E-mail Alert2021年 43卷 第1期
2021, 43(1): 1-6.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.001
摘要:
在低油价压缩成本和提高油气单井产量的双重压力下，通过增加水平段长度已成为北美页岩油气公司降本增效的重要突破口。北美页岩油气生产商采取了一系列技术措施提高长水平段水平井钻井效率，降低了单位英尺作业成本，取得了较好的经济效益。通过调研北美页岩油气长水平段水平井钻井现状，分析了主要油气公司采用的关键钻井技术，包括井身结构优化设计、超大规格钻机、定向工具、钻井液、下套管技术等，结合我国页岩油气水平井钻井现状及技术需求，提出了长水平段水平井钻井技术发展建议，旨在为我国页岩油气增储上产、降本增效提供借鉴。
在低油价压缩成本和提高油气单井产量的双重压力下，通过增加水平段长度已成为北美页岩油气公司降本增效的重要突破口。北美页岩油气生产商采取了一系列技术措施提高长水平段水平井钻井效率，降低了单位英尺作业成本，取得了较好的经济效益。通过调研北美页岩油气长水平段水平井钻井现状，分析了主要油气公司采用的关键钻井技术，包括井身结构优化设计、超大规格钻机、定向工具、钻井液、下套管技术等，结合我国页岩油气水平井钻井现状及技术需求，提出了长水平段水平井钻井技术发展建议，旨在为我国页岩油气增储上产、降本增效提供借鉴。
2021, 43(1): 7-14.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.002
摘要:
天然气水合物资源的开发利用离不开高效开发技术的支撑，这些技术包括可促进天然气水合物原地分解的技术与适用的天然气水合物钻完井技术。对天然气水合物开发技术进行了调研，当前天然气水合物开发所采用的方法主要包括加热法、降压法与二氧化碳置换法，开采井主要采用单一直井。分布式光纤测温系统、井下温压计、井筒防砂装置及井下气液分离装置等配套技术的应用保障了试采时对天然气水合物原位分解的实时监测和甲烷气体的有效分离。同时，从天然气水合物藏原位加热、地热能利用、现有油气开发技术移植以及天然气水合物开采产物循环利用角度，对探索中的天然气水合物开发新技术进行了阐述和总结。
天然气水合物资源的开发利用离不开高效开发技术的支撑，这些技术包括可促进天然气水合物原地分解的技术与适用的天然气水合物钻完井技术。对天然气水合物开发技术进行了调研，当前天然气水合物开发所采用的方法主要包括加热法、降压法与二氧化碳置换法，开采井主要采用单一直井。分布式光纤测温系统、井下温压计、井筒防砂装置及井下气液分离装置等配套技术的应用保障了试采时对天然气水合物原位分解的实时监测和甲烷气体的有效分离。同时，从天然气水合物藏原位加热、地热能利用、现有油气开发技术移植以及天然气水合物开采产物循环利用角度，对探索中的天然气水合物开发新技术进行了阐述和总结。
2021, 43(1): 15-20.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.003
摘要:
俄罗斯油气资源丰富，超深井钻井起步较早。调研了前苏联时期重点超深井钻井概况，分析了科拉超深井钻井目的、钻井过程、技术成果；追踪了萨哈林-1项目进展情况，阐述了油田分布、开发进展、超深井钻井现状、钻井新技术应用等。分析认为，俄罗斯超深井钻井技术进步对我国钻井工艺有很好的借鉴作用，俄罗斯钻井技术存在一定短板，为我国钻井技术进入俄罗斯市场提供了契机。建议我国加强俄罗斯超深井钻井技术引进、为俄罗斯提供石油工程技术服务、参与俄罗斯油田开发，促进我国超深井钻井技术发展。
俄罗斯油气资源丰富，超深井钻井起步较早。调研了前苏联时期重点超深井钻井概况，分析了科拉超深井钻井目的、钻井过程、技术成果；追踪了萨哈林-1项目进展情况，阐述了油田分布、开发进展、超深井钻井现状、钻井新技术应用等。分析认为，俄罗斯超深井钻井技术进步对我国钻井工艺有很好的借鉴作用，俄罗斯钻井技术存在一定短板，为我国钻井技术进入俄罗斯市场提供了契机。建议我国加强俄罗斯超深井钻井技术引进、为俄罗斯提供石油工程技术服务、参与俄罗斯油田开发，促进我国超深井钻井技术发展。
