龙16井高温高压小井眼尾管固井技术

龙16井是四川盆地川北低平褶皱带九龙山构造上的一口重点预探井,原设计四开四完井身结构,213mm井眼钻至下二叠系志留系完钻。钻井过程中由于地质条件复杂,认识程度有限,纵向上分布多套产层并具有超高压特点,地层裂缝发育,多次出现涌漏同存复杂情况,被迫提前在飞仙关地层下入177.8mm套管固井以封隔上部复杂井段。为科学评价九龙山构造二叠系深部主要目的层和为油气开发创造条件,采用149.2mm钻头钻至5988.00m茅口组地层完钻并进行了尾管固井作业。固井作业前井下条件十分复杂,钻井液密度高达2.34g/cm3仍有强烈的油气显示,井温达139.6℃,该井固井集中体现了典型高温高压深井小井眼尾管固井的重大技术难点,该井的施工成功和各项配套工程技术措施的综合应用,为高温高压深井固井作业积累了可贵的经验。     

联探并采:非常规油气资源勘探开发持续发展自我救赎之路

非常规油气资源要实施大规模工程措施才能获得经济产量,但增加作业成本导致勘探开发利润微薄,加之安全环保要求日益严苛、油气价格低位徘徊,对投资者的信心造成了不小的打击,迫切需要用非常规的思维来指导非常规油气资源的勘探开发活动。为此构想:集成适合多种油气资源勘探开发的研究方法和作业技术,实现多种资源信息一并分析、多种资源作业一同施工、多种资源产出一起采集,把通常认为同井开采多种资源相互干扰降低单井产量的顾虑变成相互利用提高单井产量的动力,即多种油气资源联合勘探、一并开发,简称为联探并采。主要依据是油气资源赋存状况决定了联探并采的必然性,技术发展奠定了联探并采的可行性,目前的能源环境决定了联探并采的艰巨性和长期性。结论认为,尽管面临诸多困难,但上述构想不失为一种可行的选择,其实施效果表现为投入相对减少、产量相对增加、企业利润增加、投资者信心提升、能源综合利用效率提高、能源供给状况得以改善,对企业和国家均利大于弊。     

仿生绒囊钻井液煤层气钻井应用现状与发展前景

仿照细菌结构开发了含仿生绒囊的钻井液。CLY-A井欠平衡钻井表明,无需附加设备,调整钻井液密度0.8~1.0 g/cm3即可循环;CLY-B井空气钻井表明,空气钻井过程中添加不同绒囊处理剂,可实现空气、雾、泡沫和绒囊不停钻转换钻井工作流体;DFS-C井防漏堵漏钻井表明,分压、耗压、撑压方式可控制钻井液漏失速度;FL-D分支井钻井表明,该钻井液具有低剪切速率下高黏度和高剪切速率下低黏度的特性,能够提高井眼清洁效率和机械钻速;J-E井不同压力系统共存于同一裸眼的井下复杂处理表明,该钻井液可以提高低压井段承压能力,满足动态窄密度窗口地层安全钻井。绒囊钻井液应加强绒囊结构微观研究、绒囊钻井液类型开发和低密度循环极限评价等,满足更多地层条件钻井需要。     

稳定井壁封堵材料分类的研究进展

稳定井壁封堵材料种类众多,对其进行合理分类能为材料优选和稳定井壁效果评价提供依据。目前稳定井壁封堵材料主要以材料外观、力学性能、作用机制以及作用目的等进行分类,各种分类方法之间存在不同程度的交叉,导致同类材料封堵性能评价方法不同,不同类材料的封堵试验效果对比缺乏依据。为了确立同类材料的表征方法,建立不同类材料稳定井壁封堵效果的评价方法,提出以稳定井壁过程中封堵材料分子之间是否发生化学反应为依据,将材料分为物理封堵材料和化学封堵材料两大类。同时,按照封堵带作用形式将物理封堵材料细分为机械支护、桥接封堵、变形充填、泡沫堆积和成膜封堵等5小类;按照发生化学反应类型将化学封堵材料细分为交联封堵材料、胶凝封堵材料和沉淀封堵材料等3小类。该分类方法在一定程度上解决了因材料分类交叉所带来的封堵材料评价方法缺失和试验效果依据缺乏的难题,有利于在封堵作用机理基础上建立评价方法和标准,推动封堵学学科的发展。     

温敏形状记忆堵漏材料实验研究

为改善桥接堵漏材料自适应性及封堵效率,提高复杂裂缝性地层堵漏作业的成功率,基于温敏型形状记忆材料,研制了一种具有热激活特性的形状记忆堵漏剂,经过粉碎、造粒得到不同粒径的形状记忆堵漏剂颗粒。室内评价实验表明,新研制的温敏形状记忆堵漏剂具有良好的力学性能及形状记忆特性,堵漏剂颗粒高温激活后粒径增长率超过55%。裂缝封堵模拟实验表明,温度对温敏形状记忆堵漏剂的封堵效果具有显著影响,高温激活后封堵效果优于传统桥接堵漏材料。构建出一套具有较强自适应性的温敏形状记忆堵漏工作液配方,可成功封堵3～5 mm不同开度裂缝,具有高效自适应堵漏效果。      

