钻井液泥饼强度评价研究

在建立泥饼物理模型的基础上,利用泥饼强度测试仪测定单位厚度的泥饼被水流冲破的时间来定量评价泥饼强度.用此方法研究了泥饼强度与黏土类型和加量、泥饼渗透性间的关系,评价了几种钻井液的泥饼强度.结果表明,该仪器可靠性强、操作简单.能准确评价各种钻井液的泥饼强度.     

微电极测井的三维有限元数值模拟

利用三维有限元法计算了微电极测井仪的电场、电流分布。为模拟微电极测井仪的电场分布,建立了低电阻率泥岩中存在高电阻率渗透性砂岩层时的三维有限元模型。为定量了解微电极系测井曲线与泥饼厚度的关系,建立了泥饼厚度在0.001～5cm变化的模型,并计算了相应的微电极测井响应。计算结果表明,当泥饼厚度小于1.08cm时,微电极测井曲线的正幅度差随泥饼厚度迅速增大,在泥饼厚度为1.08cm处达到峰值,之后正幅度差随泥饼厚度的增大而逐渐减小。为定量了解微电极测井曲线与泥饼电阻率的关系建立了泥饼电阻率在0.01～10Ω.m变化时的模型。在已知钻头程序和井径曲线的情况下可以精确确定泥饼的电阻率值,这对测井曲线的环境校正具有重要意义。     

泥饼质量评价方法探讨

分析了API滤失试验的缺点和确定泥饼质量的关键因素,介绍了用泥饼强度、泥饼渗透率和泥饼厚度评价泥饼质量的试验方法。讨论了泥饼质量评价参数对钻井工艺和油气层保护的指导意义。通过对吐哈丘陵油田两口井泥饼质量的评价,结果表明该试验方法能对井下泥饼质量作出正确评价,而且钻井液颗粒粒径分布对泥饼质量有很大影响,可通过调整钻井液颗粒粒径分布形成薄而致密的泥饼。     

泥饼流变模型的研究

对钻柱压入泥饼的力学特性和过程进行定量描述，并对泥饼质量提出定量要求。方法：应用流变力学理论，确定泥饼的流变力学特性，建立描述泥饼力学性质的流变模型。     

单井油层质量评价及其产能预测

单井油层质量评价及其产能预测是单井储集层描述与评价的重要内容，提供了一种新的油层质量评价及其产能预测的方法，能充分利用现有常规测井资料，在准确计算各储层参数的基础上，从岩性特征、孔隙流体性质、可动油等参数较全面地对储集层进行精细描述，并建立了乙判别因子，将油层分为非生产层、人工措施层、低产层、中产层和高产层五类，以便正确判别油层质量。建立了产能评价指数与采油指数之间的定量关系，可以对油层产能进行预测     

泥饼质量的影响因素研究

采用DL-Ⅱ型泥饼针入度仪及泥饼黏附系数仪,对黏土含量、密度、加重剂种类、不同添加剂的加量对水基钻井液高温高压泥饼参数的影响进行了研究。得到的实验数据显示,黏土含量为5%时钻井液的泥饼质量最好;钻井液的密度越大,其泥饼的强度越高,渗透率也越大,泥饼的实际厚度及润滑系数在密度为1.50 g/cm3处表现为最佳;密度越大的材料加重的钻井液的泥饼质量越差;无机盐类使泥饼质量整体特性变差;包被剂对改善泥饼的渗透率及润滑性有一定的作用;降滤失剂和稀释剂能从整体上改善泥饼质量。由于不同体系、不同密度的水基钻井液的泥饼质量的影响因素各不相同,因此在现场施工中需仔细研究所用钻井液各主要组分的用量及其性质特点。     

地层异常压力的定量评价方法

地层异常压力是油气勘探中重要的研究课题。文中介绍了地层异常压力定量评价的3种方法——当量深度法、比率法和伊顿法。当地层压力较低时（压力系数小于1.4)，伊顿法和比率法的结果较为准确；当地层压力较高时（压力系数大于1.4)，适合用当量深度法。这3种方法都是建立在正常的压实曲线之上的，使用中应合理地选择压实参数，建立其正常的压实曲线。     

