VC调用MATLAB在钻井三维图像处理中的应用

本文介绍了利用VC调用MATLAB对钻井信息进行分析的一种方法,将钻井资料用丰富的二维、三维图像表达出来,对实际的工作有很好的指导意义。     

疏松砂岩储层水平井安全钻井周期确定研究

疏松砂岩层段打开井眼后有一个井眼收缩过程,井壁周围的围岩由于蠕变而逐渐向井眼收缩变形,导致缩径、卡钻以及下套管遇阻甚至挤毁套管等事故的发生。通过对渤中某区块砂岩储层的岩心进行蠕变试验,得到了蠕变方程及蠕变参数,结合地应力、钻井液密度以及蠕变参数对缩径率的影响,运用FLAC3D软件进行数值模拟计算,得到了该区块疏松砂岩水平井井眼变形随时间变化的规律,确定了疏松砂岩层水平井水平段安全钻井周期。结果表明该区块钻水平井时可以不考虑蠕变引起的钻井安全周期问题。     

用离散颗粒流数值模拟方法预测气井金属网布筛管冲蚀寿命

深水气井生产过程中高速流体携带储层砂粒冲蚀筛管易造成筛管防砂失效。目前室内挂片冲蚀实验仅考虑网布因素,预测的筛管冲蚀寿命误差较大。以气井出砂中常用的金属网布筛管为研究对象,建立全结构三维金属网布筛管数值模拟模型,利用离散颗粒流DPM方法模拟砂粒在筛管中流动冲蚀过程,分析不同流速和浓度下砂粒对金属网布速度分布和冲蚀速率影响,预测金属网布筛管冲蚀寿命。研究发现:(1)筛管冲蚀速率与流体速度呈指数关系,与含砂浓度呈线性关系;流速和含砂浓度越大,冲蚀速率越大;(2)筛网各层结构流速和冲蚀速率不同,入口流速0.5~2.0 m/s之间,第1层筛网流速和冲蚀速率是入口流速和冲蚀速率的2.32~4.20倍和10.91~15.96倍,第2层筛网流速和冲蚀速率是入口速度和冲蚀速率的1.60~2.10倍和3.00~5.58倍;(3)筛管冲蚀破坏首先发生在第1层筛网,筛管结构造成第1层筛网流速扩大是筛网冲蚀破坏的主要原因。利用离散流数值模拟方法预测不同流速下筛网冲蚀寿命,与现场监测寿命值对比,最小误差2.0 %。该方法为气井金属网布筛管出砂冲蚀寿命预测提供新的技术手段。     

页岩诱导性裂缝漏失压力动力学模型

现有的诱导裂缝漏失压力模型只能判断裂缝是否开裂,无法分析裂缝开裂后裂缝宽度变化对漏失压力的影响。为此,首先建立了诱导裂缝在有效内压下裂缝宽度变化的计算方法 ;然后结合井底流体稳态扩散方程,在考虑漏失速度系数、裂缝宽度、流体黏度、井眼半径等影响因素的基础上,建立了流体在裂隙中稳态扩散的漏失压力动力学模型;最后以四川盆地焦石坝页岩气田的岩石力学性质及现场监测漏失速度为参数,计算了漏失压力的动态变化情况。结果表明:(1)井筒液柱压力与地层压力作用下的正压差是引发诱导性裂缝漏失的主要原因,现场施工中见漏就堵人为造成裂缝扩大的方法不可取;(2)诱导性裂缝漏失压力随时间改变而发生动态变化,裂缝宽度和漏失速度随漏失压力增加而增大;(3)存在着发生严重漏失的裂缝宽度临界值,漏失压差保持不变时,裂缝宽度与漏失速度呈幂指数变化关系。结论认为,现场应用效果证明了该模型的可行性,对于页岩诱导裂缝漏失可以采用控制漏失压力的方式来减小裂缝宽度,进而达到控制漏失的效果。     

