煤层气绳索取心技术研究与应用

由于煤层具有特殊的物理,力学性质,而煤层气井对取煤心采样又有特殊要求,用现有常规石油钻井取心工具和工艺无法满足煤层气井的取煤心作业,为解决破坏煤层和粉煤取心收获率低,煤心质量差和取心成本高的技术难题,根据煤层气井取心特点和煤层特性,研制出了适合于常规钻井的SQM－1型绳索取煤心工具,经现场12口井179筒次的应用,煤心收获率和提心出筒时间满足了煤层气吉取煤心采样要求,文中介绍这种新型取心工具的结构特点,原理,相关工艺技术及现场应用情况。     

老油区疏松地层取心关键技术研究及现场应用

疏松地层松散,岩心难以成形,取心难度大。为进一步提高疏松地层取心收获率,针对疏松砂岩地层孔隙度较高、岩性脆等特点,采用滤失量低的取心钻井液,低钻压、低转速和小排量的取心参数,及切削型取心钻头和全封闭岩心爪,形成了老油区疏松地层取心关键技术。该技术在现场应用14口井,取心进尺311.36 m,平均岩心收获率达到85.40%。应用结果表明,该技术有利于保护岩心、提高岩心收获率,能够满足浅层疏松砂岩地层取心的需要。      

保压取心技术在塔中4构造深井应用

介绍了在塔中４构造ＴＺ４—７—３０井和ＴＺ４—１７—７井进行保压取心取得成功所采取的技术措施及体会。     

保形取心工具的改进及其应用

潜山风化壳破碎地层软硬交错,在该地层取心难度大,取心收获率低,满足不了勘探开发的需要。为此对保形取心工具进行了改进,改进主要体现在两个方面,一是使用双岩心爪,在全封闭岩心爪的上部加装卡箍式岩心爪,防止单一岩心爪割心失败和起钻掉心等情况发生;二是取心钻头设计为５刀翼抛物线形８ｍｍＰＤＣ密集布齿,对硬夹层有较强的攻击性;另外该钻头在取心钻进时,钻井液由一定角度水眼分流,可减小对岩心的直接冲蚀。使用改进后的保形取心工具和取心钻头在ＰＬ９－１油田的两口井进行了取心作业,取心收获率有明显提高,实践表明,改进后的保形取心工具对蓬莱地区潜山地层的适应性较强,能够很大程度的提高取心质量。     

科钻一井取心钻进技术研究

根据科学钻探对岩心的特殊要求，认为金刚石取心钻头是科学深钻取心钻进较理想的选择。推导了提钻取心和绳索取心两种钻进方法的时间和成本计算公式，进而建立了临界井深计算模型。以设计井深5000m的科钻一井为例，对提钻取心和绳索取心进行了技术经济分析，认为科钻一井的首选为绳索取心钻进方法，但如能将回次长度提高到9m左右，提钻取心钻进方法也不失为一种经济实用的选择。对科钻一井采用的井底马达驱动金刚石钻头冲击回转取心钻进方法的钻具组合、钻进参数和使用效果进行了详细介绍。     

密闭取心技术在大港油田应用

西42—7—1井在疏松砂泥岩中密取心8筒,共密取心54.90m,平均单筒进尺6.86m,收获率和密闭率均为100％,创造了油田上部松散地层密闭取心的记录。本文介绍了密闭取心技术的应用情况。     

煤层气井取煤心技术探讨

由于煤层具有特殊的物理、力学性质,以及煤层气井对煤心采样的特殊要求,致使常规石油钻井取心工具和工艺无法适应煤层气井的取煤心作业,取心收获率只有30%左右。为了解决常规取心工具取煤心困难、煤心质量差、收获率低的问题,引进了绳索式取心工具,经煤层气试验井的现场实践,出心速度快(15~20min)、收获率高(80%以上),基本满足了煤层气井取煤心要求。     

双岩心爪取心工具的研究与应用

复杂地层一般是指裂缝发育,软硬互层,胶结性、稳定性及强度较差的地层,在对该地层进行取心施工时,一直存在撸心、掉心、岩心收获率低等问题。依据复杂地层的特点,研制了双岩心爪取心工具,该工具结合了自锁式取心工具与加压式取心工具的优点,在软地层割心时,可以通过加压式岩心爪将岩心割断并封堵内筒,防止撸心、掉心;在硬地层割心时,启动自锁式岩心爪,楔入岩心,将岩心割断。现已在大庆地区进行了两口井的现场应用,应用表明,该工具有良好的地层适应性,工艺操作简单,成本低,能够有效提高复杂地层取心收获率指标,保证化验分析的准确度,为油田的高效开发提供可靠的地质依据。     