2021, 43(1): 21-28.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.004
摘要:
井眼不稳定易导致严重钻井复杂事故，并极大增加钻井成本，而准确的地质力学模型能够为钻井提供技术支撑。应用准噶尔盆地南缘深探井测井数据、地质力学测试结果、地层破裂压力测试和钻井日志得出邻井的岩石力学性质和压力剖面，构建一维地质力学模型，进而应用多井地质力学剖面来建立整个井区的三维地质力学模型。以三维地质力学模型为基础，可以减少超深井因异常地层压力、井壁坍塌和其他复杂钻井问题引起的井眼不稳定问题。三维地质力学模型用于实钻，与邻井相比，因复杂导致的非生产时间降低了25.3%。该方法为南缘高泉构造深探井钻井液密度优化、风险评估和高温高压井安全评估提供了便利的手段, 为降低钻井风险和改善钻井情况提供了指导。
井眼不稳定易导致严重钻井复杂事故，并极大增加钻井成本，而准确的地质力学模型能够为钻井提供技术支撑。应用准噶尔盆地南缘深探井测井数据、地质力学测试结果、地层破裂压力测试和钻井日志得出邻井的岩石力学性质和压力剖面，构建一维地质力学模型，进而应用多井地质力学剖面来建立整个井区的三维地质力学模型。以三维地质力学模型为基础，可以减少超深井因异常地层压力、井壁坍塌和其他复杂钻井问题引起的井眼不稳定问题。三维地质力学模型用于实钻，与邻井相比，因复杂导致的非生产时间降低了25.3%。该方法为南缘高泉构造深探井钻井液密度优化、风险评估和高温高压井安全评估提供了便利的手段, 为降低钻井风险和改善钻井情况提供了指导。
2021, 43(1): 29-33.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.005
摘要:
井眼防碰是密集丛式井网定向井施工面临的一个主要难题，为了有效减小密集井网加密井直井段井眼交碰风险，综合考虑名义间距、基准井和比较井的井径之和以及邻井数等因素，在分析Brooks运用概率评价井眼交碰方法的基础上，提出了比较全面的密集丛式井网井眼交碰风险计算新方法。该方法以基准井井眼中心轴线为圆心、基准井与比较井间名义间距为半径作圆，通过基准井、比较井井径之和与此圆周长的比值计算偏移概率，采用井眼测点位置坐标的正态分布概率密度函数沿井深方向的定积分计算交碰概率，基准井与比较井的实际交碰概率为偏移概率与交碰概率的乘积，通过基准井与各比较井实际交碰概率求和确定综合交碰风险，并将综合交碰风险按照行业标准划分为3个风险等级，得到以综合交碰风险为评价指标的风险评价方法。该方法可定量评价一口基准井与多口比较井之间的综合交碰风险，对加密井钻井防碰理论研究及指导生产实践具有重要意义。
井眼防碰是密集丛式井网定向井施工面临的一个主要难题，为了有效减小密集井网加密井直井段井眼交碰风险，综合考虑名义间距、基准井和比较井的井径之和以及邻井数等因素，在分析Brooks运用概率评价井眼交碰方法的基础上，提出了比较全面的密集丛式井网井眼交碰风险计算新方法。该方法以基准井井眼中心轴线为圆心、基准井与比较井间名义间距为半径作圆，通过基准井、比较井井径之和与此圆周长的比值计算偏移概率，采用井眼测点位置坐标的正态分布概率密度函数沿井深方向的定积分计算交碰概率，基准井与比较井的实际交碰概率为偏移概率与交碰概率的乘积，通过基准井与各比较井实际交碰概率求和确定综合交碰风险，并将综合交碰风险按照行业标准划分为3个风险等级，得到以综合交碰风险为评价指标的风险评价方法。该方法可定量评价一口基准井与多口比较井之间的综合交碰风险，对加密井钻井防碰理论研究及指导生产实践具有重要意义。
2021, 43(1): 34-38.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.006
摘要:
钻井过程中由于地层或操作不当等因素导致偶发的卡钻，不仅延长了钻井周期，而且可能导致次生故障甚至埋钻等事故，造成严重经济损失。目前，现场采用的提拉法计算卡点方法没有考虑井内管柱所受摩擦阻力影响，导致计算出的卡点深度误差随着摩阻增加而增加，难以适用于高摩阻直井及大斜度井。基于卡点深度计算原理，运用胡克定律，利用上提、下放过程中相同钩载条件下管柱在井眼内所受摩擦阻力大小相等、方向相反的特点，推导了可消除套管内管柱摩擦阻力影响的卡点深度计算公式，同时提出了该计算公式配套的操作方法和实施步骤。实践证明，该方法计算卡点深度结果准确，具有较强的实用价值。