泥饼特性测试系统应力应变曲线的定义分析

在钻井液工程技术领域中，钻井液（泥浆）的造壁性结果会形成泥饼，研究分析造壁特性主要靠分析泥饼的特性。ＮＢＣ－Ｉ型是专门用于泥饼特性测试的仪器测量系统。文章对该系统测得的泥饼应力应变曲线进行了分析定义，测试系统通过对数据处理可按定义分析出各项参数结果，为科学评价钻井液的造壁性提供了一种途径。     

运用核磁共振录井技术评价砂砾岩体储层

核磁共振录井技术是通过测量岩样内氢核的横向弛豫时间（T2）的大小及其分布,实现在现场及时准确地获取储层物性参数的一项技术。该技术的特点是对岩屑样品的分析独具特色,测量结果不受样品颗粒大小的影响,分析快速．一次分析可提供多项参数,且分析结果准确。研究证实,核磁T2分布与由毛管压力曲线得到的孔喉半径分布在反映岩石的孔隙结构方面具有一致性,弥补了岩心毛管压力曲线数据的不足,为核磁共振技术进行孔隙结构的定量评价提供了新的方法．通过寻找T2几何平均值与孔隙结构参数之间的关系,建立了适合东营北带储层岩石孔隙结构评价的定量关系式．从而实现了利用核磁共振录井资料对岩石孔隙结构进行定量和快速评价。在此研究的基础上,结合测试层核磁物性资料．建立了东营北带储层核磁录井评价标准,在实际应用中取得了较好的效果。该技术在储层快速评价、油气水层综合解释等方面发挥了重要作用．对油田勘探工作具有一定的指导意义。     

高温高压泥饼胶结模拟评价系统的研制与应用

根据模拟实际钻井过程中泥饼的形成、冲洗液对泥饼的冲刷、固井液的动态顶替、固化胶结的实际情况,提出了仿真型高温高压泥饼胶结模拟评价系统的设计思路,研制了模拟评价系统,实现了对地层渗透性、井下温度、压力和钻井工作流体动态循环的模拟.该仪器可对钻井液泥饼、冲洗液、固井液胶结质量等多项性能进行评价.文章对该模拟系统的组成、结构、模拟实验方法、评价方法进行了简要介绍,阐述了其在研究钻井工作液的井下工作变化、钻井液、泥饼、冲洗液的实验室评价以及在影响固井界面胶结质量中的作用.     

微柱型聚焦测井仪测井响应模拟及应用

微柱型聚焦测井仪能够提供3条不同探测深度的原始测量曲线R_(B0)、R_(B1)、R_(B2),可以反映冲洗带电阻率、泥饼电阻率以及泥饼厚度。利用有限元方法对三维非均匀介质模型下微柱型聚焦测井仪进行建模分析,将偏微分方程定解问题转换为求取泛函极值问题。通过仿真计算,研究了微柱型聚焦测井仪的探测深度与探测范围,不同泥饼厚度、不同冲洗带与泥饼电阻率对比度下的测井响应。利用最小二乘方法对微柱型聚焦测井仪测量数据进行反演处理,得到冲洗带电阻率、泥饼电阻率以及泥饼厚度,在此基础上合成了微电位、微梯度曲线。实际资料处理证明该理论与方法可应用于测井资料处理,可对薄层以及油水层评价起到重要作用。     

精对苯二甲酸浆料压力过滤滤饼洗涤、脱水特性的试验研究

对精对苯二甲酸(PTA)浆料的压力过滤过程滤饼洗涤和脱水进行试验研究。对影响PTA滤饼洗涤及脱水的各因素进行分析,考察洗涤强度、洗涤量等操作参数对PTA滤饼洗涤效果的影响,获得PTA滤饼洗涤的数学模型;考察PTA滤饼脱水过程各操作参数对滤饼含湿率的影响,获得脱水时间、脱水压差等操作参数对PTA滤饼含湿率的影响规律。为开发PTA浆料一级压力过滤技术取代目前广泛使用的两级压力离心分离技术提供试验数据。     