国外海洋钻井绳索取心新技术

介绍了国外“海洋钻井项目”（Ocean Drilling Program-ODP）的4种钻井取心工具,包括活塞取心工具、旋转取心工具、延伸取心工具;井下马达驱动取心工具。这几种取心工具根据取心地层岩性、深度等实际情况与3种类型的取心钻头配合使用。文章概述了这些工具和钻头的结构和性能特点以及适用地层范围,给出部分工具和钻头的具体工作参数,在此基础上还指出这些工具各自的局限性,分析了ODP取心工具对于国内陆地取心的指导意义。     

富有远景的可收回绳索取心技术

本文介绍了最近出现的一种富有远景的可收回绳索取心技术，并概括介绍了该技术的形成，设计，装置和相对于其他技术的经济技术优势。在低油价下，该技术对边远，情况复杂和生态环境脆弱地区的钻井作业特别重要。小井眼连续取心技术与绳索可收回取心钻头，取心筒和井下减震器相结合可为钻井作业提供一种新技术。该技术对边远，情况复杂和生态环境脆弱的区的钻井作业特别重要。小井眼钻井通过减小井眼直径降低对钢材，钻井液，钻机动力     

松科1井南孔钻井取心技术

松科1井为世界上第1口白垩纪大陆科学钻探井,是国家重点基础研究发展计划"白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化"项目的重要研究内容,是科学家首次在欧洲之外实施的"白垩纪科学钻探"计划。茂206井为松科1井之南孔,设计连续取心945 m,取心工艺复杂、技术新、要求高。茂206井自2006年8月在大庆油田开钻以来,采用了包括优选井身结构、优选有机硅钻井液体系等可行性技术方案;同时探索出提高取心效率、加快科学钻探速度的有效途径,保证了施工的顺利进行,各项指标均达到科学钻探要求。茂206井连续取心104筒,取心进尺946.83 m,取心收获率达到了99.73%,提前80.5 d完成了原定工作计划,为揭开白垩系地质构造奥秘,洞察未来全球气候变化,重新科学认识松辽盆地提供了科学依据。     

深井密闭取心技术在普光8井的应用

对普光8井存在的高压气层、H2S浓度高、循环压力高、裸眼井段长、地层破碎等工艺技术难点进行了分析和研究,结合目前深井密闭取心工具存在的问题,设计加工了机械钻速较高的PDC取心钻头,特制了耐高温、防H2S腐蚀的氟橡胶密封圈,研制了抗高温密闭液,在取心工具下活塞底部焊刮泥板,设计加工了卸压装置,通过一系列的技术革新和措施配套改进,在深井5505~5685.25 m井段,共密闭取心19筒,累计进尺180.25 m,心长141.17 m,收获率78.3%,密闭率95.60%。该研究对同类井的取心作业有重要的借鉴作用。     

煤层气井分散防固结-定期洗井工艺

针对蜀南煤层气田井筒存在铁盐-煤泥复合垢的问题,开展了室内实验和现场工程相结合的防垢技术研究。通过建立室内实验评价方法,完成了3种有机膦酸和2种聚合物类药剂对煤粉颗粒物的分散性实验和防煤泥固结实验。通过动态光散射及表面Zeta电位测试,分析了药剂对颗粒物粒径分布、Zeta电位的影响,以及影响药剂对煤粉颗粒物分散和防煤泥固结效果的原因。研究结果表明,有机膦酸类药剂中乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMPS)分散性较好,但受高铁盐的影响,防煤泥固结能力较差,不适合本区的结垢防治,而聚合物类药剂更适用于此类复杂水质下的结垢防治。根据药剂特性,在现场施工中实施了分散防固结-定期洗井组合工艺,该方案开展3年以来区块煤层气井结垢速率显著下降,检泵周期延长至1.3~3倍,取得了良好的应用效果。     

煤层气井单井动态控制储量计算方法

煤层气单井生产规律与常规气井差异很大,利用常规分析方法很难计算出煤层气井的动态控制储量。本文在煤层气的储集特征以及"解吸-扩散-渗流"规律基础上,利用物质平衡原理、气体状态方程、朗格缪尔解吸规律,建立了煤层气井物质平衡计算数学表达式,绘制了不同压力下解吸气与游离气的比例变化规律曲线,分析了煤层气气藏物质平衡图版与常规气藏物质平衡图版的区别。运用本文建立的方法对沁水盆地潘庄区块煤层气井进行了储量评价,结果表明煤层气井物质平衡储量计算方法准确可靠,对煤层气井的排采分析具有一定的指导意义。     

