；对于断层和天然裂缝发育较多的储层，波动注入水力压裂导致岩石破裂诱发微地震的力学机制主要是储层中断层或天然裂缝的剪切滑移；对于非裂缝性储层，波动注入水力压裂导致岩石破裂诱发微地震的力学机制是人为地震效应和损伤—断裂效应。研究结果表明，波动注入水力压裂能够人为诱发“微地震”，增加储层的“微裂缝”，扩大自然微地震的波及面积，增强压裂作业的增产效果。
2020, 42(1): 114-119.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.017
摘要:
杭锦旗区块纵向发育多套砂岩气层，隔层较为发育，个别井底部发育水层，要求控制压裂裂缝高度。通过偶极声波测井资料分析，得到了杭锦旗区块横波时差计算公式，在此基础上建立单井岩石力学及地应力剖面。利用正交试验设计方法分析了影响裂缝高度的地质因素及工程因素。通过对缝高监测结果进行分析，明确了缝高延伸规律并建立控缝高压裂技术图版，在此基础上形成了控缝高压裂设计方法。通过现场应用，实现了控制裂缝高度，达到了避免压穿隔层沟通底部水层的目的。
杭锦旗区块纵向发育多套砂岩气层，隔层较为发育，个别井底部发育水层，要求控制压裂裂缝高度。通过偶极声波测井资料分析，得到了杭锦旗区块横波时差计算公式，在此基础上建立单井岩石力学及地应力剖面。利用正交试验设计方法分析了影响裂缝高度的地质因素及工程因素。通过对缝高监测结果进行分析，明确了缝高延伸规律并建立控缝高压裂技术图版，在此基础上形成了控缝高压裂设计方法。通过现场应用，实现了控制裂缝高度，达到了避免压穿隔层沟通底部水层的目的。
2020, 42(1): 120-126.
doi: 10.13639/j.odpt.2020.01.018
摘要:
多级压裂水平井缝间渗流规律及相互干扰程度对于确定生产过程中缝间干扰程度、诊断产水缝及来水方向具有重要意义。基于Cinco-Ley有限导流裂缝模型，采用点源法，将压裂缝离散为若干裂缝微元，联立内外边界条件构建矩阵求取每个裂缝微元的流量，通过各测试段裂缝微元流量之和进行约束，建立了多级压裂水平井分段测压的试井模型。如果分段测试各测试段流量呈现规则的U型分布，则导数曲线与全井段测试曲线重合；无量纲流量比合段测试流量偏高的压力导数曲线在井储和线性流阶段相对全井段测试曲线上移，反之相对全井段测试曲线下移。各测试段裂缝半长减小，压力导数曲线线性流段向上移动；裂缝间距增大，线性流阶段持续时间延长；裂缝导流能力增大，早期压力导数下降但趋势减缓；缝间干扰出现在第2过渡流阶段，水平井中部测试段压力导数出现上翘。提出的半解析模型在简化条件下与商业试井软件数值试井结果吻合度极高，证明离散求解方法准确、可靠。水平井分段测压实例解释拟合效果好，得到的参数为诊断水平井缝间产液情况、制定开发调整措施提供了依据。
多级压裂水平井缝间渗流规律及相互干扰程度对于确定生产过程中缝间干扰程度、诊断产水缝及来水方向具有重要意义。基于Cinco-Ley有限导流裂缝模型，采用点源法，将压裂缝离散为若干裂缝微元，联立内外边界条件构建矩阵求取每个裂缝微元的流量，通过各测试段裂缝微元流量之和进行约束，建立了多级压裂水平井分段测压的试井模型。如果分段测试各测试段流量呈现规则的U型分布，则导数曲线与全井段测试曲线重合；无量纲流量比合段测试流量偏高的压力导数曲线在井储和线性流阶段相对全井段测试曲线上移，反之相对全井段测试曲线下移。各测试段裂缝半长减小，压力导数曲线线性流段向上移动；裂缝间距增大，线性流阶段持续时间延长；裂缝导流能力增大，早期压力导数下降但趋势减缓；缝间干扰出现在第2过渡流阶段，水平井中部测试段压力导数出现上翘。提出的半解析模型在简化条件下与商业试井软件数值试井结果吻合度极高，证明离散求解方法准确、可靠。水平井分段测压实例解释拟合效果好，得到的参数为诊断水平井缝间产液情况、制定开发调整措施提供了依据。