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钻井过程中，在井壁上形成的动态滤饼不仅是安全、快速钻进的重要因素，而且动态滤饼的质量与油气层受伤害的程度，测井解释的准确性、油气井的产能等都有重大的影响，因此，动态滤饼一直为国内外众多石油界专家、工程技术人员所重视，对它的研究也未曾中断。渗透率及厚度是动态滤饼的两个重要物性参数，影响因素很多，错综复杂。准确测定动态滤饼的渗透率和厚度是必要的，但也是不易的。以往的实验测定方法，需要人力、物力与时间，费时费事。笔者利用人工神经网络原理，建立了动态滤饼的渗透率及厚度预测的神经网络模型。从ＳＷ－Ⅱ型高温高压动态污染仪测得的实验数据，通过ＢＰ算法，对动态滤饼的渗透率及厚度作出参数预测，其精度在９０％以上，表明该模型的正确性。利用此模型作动态滤饼的参数预测具有省时、省事，在计算机上易于实现，操作简单、快捷的特点，在现场生产及室内研究中，此模型具有广泛的应用前景。     

动态滤失过程中泥饼形成的研究

提出了一个泥饼形成的新模式。该模式指出:泥饼形成的速率与泥浆中颗粒的分布、泥浆的流变性和剪切速率有直接的关系。大颗拉和小颗粒可以同时沉积到泥饼的底部,而只有小颗粒才能沉积到泥饼的上部,这样形成的泥饼具有非均质性。当泥浆中最小颗粒沉积到泥饼上后,泥饼的厚度即会达到动态平衡,从而使滤失速率也达到动态平衡。     

泥饼形成预测模型及影响因素分析

在钻井完井过程中,工作液的滤失将会造成复杂的井下情况和油气层损害。泥饼的形成对井眼安全、快速钻进及储层保护起着重要作用。在分析泥饼形成机理的基础上,文中给出了预测泥饼厚度与工作液滤失量的数学模型,利用有限差分方法对模型进行了数值求解,实现了泥饼形成过程的数值模拟;同时,利用该模型分析了井眼与储层的压差、工作液固相质量分数、泥饼渗透率和环空流速对泥饼厚度及滤失速度的影响。研究认为:随着井眼与储层的压差、工作液中固相颗粒质量分数、泥饼渗透率的增加,泥饼厚度增大;随着环空流速的增加,泥饼厚度减小;在条件相同的情况下,随泥饼厚度的增加,工作液的滤失速度减小。     

煤层气近井煤缝壁面滤饼的结构与硬度特征及工程意义

煤层气近井部位钻完井液侵入形成的煤缝壁面滤饼结构,对压裂裂缝的起裂和延展具有较为复杂的制约关系。为了弄清煤缝壁面滤饼的结构与力学性状及其对压裂裂缝起裂延展的控制作用机制,基于矿井解剖、界面区微观结构SEM及元素EDS分析、矿相XRD测试以及界面硬度压痕法试验等手段,分析研究了煤层气近井煤缝壁面滤饼的组合方式、界面搭接结构、界面力学性状等制约压裂裂缝延展的关键因素。研究结果表明:①煤层气近井煤缝壁面与滤饼界面主要有煤岩—固井水泥滤饼搭接型、固井水泥滤饼—钻完井液滤饼—煤岩搭接型两种形式,前者界面结合相对更为紧密;②上述两种滤饼界面区的基材没有发生显著的物理化学变化,界面清晰、分界明显,均属于惰性接触界面;③压痕结果显示,煤岩—固井水泥滤饼搭接型界面材料维氏硬度规律为固井水泥滤饼煤岩搭接界面,而固井水泥滤饼—钻完井液滤饼—煤岩搭接型界面材料维氏硬度规律为固井水泥滤饼钻完井液滤饼搭接界面,硬度值能够较好地指示界面组合中的力学薄弱面;④从矿井解剖现场采集的样品证实,水力压裂期间压裂裂缝优先突破煤岩—钻完井液滤饼的界面。结论认为,该研究成果可以为煤储层水力压裂裂缝延展机制理论深化、压裂裂缝起裂延展模式的精准构筑、压裂效果评价等提供新的思路。     