阜新组煤层气井用压裂液优选研究

由于煤层本身的特殊性,煤层气井的开发一般为压裂投产.在压裂过程中压裂液对煤层的伤害不同于其对常规油气藏储层的伤害.在煤层气井压裂过程中,压裂液与煤层接触所造成的渗透率的降低,一般是由煤基质的割理被堵塞及煤基质对液体的吸附所造成.通过测定5种类型的压裂液对辽河油田阜新组煤层的吸附速率、润湿接触角以及渗透率伤害程度等,优选出了最适宜的压裂液类型,提高了压裂处理的效果.     

QNDN1井煤层气排采的流体效应分析

为了研究煤层气排采时原位煤储层流体的动态效应,基于煤储层动水孔隙度、含气饱和度等储层物性实测成果,结合中国第一口地面多分支煤层气水平井——QNDN1井的排采数据,通过气、水产能及储层压力曲线的耦合分析,探讨了煤层气井排采时储层压力的传播特征;估算了煤层气单井排采范围内的重力水量,水溶气、游离气量;划分了煤层气井排采的游离气运移阶段和煤层气的解吸阶段;指出煤层气排采流体效应的主要影响因素是储层压力和受煤孔径结构控制的煤层气解吸特征。该研究成果对煤层气井排采制度的确定具有指导意义。     

含氧煤层气脱氧技术研究进展及评述

从直接提纯脱氧和间接提纯脱氧两个方面介绍了煤层气脱氧的主要技术进展及其应用情况。直接分离提纯脱氧方法主要有四类:先低温再精馏法、压力控制合成水合物法、膜材料分离法和压力变换吸附法。低温精馏法获得的甲烷浓度高,但提纯过程需要低温,能耗大;变压吸附法的关键在于吸附剂,吸附剂的分离效果决定了该方法的经济效益;对于膜分离法,关键在于膜材料的分离效果;对于水合物法,制备高效经济的表面活性剂是关键;变压吸附法在国内外已有较多成熟案例,低温精馏法技术在国内也成功实现了工业化应用,而膜分离法和水合物法仍在研究阶段,尚无重大突破及工业应用。间接分离脱氧主要有焦炭燃烧法、催化燃烧法和非金属还原法。对于燃烧法,影响煤层气脱氧效果的主要因素是制备高效、高选择性的催化剂;对于非金属还原法,关键在于研究对硫化物有极高选择性的高效催化剂。通过对上述各项提浓脱氧技术综合分析,认为可根据其优缺点进行技术耦合,形成更具经济性的含氧煤层气提纯脱氧技术。最后本文还对煤层气利用和脱氧技术进行了展望。     

水平井取心工具在杏6-1-平35井中的应用

为开展水平井水平段大段取心钻井技术研究，在杏6–1–平35井的水平段进行了现场实验。针对水平井取心的特点及地层岩性，为PDC取心钻头设计了加长外保径，采用大间距切削齿，工作面流体畅通，排屑效果好，自扶稳定性好，易于控制井斜；钻头保径均为天然金刚石，提高了耐磨性，避免卡心、撸心的可能；钻头内腔喉颈较短，岩心容易进入内筒，减少钻井液对岩心的冲蚀；对取心工具的悬挂机构、自锁式割心机构、内筒扶正装置及液力投球机构等关键部分进行了改进，并提出了合理的工艺措施；采用双稳定器钻具组合，结合LWD技术，成功地解决了井眼轨迹调整困难的问题，保证了岩心资料的准确性、完整性，为探索挖潜直井条件下难动用的厚油层顶部剩余油提供了有效途径。     

割理研究在煤层气开发中的应用

在煤层气储层特征分析基础上,对煤层气割理走向及其在煤层气开发中井位部署、煤层压裂改造、水平井走向及裸眼洞穴完井中的应用进行了研究.结果表明,割理走向对煤层气开采有较大的影响,在煤层气开发中具有重要的指导意义.     

煤层气井固井技术的研究

通过对国内外煤层气井固井技术调研、分析和论证,找出煤层气井固井难点,提出解决对策,设计出一套适合于煤层气井固井水泥浆和工艺技术方案,达到有利于煤层气井固井技术施工和提高煤层封固质量的目的。