钻井过程中由于地层或操作不当等因素导致偶发的卡钻，不仅延长了钻井周期，而且可能导致次生故障甚至埋钻等事故，造成严重经济损失。目前，现场采用的提拉法计算卡点方法没有考虑井内管柱所受摩擦阻力影响，导致计算出的卡点深度误差随着摩阻增加而增加，难以适用于高摩阻直井及大斜度井。基于卡点深度计算原理，运用胡克定律，利用上提、下放过程中相同钩载条件下管柱在井眼内所受摩擦阻力大小相等、方向相反的特点，推导了可消除套管内管柱摩擦阻力影响的卡点深度计算公式，同时提出了该计算公式配套的操作方法和实施步骤。实践证明，该方法计算卡点深度结果准确，具有较强的实用价值。
2021, 43(1): 39-47.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.007
摘要:
井漏是钻完井过程中的复杂工程问题之一，而裂缝性储层段的井漏又会严重损害储层并降低建井综合效益。采用堵漏材料封堵漏失通道是裂缝性地层工作液漏失控制的主要方式，其关键在于形成结构稳定且高承压的裂缝封堵层。具架桥功能刚性堵漏材料的抗压能力主导着裂缝封堵层的结构稳定性及承压能力，然而当前尚缺乏可操作性的刚性堵漏材料抗压能力的实验测试方法。为此以破碎率为评价指标，建立了刚性堵漏材料抗压能力评价方法，以地层最小主应力与孔隙压力差值为依据设置实验压力，以满足深井超深井钻井堵漏刚性材料评价需求；考虑刚性颗粒裂缝内架桥的缝宽/粒径比关系，利用钻井堵漏刚性材料抗压能力测试仪，在室温条件下开展了刚性堵漏材料抗压能力测试实验。实验结果表明，常用刚性堵漏材料破碎率排序为方解石＞石英砂＞核桃壳＞有机高分子材料＞陶粒；对于同种刚性堵漏材料的破碎率，粒度偏粗材料＞粒度偏细材料、单层铺置＞双层铺置＞三层铺置。分析指出，刚性堵漏材料在高裂缝闭合压力下的压缩破碎是深层裂缝性地层堵漏易于反复失效的一个重要因素。因此，对于深层裂缝性地层钻井堵漏，有必要考虑开展原地条件和工程作业环境下的刚性堵漏材料抗压能力测试，并选择合适的刚性堵漏材料。
井漏是钻完井过程中的复杂工程问题之一，而裂缝性储层段的井漏又会严重损害储层并降低建井综合效益。采用堵漏材料封堵漏失通道是裂缝性地层工作液漏失控制的主要方式，其关键在于形成结构稳定且高承压的裂缝封堵层。具架桥功能刚性堵漏材料的抗压能力主导着裂缝封堵层的结构稳定性及承压能力，然而当前尚缺乏可操作性的刚性堵漏材料抗压能力的实验测试方法。为此以破碎率为评价指标，建立了刚性堵漏材料抗压能力评价方法，以地层最小主应力与孔隙压力差值为依据设置实验压力，以满足深井超深井钻井堵漏刚性材料评价需求；考虑刚性颗粒裂缝内架桥的缝宽/粒径比关系，利用钻井堵漏刚性材料抗压能力测试仪，在室温条件下开展了刚性堵漏材料抗压能力测试实验。实验结果表明，常用刚性堵漏材料破碎率排序为方解石＞石英砂＞核桃壳＞有机高分子材料＞陶粒；对于同种刚性堵漏材料的破碎率，粒度偏粗材料＞粒度偏细材料、单层铺置＞双层铺置＞三层铺置。分析指出，刚性堵漏材料在高裂缝闭合压力下的压缩破碎是深层裂缝性地层堵漏易于反复失效的一个重要因素。因此，对于深层裂缝性地层钻井堵漏，有必要考虑开展原地条件和工程作业环境下的刚性堵漏材料抗压能力测试，并选择合适的刚性堵漏材料。
2021, 43(1): 48-53.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.008
摘要:
长庆苏里格气田是典型的致密砂岩气田，水平井开发技术从2008年以来通过技术攻关得到了一定规模的应用。早期受工艺技术限制的影响，现场主要应用的是裸眼完井不动管柱水力喷射分段压裂技术，后期为了提高致密气水平井单井产量，优化完井方式形成了固井完井桥射联作多簇射孔分段压裂技术，压裂增产效果提升显著。通过对2种完井方式的特点、应用情况进行对比分析，对近10年来的开发效果进行了定量评价，总结了苏里格致密气田水平井开发的经验，为气田后期开发及国内类似气藏开发提供依据。