超临界二氧化碳压裂过程中注入压力对致密砂岩力学特征的影响

针对致密砂岩气藏采用超临界二氧化碳压裂技术开发中,未考虑二氧化碳流体对储层岩石力学影响,从而导致设计压裂施工参数与现场实际不吻合问题,取苏里格气田2 800 m左右石盒子组地层岩心,在围压38 MPa、温度85 ℃下,模拟地层条件开展超临界二氧化碳压裂致密砂岩岩石力学特征实验,测试二氧化碳注入压力从3 MPa增加到35 MPa,然后加轴向压力至岩石破坏,获得致密砂岩岩石应力—应变曲线。研究表明,随超临界二氧化碳注入压力增大,致密砂岩抗压强度、弹性模量均减小,泊松比则增加,脆性指数先略微增大而后呈减小趋势。拟合出脆性指数与二氧化碳注入压力的关系式,相关系数为0.903 6,注入压力为4.55 MPa时脆性指数极值为0.483 5。超临界二氧化碳压裂时应考虑注入压力对岩石力学参数的影响,弹性模量、泊松比、脆性指数等岩石力学参数影响致密砂岩裂缝起裂及扩展规律。     

中国陆相页岩油钻井技术发展现状与前景展望

自2008年美国率先在页岩油藏钻井领域取得突破后,中国各大能源企业以及相关部门展开了一系列关于页岩油藏的勘探开发工作。页岩油钻井存在大位移水平井造斜难、井壁不稳定、井眼轨迹控制精度要求高、地层可钻性差、机械钻速低等难点,亟待突破。通过文献调研,综述了中国已完钻陆相页岩油井分布情况、技术难点及中国陆相页岩油藏钻井技术现状。从实现页岩油商业化开发、国外先进技术、国内存在的技术难点及现阶段进展等方面展望了工厂化钻井技术于中国陆相页岩资源开发的重要意义。     

寒带海域永冻层的力学特性对油气钻井的挑战

全球海洋油气勘探开发活动目前主要集中在热带和温带地区，但随着世界能源发展格局的变化以及油气需求量的不断增长，寒带海域的油气资源越来越受到关注和重视。永冻层所具有的力学性质特殊性，给寒带海域油气开采带来了极大的困难与挑战，目前国内对于寒带海域油气钻井技术鲜见报道。为此，通过调研国内外的文献资料，分析了永冻层在不同状态下的力学特性及其在井筒安全、钻井平台、钻井液体系、固井和天然气水合物等方面所存在的风险，综合阐述了套管隔热、优快钻井、低温钻井液、低温固井及钻井平台设计等永冻层油气钻井关键工艺及配套技术的现状。研究结果表明：①永冻层所在的环境温度对其力学性质较为敏感，温度是稳定永冻层力学性质以及实现安全快速钻井的关键因素；②合理而高效的保温隔热技术、低温流体工艺技术和抗冰钻井平台技术是确保海域永冻层钻井顺利实施的核心技术。结论认为，寒带海域油气资源丰富，在弄清永冻层分布特征和力学特性的基础上，研发并掌握寒带海域相关钻井技术对于提高我国海洋钻井技术的国际竞争力具有重要的意义。     

盐层套管使用寿命分析

盐层具有流变特性，由于盐层的蠕变会使套管产生一个非常大的非均匀外挤力，使得盐层是套管危险最大的地层。通过取自中原油田盐层的蠕变试验，建立了盐层流变方程，同时分析了套管在非均匀地应力作用下的套管外载及套管在非均匀外载作用下套管的抗外挤强度，并对盐层套管使用寿命进行了分析计算；计算精度可达80％。     

鄂尔多斯盆地马家沟组地层可钻性研究及应用

鄂尔多斯盆地马家沟组地层岩性致密坚硬、机械钻速低和钻井周期长,严重制约了油田的钻探开发效率.在对马家沟组地层实钻岩心进行室内可钻性试验及抗压强度试验的基础之上,建立了该地区马家沟组岩石可钻性与声波测井问关系的数学模型,并依据所确定的岩石可钻性分布规律,进行了钻头优选.结果表明:马家沟组地层可钻性级别为6～8级,整体属于...     

史密斯膨胀锥整形临界参数指标研究

鉴于目前对整形工具的选用规格和避免套管损伤的最大整形量还没有明确定论的现状,通过显式动力有限元程序LS-DYNA模拟膨胀锥整形过程,分析套管和水泥环的应力扩张趋势,确定了整形过程中膨胀锥应用规格和最大可整形量等临界指标。建模时切向接触条件使用Cou-lomb摩擦模型,在模型的顶面边界和底面边界施加垂直方向约束。研究结果认为,屈服强度和工程需求内径是决定膨胀锥整形临界指标的主要因素,修套过程中膨胀锥对套管和水泥环造成的破坏较大,相对于套管,水泥环更容易发生破坏。