压裂液动态滤失及滤饼溶解剂FCS的研究

用动态滤失实验研究了压裂液的滤失行为,滤饼的性质,滤饼对岩心渗透率的伤害及其解除方法。动态滤失及其伤害数据能够最大程度地模拟实际情况。实际的动态滤失行为、滤饼性质和渗透率伤害受到聚合物加量、液体类型与组成、温度及剪切速率、滤失压差和岩心物性等多方面因素的影响,其它因素的影响效果都与岩心物性密切相关。滤饼溶解剂FCS可用在压裂的预前置液或后处理液中,有效恢复由于聚合物在地层浓缩形成滤饼等造成的渗透率伤害。     

水平井裸眼完井条件下的油基钻井液滤饼解除技术

针对裸眼 筛管完井的水平井,为有效解除油基钻井液滤饼对储层和筛管的堵塞,开发出乳液型滤饼解除液.研制的油基钻井液滤饼解除液HCF是一种相对稳定的水包油乳液体系,其中水相由混合酸、清洗渗透剂、粘土稳定剂、缓蚀剂、乳化剂及防垢剂等组成,密度调节用KCl,该乳液体系在井底温度条件下,稳定性受到破坏,水相和有机相各自发挥其作用.油基钻井液滤饼解除液已在渤海湾稠油油田如绥中36-1油田、秦皇岛32-6油田、埕北油田和渤中25-1南油田的水平井或水平分支井进行了应用.室内评价和现场应用表明,该滤饼解除液使用方便、安全、解除滤饼效果明显,目前已在渤海湾稠油油田水平井中广泛应用.     

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章建立了一种多参数计算压裂液在双重介质中滤失速度的模型。该模型不仅考虑了影响滤失量的多种实验参数(如滤饼实验压差、实验中压裂液的粘度、滤饼稳定前的滤失系数、稳定后的滤失系数等)，而且考虑了压裂液在实际地层中滤失的三个区域：即演饼区、侵入区和油藏区对滤失速度的影响，并推导了压裂液在油藏区为双重介质渗流机理控制下滤失速度方程。通过联立求解三个区域组成的滤失速度方程组，清楚的得到了压裂液在三个滤失区域的压力、滤失速度随时间的变化关系。对比分析了双重介质和均质油藏下各个滤失区域的压力变化、滤失速度的变化，为天然裂缝地层滤失速度的计算提供了理论依据。     

电磁波电阻率测井的二维全参数反演

电磁波电阻率(EWR)测井仪可给出4条相位差和4条幅度比测井曲线,但它们的视电阻率值与相应的地层真值相差较大,要得到好的解释效果,还必须对它们做二维反演.在一组具有不同层厚、不同电阻率的23层数值模拟地层模型中正演计算了EWR的测井响应并分析了它们的性能,从它的8条曲线中挑选出了探测深度分布比较合理的5条.利用其中分辨率最高的P2曲线的一阶导数特征点提取的地层纵向边界数值的基础上,先对它们做纵向一维反演;利用一维反演结果作为二维反演模型的初值,采用适合于对地层几何参数和电参数同时进行反演的改进的阻尼型高斯-牛顿正则化算法,实现了EWR资料的二维全参数反演.该方法较好地重建了包括低电阻率环带在内的地层模型参数,开发了它的直观识别低电阻率环带的能力,提高了EWR的资料解释水平.