长庆苏里格气田是典型的致密砂岩气田，水平井开发技术从2008年以来通过技术攻关得到了一定规模的应用。早期受工艺技术限制的影响，现场主要应用的是裸眼完井不动管柱水力喷射分段压裂技术，后期为了提高致密气水平井单井产量，优化完井方式形成了固井完井桥射联作多簇射孔分段压裂技术，压裂增产效果提升显著。通过对2种完井方式的特点、应用情况进行对比分析，对近10年来的开发效果进行了定量评价，总结了苏里格致密气田水平井开发的经验，为气田后期开发及国内类似气藏开发提供依据。
2021, 43(1): 54-58.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.009
摘要:
页岩气开发利用是我国能源结构优化和大气环境质量改善的重要支撑。但油基岩屑无害化资源化处置、采出水达标处理、高噪音、温室气体排放和土地占用等页岩气绿色开发关键技术仍未彻底解决，且我国页岩气开发尚处初始阶段，生态环境保护规范和技术尚需完善。为了给未来页岩气更大范围的开发提供借鉴，对地表环境敏感、地下水文地质条件复杂的南川页岩气田开发过程面临的生态环境问题进行了分析；在已有技术基础上，对集约化用地和网电钻井压裂等污染源头减量，全井筒气密封检测技术、进流程测试技术和双节流+湿气计量采气技术等污染过程防控，油基岩屑规模化水泥窑协同处置和采出水压裂回用等废物综合利用，采出水达标处理等技术进行了优化研究。现场实践效果表明，该技术系列达到了“节能、降耗、减污、增效”的目标，取得了良好的现场应用成效，为我国其他区块页岩气绿色开发提供借鉴。
页岩气开发利用是我国能源结构优化和大气环境质量改善的重要支撑。但油基岩屑无害化资源化处置、采出水达标处理、高噪音、温室气体排放和土地占用等页岩气绿色开发关键技术仍未彻底解决，且我国页岩气开发尚处初始阶段，生态环境保护规范和技术尚需完善。为了给未来页岩气更大范围的开发提供借鉴，对地表环境敏感、地下水文地质条件复杂的南川页岩气田开发过程面临的生态环境问题进行了分析；在已有技术基础上，对集约化用地和网电钻井压裂等污染源头减量，全井筒气密封检测技术、进流程测试技术和双节流+湿气计量采气技术等污染过程防控，油基岩屑规模化水泥窑协同处置和采出水压裂回用等废物综合利用，采出水达标处理等技术进行了优化研究。现场实践效果表明，该技术系列达到了“节能、降耗、减污、增效”的目标，取得了良好的现场应用成效，为我国其他区块页岩气绿色开发提供借鉴。
2021, 43(1): 59-69.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.010
摘要:
为了研究凝析气藏开发过程中凝析油的形成机理和微观赋存状态，开展碎屑岩储层多孔介质和碳酸盐岩储层缝洞介质凝析气藏压力衰竭实验，对不同压力衰竭阶段的储层岩心进行微米CT扫描，并对CT扫描图像中的油/气/岩石骨架进行识别和分割，得到油、气在孔隙和缝洞中的三维空间分布状态，通过图像处理和计算结果分析，对凝析气藏不同储层不同开发阶段凝析油赋存形态和位置进行表征。研究表明：在碎屑岩储层多孔介质内，衰竭过程中形成的凝析油主要以单孔状态和油膜状态赋存(占比超过90%)，多孔状油占比很少，没有网络状油，整体来说，油相高度分散在孔隙和喉道中；而在碳酸盐岩储层缝洞介质内，压力衰竭过程中形成的凝析油主要以网络状和多孔状赋存(占比超过85%)，油相分布相对集中，网络状和多孔状凝析油通过油膜连接，压力衰竭过程主要是油相由多孔状、单孔状和油膜状向网络状转变的过程；在压力衰竭过程中，随着凝析油增多，油相会向岩石壁面靠近，当凝析油开始产出，油相会远离岩石壁面，随着油相的产出，油相减少，凝析油在表面张力的作用下向岩石壁面靠近。本研究为凝析气藏开发方案制定和提高凝析气藏采收率提供了理论支撑。