基于有机盐钻井液的稳定井壁新技术应用研究

介绍了低密度基液和高密度基液的有机盐钻井液在克拉玛依、塔里木、华北等油田的应用典型实例。实例表明,有机盐钻井液具有低固相含量,强抑制性,较低静切力,维护处理简单等优点,而且钻井综合成本可以接受。但没有得到大面积推广应用的原因主要是自身单位成本较高,因此,有机盐钻井液推广应用的对策在于降低加重剂成本,开发配套处理剂,优化钻井液配方,研制更高水溶液密度的加重剂,增加开发商以促进竞争,加强有机盐微观作用机理研究以及重复利用废弃钻井液研究。     

有机酸盐水溶液流变特性研究

有机盐水溶液可用于钻完井作业的工作液,但因流变性特别是高温流变性研究存在一些争议影响其推广应用.利用RS-150高温流变仪,分别测定了Weigh2水溶液密度为1.25、1.26、1.29、1.30和1.32 g/cm3,温度在25、65、80、95、110、125℃下的500多个数据.研究认为Weigh2水溶液为塑性流体,得到宾汉模式本构方程,相关系数较高,相对误差较小,适应性较好;实验证实了Weigh2水溶液静切力的存在,为现场良好的悬浮能力提供了证据;发现任何密度溶液超过90℃时,塑性黏度趋于7 mPa·s,存在"塑性黏度高温趋同"现象.     

煤层气工作流体储层伤害评价方法的适宜性研究

目前,被普遍接受的煤层气工作流体储层伤害评价指标是渗透率变化值,其常用的渗透率测试方法多达6种,尚未见到采用实际测量方法对比研究6种测试方法适用性的成果报道。为此,在实验室内采用恒压法、恒流量法、岩屑脉冲衰减法、柱塞脉冲衰减法、压力振荡法和核磁共振法等6种方法,随机选取3组沁水盆地15号煤平行样品,对其在钻井液和压裂液伤害前后的渗透率进行测定,计算储层伤害前后的渗透率平均值和绝对储层伤害、相对储层伤害数据,进而采用简单排序法、一阶减元等序统计算法和测试原理分析法处理分析上述数据,通过绝对储层伤害和相对储层伤害排位的稳定性筛选适用的测试方法。研究结果表明:(1)恒压法和恒流量法实测的绝对储层伤害结果偏大,岩屑脉冲衰减法、柱塞脉冲衰减法和压力振荡法实测的结果偏小,核磁共振法实测的结果居中;(2) 6种方法实测的相对储层伤害分布无明显规律;(3)在煤层气储层伤害评价时,渗透率测试方法优先选择顺序为:岩屑脉冲衰减法恒流量法核磁共振法柱塞脉冲衰减法=压力振荡法=恒压法,这是由各种方法的测试机理所决定的。结论认为:(1)岩屑脉冲衰减法最适合用于测试煤层气储层基质的伤害程度,恒流量法最适合测量整体的伤害程度;(2)煤层气工作流体储层渗透率伤害程度室内评价适宜并行使用岩屑脉冲衰减法和恒流量法。     

流量替代渗透率评价破碎性储层工作流体伤害程度

若地层岩石整体强度偏低,在力学环境改变后岩石易破碎成不规则破裂体,则储存油气资源的此类破碎地层被称为破碎性储层。由于破碎性储层在纵向上存在着较强的非均质性,通过测试单个柱塞岩样在工作流体伤害前后的渗透率变化难以体现工作流体对储层的整体伤害程度。为此,利用达西定律先从理论上探讨用流量替代渗透率定量表征储层伤害程度的可行性,再开展单层开采、双层及三层并采的流量测试实验,评价工作流体对单层、多层储层的整体伤害程度,并将流量损害率与渗透率损害率进行对比以求证流量替代渗透率的可行性。研究结果表明:①单层开采时,流量损害率与渗透率损害率基本一致,渗透率损害率是流量损害率的一种特殊形式;②双层及三层并采时,单层各自稳定流量损害率与渗透率损害率接近,且流量损害率可以定量表征并采储层的整体伤害程度,而渗透率损害率则无法定量表证;③稳定流量损害率较累积流量损害率更接近渗透率损害率。结论认为,测定稳定流量可以替代测定渗透率评价工作流体对破碎性储层的伤害程度,从而为优选工程技术与评价工作流体的适应性提供了方法依据。     

裸眼井盐岩蠕变力学行为分析

盐岩蠕变对石油钻井危害性极大。利用有限元分析方法对井下盐岩的蠕变进行了计算分析，确定了裸眼井在非均匀地应力下，井眼的半径收缩量、蠕变闭合时间与井深、泥浆密度、地应力系数、不均匀系数、时间的关系。计算结果在现场钻井中符合较好。