适用于北部湾盆地易坍塌地层的水基钻井液研究

北部湾盆地存在大量易垮塌的复杂地层,钻井过程中容易发生井壁失稳问题.针对北部湾盆地W油田主要目的层的实际情况,为解决井壁失稳问题,减小对储层的伤害,研究改进水基钻井液配方,形成新型水基钻井液体系和储层改造液.实验测试结果显示,新型水基钻井液体系具有良好的封堵性、抑制性和携砂能力,有利于井壁稳定;储层改造液对储层岩心具有一定溶蚀作用,可有效增大孔喉,且酸化效果较好,岩心渗透率恢复值较高.W油田的开发井尝试采用新型水基钻井液体系,在易坍塌地层的钻进过程中,井壁稳定性较好,起下钻和下套管都较为顺利;同时,储层保护效果较好,油田实际产量远远超过油藏配产.     

提高储层出砂风险数值计算精度的方法

有限元数值计算法是目前出砂预测最有力、最通用的定量预测方法,在实际应用中常见问题是出砂预测结果与油田生产情况不吻合。为了提高出砂预测的准确性,此文在多年出砂预测实践的基础上,从室内岩石强度实验、岩石微观结构、岩石破坏准则选择以及模型校正四个环节提出了提高出砂风险数值计算精度的关键做法。应用于南海西部某油田,实际出砂井出砂条件与预测结果吻合度高达80%,为油田新井防砂决策提供了重要依据。     

南海莺琼盆地高温高压井堵漏技术

南海西部莺琼盆地地质条件复杂,井底温度和压力高,钻进目的层过程中井漏频发。为解决井漏问题,在分析发生井漏主要原因的基础上,提出了将耐高温刚性堵漏材料和耐高温弹性堵漏材料相结合的思路。在钻井液中添加耐高温刚性堵漏材料DXD和耐高温弹性石墨堵漏材料TXD配制成堵漏浆,DXD在诱导裂缝中架桥,TXD在压差作用下充填于诱导裂缝剩余孔隙中,防止诱导缝进一步开启扩大,封堵诱导裂缝,提高地层承压能力。室内性能评价表明,堵漏浆密度最高可达2.40 kg/L,抗温能力可达200 ℃。堵漏浆在莺琼盆地多口高温高压井进行了应用,堵漏效果较好,堵漏成功率由采用常规堵漏技术的30%左右提高到了80%以上。这表明,该堵漏浆可以封堵莺琼盆地目的层的诱导裂缝,提高地层的承压能力和堵漏成功率,解决井漏频发的问题。      

南海高温高压气田尾管回接管柱改进及入井质量控制

南海西部海域高温高压条件苛刻,气井开发将准177.8 mm尾管回接至井口并全井段封固作为井筒完整性保障的技术措施之一。由于常规回接工具插入回接筒困难、密封能力有限,不能满足高温高压气井的要求,同时回接尾管材质软,采用特殊螺纹设计,入井质量要求高,因此优化改进了尾管回接工具及管柱结构,包括节流带孔碰压浮箍、4道密封件以及顶部封隔器+防上顶卡瓦的设计;开展了特殊螺纹上扣准确度控制技术研究,基于螺纹密封脂的摩擦因数修正了套管上扣扭矩计算公式,总结了上扣曲线可接受度的关键判断方法,提出了上卸扣速度精细化调整建议。上述工具和技术在6口高温高压开发井进行了应用,尾管回接作业提效20%,并有效提高了套管入井质量和井筒完整性。     

多分支超短半径钻井技术在我国海上油田的首次应用北大核心CSCD

为了进一步有效开发涠洲低渗透储层,提高单井控制储量和产量,提出了采用多分支超短半径钻井技术来提高储层泄油面积的开发方式。针对多分支超短半径井存在的造斜率大于10°/m、常规刚性钻具无法顺利通过高造斜率井段等技术难题,成功研制了φ209 mm斜向器、φ127 mm柔性造斜钻杆、φ144 mm造斜钻头等新型多分支超短半径钻井工具,并配套井身结构设计与分支点选择、井眼轨迹设计与钻井参数控制技术形成了海上油田多分支超短半径钻井技术。现场应用结果表明,本文提出的多分支超短半径钻井技术在不依赖螺杆和旋转导向等工具的条件下可完成曲率半径3 m、造斜率16°/m的造斜作业,钻获产量为配产的3.5倍,为海上低孔渗储层开发提供了新思路。     