为了研究凝析气藏开发过程中凝析油的形成机理和微观赋存状态，开展碎屑岩储层多孔介质和碳酸盐岩储层缝洞介质凝析气藏压力衰竭实验，对不同压力衰竭阶段的储层岩心进行微米CT扫描，并对CT扫描图像中的油/气/岩石骨架进行识别和分割，得到油、气在孔隙和缝洞中的三维空间分布状态，通过图像处理和计算结果分析，对凝析气藏不同储层不同开发阶段凝析油赋存形态和位置进行表征。研究表明：在碎屑岩储层多孔介质内，衰竭过程中形成的凝析油主要以单孔状态和油膜状态赋存(占比超过90%)，多孔状油占比很少，没有网络状油，整体来说，油相高度分散在孔隙和喉道中；而在碳酸盐岩储层缝洞介质内，压力衰竭过程中形成的凝析油主要以网络状和多孔状赋存(占比超过85%)，油相分布相对集中，网络状和多孔状凝析油通过油膜连接，压力衰竭过程主要是油相由多孔状、单孔状和油膜状向网络状转变的过程；在压力衰竭过程中，随着凝析油增多，油相会向岩石壁面靠近，当凝析油开始产出，油相会远离岩石壁面，随着油相的产出，油相减少，凝析油在表面张力的作用下向岩石壁面靠近。本研究为凝析气藏开发方案制定和提高凝析气藏采收率提供了理论支撑。
2021, 43(1): 70-75.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.011
摘要:
CO2驱油与埋存具有经济效应和环保作用，计算CO2埋存潜力对油藏开发方案设计和安全封存意义重大。已有的潜力计算方法主要针对CO2的静态埋存潜力进行粗略估算，不能考虑油田的生产实际。为此，提出了一种基于组分闪蒸运算的CO2驱动态埋存潜力计算方法, 方法基于组分闪蒸运算，考虑了油田的生产实际和CO2驱的埋存机理，可以计算溶解CO2、束缚CO2、自由CO2和总的CO2埋存潜力。研究表明：随着埋存时间的增加，会有自由CO2转变成束缚CO2和溶解CO2；经历过水驱开发的油藏，地层水含量高，不能忽略CO2在地层水中的溶解。基于组分闪蒸运算的CO2驱动态埋存潜力计算方法可以计算不同种类油藏不同开发方式的动态埋存潜力，方法简单实用且符合生产实际。
CO2驱油与埋存具有经济效应和环保作用，计算CO2埋存潜力对油藏开发方案设计和安全封存意义重大。已有的潜力计算方法主要针对CO2的静态埋存潜力进行粗略估算，不能考虑油田的生产实际。为此，提出了一种基于组分闪蒸运算的CO2驱动态埋存潜力计算方法, 方法基于组分闪蒸运算，考虑了油田的生产实际和CO2驱的埋存机理，可以计算溶解CO2、束缚CO2、自由CO2和总的CO2埋存潜力。研究表明：随着埋存时间的增加，会有自由CO2转变成束缚CO2和溶解CO2；经历过水驱开发的油藏，地层水含量高，不能忽略CO2在地层水中的溶解。基于组分闪蒸运算的CO2驱动态埋存潜力计算方法可以计算不同种类油藏不同开发方式的动态埋存潜力，方法简单实用且符合生产实际。
2021, 43(1): 76-82.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.012
摘要:
柔性控制运转技术是一种合理的变速驱动技术，目的是改善游梁抽油系统采油工作过程，减少损耗，提高采油效率。为探寻柔性驱动应具有的抽油泵内阀球运动规律，分析了上冲程时固定阀的开启压力、阀球运动的受力特性、初始条件和边界条件；分析了常规圆速率(工况1)、椭圆速率(工况2)、椭圆短轴短边速率(工况3)、椭圆短轴长边速率(工况4)、椭圆长轴短边速率(工况5)、椭圆长轴长边速率(工况6)等6种驱动工况下固定阀阀球运动规律的优劣性，并得到了柔性驱动应具备的特点；最后通过台架试验验证了理论分析的正确性。研究表明：柔性驱动应具备3大特点；泵阀需要长时间具有良好的工作性能时，6种驱动工况中最佳驱动为工况2，最差驱动为工况6。
柔性控制运转技术是一种合理的变速驱动技术，目的是改善游梁抽油系统采油工作过程，减少损耗，提高采油效率。为探寻柔性驱动应具有的抽油泵内阀球运动规律，分析了上冲程时固定阀的开启压力、阀球运动的受力特性、初始条件和边界条件；分析了常规圆速率(工况1)、椭圆速率(工况2)、椭圆短轴短边速率(工况3)、椭圆短轴长边速率(工况4)、椭圆长轴短边速率(工况5)、椭圆长轴长边速率(工况6)等6种驱动工况下固定阀阀球运动规律的优劣性，并得到了柔性驱动应具备的特点；最后通过台架试验验证了理论分析的正确性。研究表明：柔性驱动应具备3大特点；泵阀需要长时间具有良好的工作性能时，6种驱动工况中最佳驱动为工况2，最差驱动为工况6。
2021, 43(1): 83-88.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.013
