油田地应力测量技术及中国西部地应力分布规律

在钻井过程中井壁不稳定时有发生,关键是要把地层的地应力计算准确.对于不同构造区域,不同性质的地层其地应力大小是不同的.通过对现场水力压裂试验法、室内声发射凯塞尔效应法测定深部地层地应力的技术及提高测量精度的数据处理方法的论述,建立了山前构造带分层地应力计算模式,最后,介绍了新疆三大油田不同区块的地应力实测结果及其区域分布规律.     

山前高陡构造节理围岩的井壁失稳机制研究

 我国西部山前的高陡构造油气蕴藏丰富,但剧烈构造运动形成的节理岩体在钻井过程中容易出现井壁失稳问题,严重制约了勘探开发效益的提高。深入研究节理岩体井壁失稳机制对解决这一难题具有重要意义。结合中国天山山脉南缘霍尔果斯构造的地质情况,利用RFPA2D-flow软件建立山前构造节理岩体的井眼模型,探讨了井眼周围应力场和渗流场的特点,模拟了井壁围岩失稳坍塌的过程,讨论了稳定井壁的对策。井壁周围的应力集中出现在水平最小主应力方位上,而渗流则主要发生在水平最大主应力方位的节理面上,随着渗流作用节理面上流体压力逐渐升高,并导致围岩在节理面上发生拉张破坏而坍塌,井壁坍塌主要出现在水平最大主应力方位上。这一结果合理解释双井径测井曲线上井眼长轴发生翻转的现象。研究结果表明,降低节理面的渗流速度能够明显地减轻节理围岩的失稳,说明加强钻井液封堵性能对稳定井壁具有针对性;过低的井眼液柱压力会导致水平最小主应力方位上井壁围岩剪切破坏,然而过高的井眼液柱压力却对水平最大主应力方位上节理围岩的稳定产生不利影响,说明控制泥浆密度上限是必要的。研究成果对山前高陡构造钻井的井壁稳定问题具有参考价值。     

基于低场核磁共振技术的黏土表面水化水定量测试与分析

黏土矿物的水化类型及水化程度研究是目前水基钻井液优快钻进泥页岩地层的重点与难点之一。应用等温吸附实验及黏土层间距变化规律,确定了黏土不同类型水化水的相对平衡压界限;基于低场核磁共振T₂弛豫谱与水分子运动性关系、黏土层间距变化与水化水分子直径的相对关系,确定了T₂值范围所对应的黏土水化类型;根据T₂信号幅值与水分子氢质子数呈正比的原理,建立了T₂值与黏土水含量标准曲线,确定了T₂信号幅度与黏土含水量的定量关系。实验结果表明,经3 500 r/min、离心10 min的饱水钠膨润土的表面水化水、渗透水化水、自由水对应的T₂值范围分别为 8.91~73.17 μs,0.97~10.23 ms,>71.49 ms;上述钠膨润土的表面水化水、渗透水化水、自由水的质量含量比例分别为9.62 %、61.49 %、28.88 %。     

不同分子量聚乙烯吡咯烷酮对四氢呋喃水合物形成及生长的影响

聚乙烯吡咯烷酮(以下简称PVP)作为一种抑制能力较强、应用较成熟的水合物动力学抑制剂(以下简称KHIs),一直是国内外学者关注和研究的焦点,但对于不同分子量PVP对水合物形成的影响情况还存在着争议。为此,在常压、变温条件下进行了四氢呋喃(以下简称THF)水合物形成模拟实验,研究了相同加量条件下、不同分子量的PVP对THF水合物形成及生长的影响,并从宏观现象、介观结构和微观机制3个层面对影响机理进行了分析和探讨。结果表明:(1)对于THF水合物的形成,PVP的抑制能力随分子量的增大逐渐增强;(2)对于THF水合物的生长,PVP分子量介于8 000~58 000时,抑制效果较接近且相对较弱,但抑制作用稳定,PVP分子量介于270 000~1 500 000时,在THF水合物生长初始阶段PVP的抑制效果较好,但整个实验过程THF水合物形成的平均速率相对较快,且PVP分子量越大这一现象越明显;(3)PVP的存在增强了THF水合物聚集体的聚集强度。结论认为,该研究成果对于KHIs的研发和实际应用均具有较重要的参考价值。     

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水力系统是三牙轮钻头结构设计的重要组成部分,水力系统设计的合理是否直接影响钻头的使用寿命和机械钻速。针对近十年来三牙轮钻头在应用中出现的腔室流体刺穿喷嘴盒和储油腔等问题,我们采用全尺寸钻头实验研究的方法,重点对φ２１５．９ｍｍ三牙轮钻头的水力系统进行了较全面的研究,找出了钻头腔室流体冲蚀破坏钻头的原因和影响因素。在理论与实验研究的基础上,设计出了φ２１５．９ｍｍ双喷嘴新型水力系统钻头,并在新疆克拉     

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新疆油田霍10井区大倾角构造由于地层倾角大、地层各向异性强、地层自然造斜性强、井身质量差和机械钻速低是该地区钻井工程突出的问题。文章从理论上探讨了地层自然造斜力、钻具组合对井身质量的影响，针对霍10井区高陡大倾角构造的地质特征，分析研究了可用于该研究区域的防斜打快的方法和技术，对霍10井区防斜打快具有一定的指导作用。     

保护高渗砂岩储层的钻井液技术

针对克拉玛依陆9井区吐谷鲁群高渗砂岩油气藏的储层特点，在优选出钻井液基本配方的基础上，采用了将3种类型暂堵剂复配的屏蔽暂堵技术，室内暂堵评价实验结果表明，采用这种暂堵技术可使岩心的渗透率恢复值明显提高。从而较好地解决了该地区高渗砂岩油气藏的储层保护问题。     

深井钻井液流型研究

本文介绍了高温高压下钻井液的流型研究，内容包括钻井时环温度的计算；温度，压力对钻井液流型的影响规律等。研究浆体为室内配方钻井液，通过研究，提出了新的循环温度计算式，归纳了温度压力对钻井液流型的影响规律。     

水平井钻头上下倾钻进方向及位置的实时确定

确定钻头上下倾钻进方向及其在目标层中的位置是水平井地质导向钻井中的一个重要问题。介绍一种基于MWD和LWD测量信息实时确定水平井钻井中钻头上下倾钻进方向及其在目标层中位置的实用方法。该法从地质导向几何理论出发，根据井眼轨迹上相邻两点连线到水平线的夹角与地层倾角的关系有效地判断与调整钻头的上行下行钻进方向。同时通过求取钻头离目标层顶界的距离h或对比随钻测井曲线与邻井电缆测井曲线来确定钻头在目标层中的位置。将该法应用于XJMB油田3口水平井的实时钻井中，明显地提高了地质导向钻井的能力。取得了良好的随钻跟踪地质目标效果。     

地质导向钻井技术的现场应用

地质导向钻井以下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹的钻井技术。使用这一技术，可以精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。新疆油田MBHW04水平井是国内第一口使用地质导向钻井技术的井。重点介绍了地质导向钻井技术的具体步骤及其在新疆油田MBHW04井中的应用情况，包括自然伽马测井资料的解释和应用。应用地质导向钻井技术，该井获得良好的油藏开发效果。