北部湾盆地开发井高效安全钻井技术

南海西部北部湾盆地地层微裂缝发育,水敏性强,尤其是涠洲组2段地层井眼失稳问题突出,导致井下故障频发。为了提高北部湾开发井钻井效益,使用废弃井槽,在隔水导管内开窗侧钻建立井口,以高效利用槽口资源;表层井段使用海水聚合物钻井液,同时减小其井眼直径,达到增加表层井段钻深的目的;目的层井段使用强封堵全油基钻井液钻穿涠洲组2段地层;在优选钻井液的基础上,将三开井身结构优化为二开井身结构,提高了目的层井段钻井安全,同时提高了机械钻速、缩短了钻井周期,最终形成了北部湾盆地开发井高效安全钻井技术。该技术在北部湾盆地多个油田30余口井进行了现场应用,避免了槽口资源浪费,降低了表层井段钻井液成本和目的层井段发生井下故障的概率,全井段机械钻速提高超过20%,钻井周期缩短近25%。北部湾盆地开发井高效安全钻井技术为类似油田的高效开发提供了技术借鉴。      

大位移井水基钻井液适用性研究

南海西部WX油田J一段油藏埋深较浅、位移大的特点,该油田大多采用大位移水平井技术钻井。同时,该区块大位移井存在造斜率高、井斜大、稳斜井段长、井底水平位较大,以及上层套管鞋处承压较弱的特点。前期钻井过程中出现诸多问题,都与钻井液相关,因此,在大位移井作业中对钻井液的井眼净化、井壁稳定、润滑防卡与油层保护提出来更高的要求。本文通过开展水基钻井液应用适用性研究,通过基地实验及方案优选,总结出技术关键及施工工艺,从而推荐一套适合该区块大位移井的水基钻井液体系,对大位移水平井钻井作业的井下安全及顺利进行,提高作业时效,减少环保压力,提升储层保护效果具有重要意义。     

弯曲载荷下隔水管特殊螺纹接头参数与应力关系研究

针对海洋环境中隔水管存在较大弯曲载荷的情况,采用有限元软件ANSYS对隔水管最易失效的特殊螺纹接头建立了三维接触有限元模型,得到了在弯曲载荷作用下螺纹接头的应力分布。结果表明:最大应力出现在接头本体拉伸侧的第1圈或最后1圈螺纹的根部;接头本体拉伸侧与压缩侧的螺纹根部应力分别与环向角近似成1/2个正弦波函数关系。在此基础上进一步分析了壁厚、螺高、螺距、螺纹圈数和锥度等参数对螺纹处最大等效应力的影响,为隔水管特殊螺纹接头的设计与优化提供了理论依据。     

海上W油田 32ＣｒＭｏ钢射孔枪腐蚀行为实验研究

针对32CrMo钢射孔枪在高含二氧化碳气体分压井筒中的腐蚀问题,利用高温高压釜开展腐蚀实验,对腐蚀产物膜进行理化特征分析,研究了温度,二氧化碳分压,流速和含水率等因素对 32CrMo 钢腐蚀速率的影响｡结果表明,40℃温度条件下,32CrMo钢腐蚀产物膜为单层结构,对基体的保护作用较弱;80℃时,腐蚀产物膜为双层结构,对腐蚀介质有一定的屏蔽阻挡作用;130℃时,上层产物膜规则致密,对基体的防腐保护作用进一步增强｡32CrMo钢的腐蚀速率随温度升高呈下降趋势,随二氧化碳分压的升高呈对数关系增加,随流速的增大呈线性增加,随腐蚀介质含水率的升高而急剧增加｡基于实验结果,建立了多因素综合腐蚀速率工程预测模型,为工程上32CrMo钢腐蚀速率评价提供参考｡