摘要:
真实的裂缝性储层水力压裂并非全是经典理论中的对称压裂，有的会形成复杂的压裂缝网，天然裂缝的存在导致地应力的改变是该现象形成的一个重要原因。目前对于水力裂缝与天然裂缝相交后延伸情况的研究，虽然有系统的理论和方法，但针对特定参数进行满足实际开发需求的定量研究尚未见报道。为此，在前人的理论基础上，改进了水力裂缝与天然裂缝相交作用准则，以鄂南油藏红河92井区为对象，绘制了该区块相交作用图版，分析水力裂缝延伸规律。同时进行了真三轴物理模拟实验，对比论证了相交作用图版的正确性，并为鄂南油藏红河92井区压裂施工提出建议，力求为油田实际开发设计提供理论依据和参数指导。
真实的裂缝性储层水力压裂并非全是经典理论中的对称压裂，有的会形成复杂的压裂缝网，天然裂缝的存在导致地应力的改变是该现象形成的一个重要原因。目前对于水力裂缝与天然裂缝相交后延伸情况的研究，虽然有系统的理论和方法，但针对特定参数进行满足实际开发需求的定量研究尚未见报道。为此，在前人的理论基础上，改进了水力裂缝与天然裂缝相交作用准则，以鄂南油藏红河92井区为对象，绘制了该区块相交作用图版，分析水力裂缝延伸规律。同时进行了真三轴物理模拟实验，对比论证了相交作用图版的正确性，并为鄂南油藏红河92井区压裂施工提出建议，力求为油田实际开发设计提供理论依据和参数指导。
2021, 43(1): 89-96.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.014
摘要:
深层及超深层缝洞型碳酸盐岩溶洞是油气的主要储集空间，压裂裂缝受地应力控制主要沿水平最大地应力方向扩展，并沟通该方向上的溶洞，其他方向的溶洞无法与井眼连通，导致井周储量动用程度低。根据碳酸盐岩储层伴生缝洞发育特点，提出循缝找洞的储层改造思想，即压裂过程中通过控制泵注压力注入流体，流体遵循原生天然裂缝的展布形态进行流动，形成相互连通的人工裂缝通道，沟通不同方向的多个溶洞，减少地应力对压裂裂缝形态的影响。通过构建含天然裂缝网络和溶洞的模型，采用TOUGH2-AiFrac耦合求解算法，研究天然裂缝数量、走向对压裂裂缝沟通溶洞的影响规律。结果显示天然裂缝走向对压裂裂缝扩展轨迹有较大影响，天然裂缝走向偏向溶洞有利于压裂裂缝沟通溶洞；不同数量、不同走向的天然裂缝网络能够有效连通不同方向的多个溶洞，说明能通过循缝找洞实现井周储量的高效动用。以循缝找洞思想为指导形成的技术方案现场应用85井次，2020年增加原油产量16.12万t，为深层及超深层缝洞型碳酸盐岩油气藏的改造增产提供了方向。
深层及超深层缝洞型碳酸盐岩溶洞是油气的主要储集空间，压裂裂缝受地应力控制主要沿水平最大地应力方向扩展，并沟通该方向上的溶洞，其他方向的溶洞无法与井眼连通，导致井周储量动用程度低。根据碳酸盐岩储层伴生缝洞发育特点，提出循缝找洞的储层改造思想，即压裂过程中通过控制泵注压力注入流体，流体遵循原生天然裂缝的展布形态进行流动，形成相互连通的人工裂缝通道，沟通不同方向的多个溶洞，减少地应力对压裂裂缝形态的影响。通过构建含天然裂缝网络和溶洞的模型，采用TOUGH2-AiFrac耦合求解算法，研究天然裂缝数量、走向对压裂裂缝沟通溶洞的影响规律。结果显示天然裂缝走向对压裂裂缝扩展轨迹有较大影响，天然裂缝走向偏向溶洞有利于压裂裂缝沟通溶洞；不同数量、不同走向的天然裂缝网络能够有效连通不同方向的多个溶洞，说明能通过循缝找洞实现井周储量的高效动用。以循缝找洞思想为指导形成的技术方案现场应用85井次，2020年增加原油产量16.12万t，为深层及超深层缝洞型碳酸盐岩油气藏的改造增产提供了方向。
2021, 43(1): 97-103.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.015
摘要:
深层页岩受埋深影响储层地应力高，水平应力差异大，压裂裂缝延伸困难，改造体积受限，同时压裂时缝内净压力小，天然裂缝张性和剪切破坏难度增大，缝网复杂度偏低。通过构建简化三维Wiremesh模型，考虑正交天然裂缝和深层页岩力学性质，推导不同方向裂缝净压力分布，采用Richtmyer线性化方法编程求解，最终获取了不同参数下缝网体积变化特征。研究结果表明：增加施工时间，缝网体积近似呈线性增加，椭圆长轴与短轴的轴比持续增大，但后期短轴方向延伸有限；提高施工排量时裂缝半长及缝网波及体积随之增大，压裂效率显著提高；压裂液黏度增大导致缝宽增大，缝长减小，缝网体积明显减小；均匀地应力场条件裂缝在各个方向上均较好地扩展，长轴和短轴相当，改造体积较小。基于深层页岩压裂缝网体积模型优化后的压裂方案在涪陵页岩气田江东区块深井现场应用30井次，压后G函数曲线分析表明裂缝复杂度高，测试压力和测试产量较高，取得了理想的应用效果，该研究为深层页岩气藏增产改造提供了技术支撑。
深层页岩受埋深影响储层地应力高，水平应力差异大，压裂裂缝延伸困难，改造体积受限，同时压裂时缝内净压力小，天然裂缝张性和剪切破坏难度增大，缝网复杂度偏低。通过构建简化三维Wiremesh模型，考虑正交天然裂缝和深层页岩力学性质，推导不同方向裂缝净压力分布，采用Richtmyer线性化方法编程求解，最终获取了不同参数下缝网体积变化特征。研究结果表明：增加施工时间，缝网体积近似呈线性增加，椭圆长轴与短轴的轴比持续增大，但后期短轴方向延伸有限；提高施工排量时裂缝半长及缝网波及体积随之增大，压裂效率显著提高；压裂液黏度增大导致缝宽增大，缝长减小，缝网体积明显减小；均匀地应力场条件裂缝在各个方向上均较好地扩展，长轴和短轴相当，改造体积较小。基于深层页岩压裂缝网体积模型优化后的压裂方案在涪陵页岩气田江东区块深井现场应用30井次，压后G函数曲线分析表明裂缝复杂度高，测试压力和测试产量较高，取得了理想的应用效果，该研究为深层页岩气藏增产改造提供了技术支撑。
2021, 43(1): 104-109.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.016
摘要:
人工压裂是致密油藏增产提液的重要手段，准确评价人工裂缝导流能力是进一步开展产能预测的基础。常规室内实验采用均匀铺砂方式无法准确模拟实际储层人工裂缝从井底到远端支撑剂浓度逐渐降低的分布特征，通过开展5种类型沉积岩岩板(滩坝砂、砂砾岩、浊积岩和2种露头岩心)多段非均匀铺砂导流能力测试实验，测试了主裂缝非均匀铺砂模式下的导流能力，并从岩石成分和粒度组成的角度分析了不同沉积岩导流能力产生差异的原因。实验结果表明，非均匀铺砂方式相比于均匀铺砂平均导流能力低4.7~8.5个百分点；当闭合应力为60 MPa时，滩坝砂储层导流能力损失最小，浊积岩储层居中，砂砾岩储层损失最大，导流能力损失率为38.9%~53.7%；其原因是不同沉积岩的抗压能力不同，导致支撑剂嵌入深度不同，从而引起导流能力差异，这为不同类型致密储层保持合理地层压力提供了依据。
人工压裂是致密油藏增产提液的重要手段，准确评价人工裂缝导流能力是进一步开展产能预测的基础。常规室内实验采用均匀铺砂方式无法准确模拟实际储层人工裂缝从井底到远端支撑剂浓度逐渐降低的分布特征，通过开展5种类型沉积岩岩板(滩坝砂、砂砾岩、浊积岩和2种露头岩心)多段非均匀铺砂导流能力测试实验，测试了主裂缝非均匀铺砂模式下的导流能力，并从岩石成分和粒度组成的角度分析了不同沉积岩导流能力产生差异的原因。实验结果表明，非均匀铺砂方式相比于均匀铺砂平均导流能力低4.7~8.5个百分点；当闭合应力为60 MPa时，滩坝砂储层导流能力损失最小，浊积岩储层居中，砂砾岩储层损失最大，导流能力损失率为38.9%~53.7%；其原因是不同沉积岩的抗压能力不同，导致支撑剂嵌入深度不同，从而引起导流能力差异，这为不同类型致密储层保持合理地层压力提供了依据。
2021, 43(1): 110-115.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.017
摘要:
南苏丹ANANAS区块部分大尺寸套管井采用土酸和桥塞酸化工艺解堵增产，但土酸反应过快，桥塞管柱操作复杂且存在酸液泄漏风险，因此亟需研制大尺寸套管井多级酸化技术。通过设计小截面定活塞、分离进液口与注酸口、选定T型密封圈密封注酸口，研制了新型注酸器；通过酸液缓蚀性能评价、络合性能测试及配伍性试验，优选出一种适用于该区块储层的HV缓速酸液体系。室内试验表明：新型注酸器开启压力高达8 MPa以上，能使Ø147 mm封隔器稳定坐封；理论上单趟管柱可酸化15段且可用于套管验漏；HV缓速酸液体系缓蚀性能优于常规土酸体系，能够有效络合储层金属离子，抑制二次沉淀产生，与多种添加剂配伍性能良好。该技术可用于大尺寸套管井3段以上酸化增产，采用HV缓速酸体系能有效扩大酸液作用距离，解除近井地带伤害，措施效果显著，建议今后考虑转向酸压，以进一步提高储层改造程度。
南苏丹ANANAS区块部分大尺寸套管井采用土酸和桥塞酸化工艺解堵增产，但土酸反应过快，桥塞管柱操作复杂且存在酸液泄漏风险，因此亟需研制大尺寸套管井多级酸化技术。通过设计小截面定活塞、分离进液口与注酸口、选定T型密封圈密封注酸口，研制了新型注酸器；通过酸液缓蚀性能评价、络合性能测试及配伍性试验，优选出一种适用于该区块储层的HV缓速酸液体系。室内试验表明：新型注酸器开启压力高达8 MPa以上，能使Ø147 mm封隔器稳定坐封；理论上单趟管柱可酸化15段且可用于套管验漏；HV缓速酸液体系缓蚀性能优于常规土酸体系，能够有效络合储层金属离子，抑制二次沉淀产生，与多种添加剂配伍性能良好。该技术可用于大尺寸套管井3段以上酸化增产，采用HV缓速酸体系能有效扩大酸液作用距离，解除近井地带伤害，措施效果显著，建议今后考虑转向酸压，以进一步提高储层改造程度。
2021, 43(1): 116-122.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.018
摘要:
新疆油田某油区内出砂稠油热采井普遍采用割缝筛管进行简易防砂，割缝筛管缝宽设计缺乏依据，防砂后油井产能损失严重，亟需开展割缝筛管缝宽设计的相关研究。模拟目标油区稠油、地层水携砂流动与地层砂条件开展割缝筛管挡砂堵塞实验，分析不同缝宽割缝筛管在稠油堵塞以及稠油与地层砂复合堵塞条件下渗透率变化规律与挡砂情况，结合防砂性能指标定量评价完成缝宽优化。研究结果表明，割缝筛管在稠油堵塞和复合堵塞阶段均发生明显的渗透率损失，堵塞平衡后筛管渗透率均降至0.3 μm2以下；提高割缝宽度，筛管在挡砂过程中渗透率增高，渗透率损失幅度和损失速度均呈现降低趋势，但降低缝宽有利于提高筛管挡砂率；对于目标油区中值粒径0.25 mm地层砂，割缝宽度0.30 mm筛管综合防砂性能最好。割缝宽度的优化研究考虑了稠油热采井出砂时间，可为该类油井防砂后产能评价与防砂介质精度优化提供参考和借鉴。
新疆油田某油区内出砂稠油热采井普遍采用割缝筛管进行简易防砂，割缝筛管缝宽设计缺乏依据，防砂后油井产能损失严重，亟需开展割缝筛管缝宽设计的相关研究。模拟目标油区稠油、地层水携砂流动与地层砂条件开展割缝筛管挡砂堵塞实验，分析不同缝宽割缝筛管在稠油堵塞以及稠油与地层砂复合堵塞条件下渗透率变化规律与挡砂情况，结合防砂性能指标定量评价完成缝宽优化。研究结果表明，割缝筛管在稠油堵塞和复合堵塞阶段均发生明显的渗透率损失，堵塞平衡后筛管渗透率均降至0.3 μm2以下；提高割缝宽度，筛管在挡砂过程中渗透率增高，渗透率损失幅度和损失速度均呈现降低趋势，但降低缝宽有利于提高筛管挡砂率；对于目标油区中值粒径0.25 mm地层砂，割缝宽度0.30 mm筛管综合防砂性能最好。割缝宽度的优化研究考虑了稠油热采井出砂时间，可为该类油井防砂后产能评价与防砂介质精度优化提供参考和借鉴。
2021, 43(1): 123-130.
doi: 10.13639/j.odpt.2021.01.019
摘要:
铁基金属玻璃是一种以金属材料为主的非晶材料，不存在面、位、点等晶体缺陷。介绍铁基金属玻璃的化学成分、力学和磁学性能和防腐、去污降解机理，基于油气田开发领域防腐、污水处理、老化油处理、压裂返排液处理、钻井液无害化处理等方面现状，提出铁基金属玻璃特有的高弹性、高强度、强软磁性、耐腐蚀、抗撞击、耐冷热等性能，展现了在油气田开发领域具有广泛的应用前景。
铁基金属玻璃是一种以金属材料为主的非晶材料，不存在面、位、点等晶体缺陷。介绍铁基金属玻璃的化学成分、力学和磁学性能和防腐、去污降解机理，基于油气田开发领域防腐、污水处理、老化油处理、压裂返排液处理、钻井液无害化处理等方面现状，提出铁基金属玻璃特有的高弹性、高强度、强软磁性、耐腐蚀、抗撞击、耐冷热等性能，展现了在油气田开发领域具有广泛的应用前景。
