地层压力随钻监测和预测技术研究

地层压力随钻监测和预测技术是在钻进过程中利用随钻地层压力监测结果,对本井钻前的地震预测模型和结果进行修正。根据新修正的模型,对钻头下部未钻开发层的孔隙压力进行再预测,     

随钻地层压力测量模拟试验装置研制

为自主研制随钻地层压力测量工具,研制了一套随钻地层压力模拟试验装置。装置由井眼环境模拟系统、模拟测量短节、操作控制系统和辅助系统四部分组成。该装置能够模拟地层压力环空压力之外,还可以提供高温高压试验环境。该装置可实现地层压力和环空压力0.1~70 MPa可调,控制精度0.1 MPa,环空压力上升梯度约为1.25 MPa/min,地层压力上升梯度约为1.56 MPa/min,温度范围为室温~125℃,温度控制精度1℃,温度上升梯度平均为1.6℃/min。并选用了两种不同渗透率岩心对随钻地层压力测量模拟试验装置进行试验,结果表明模拟装置各模块工作可靠,所测压力曲线能够反映地层压力参数。该装置为检验原理样机性能、揭示改进方向提供了技术支撑。     

利用岩屑波速随钻检测地层可钻性及优选钻头类型

研制了随钻测量钻井岩屑声波速度的便携式钻屑波速测试系统，并对岩屑波速进行了测试，建立了岩屑波速与可钻性级值的关系模型。利用该模型，可随钻标定地层的可钻性级值。对数百只钻头的使用资料进行了统计分析，建立了钻头类型与地层可钻性级值的对应关系。根据地层可钻性的随钻标定结果及变化趋势，利用钻头类型与地层可钻性级值的对应关系，即可优选出适合于待钻井段的钻头类型。在DW-1井上进行了钻头优选现场试验，证明该方法是有效的。     

地层压力随钻监测和预测技术研究

地层压力随钻监测和预测技术是在钻进过程中利用随钻地层压力监测结果,对本井钻前的地震预测模型和结果进行修正。根据新修正的模型,对钻头下部未钻开地层的孔隙压力进行再预测,以此来提高地层压力的预测精度,为安全优质地完成钻井作业提供技术保证。如果上部井段已有测井数据,还可以用测井资料对地震资料进行校正。将该项技术应用在新疆巴楚地区琼００３井,试验结果表明,该技术能够大大提高地层压力监测和预测的精度,准确预报井下异常高压和复杂事故的发生,为现场钻井施工提供了可靠的技术依据。     

岩石抗钻强度与地层压力关系模型及其应用

在石油钻井施工过程中,岩石的抗钻强度主要受井下地层岩石性质的影响,地层孔隙压力则是影响岩石抗钻强度的一个重要参数。根据室内模拟实验和对大量现场实钻数据进行分析,建立了岩石抗钻强度与地层孔隙压力的关系模型。在钻井施工过程中,可利用该模型根据井下地层岩石抗钻强度的变化来监测地层压力的变化。所建模型在中国南海莺歌海盆地进行了初步应用,取得了良好的效果。     

深水探井钻前含可信度的地层孔隙压力确立方法

针对深水探井钻井可参考信息有限的特点,提出改进的计算上覆岩层压力梯度和建立时深关系的方法.利用概率统计理论,研究Eaton法中各个参数对最终结果的影响规律和相互关系,提出基于层速度的有效应力法与Eaton法联合预测地层孔隙压力的方法,建立了含有可信度的地层孔隙压力剖面,使其不再是一条单一的曲线,而是具有可信度信息的区间.可信度越大,得出的地层孔隙压力梯度区间越大,其不确定范围越大;反之,虽然压力梯度的不确定范围缩小,但其可信程度也随之降低;地层孔隙压力的异常高压程度越剧烈,其压力区间也越大.西非深水区域一口探井计算结果与实测压力值具有较好的一致性.     

浅谈随钻地层测试技术的应用与发展

随钻地层测试技术是应用在采集地层压力数据中的一项新技术。本文通过介绍随钻地层测试仪器的种类和运行原理对其应用和发展进行了研究,对随钻地层测试技术的发展前景进行了阐述。主要通过我国吉林石油探区的随钻地层测试技术的现状、发展技术的方向以及应对注意的问题进行了简单介绍。笔者认为随钻地层测试的发展方向应当是双封隔器模式结构具有流体取样和流体实时分析功能。我国在发展随钻地层测试技术时还要不断借鉴国外的先进技术,联合科研单位进行理论研究,发展我国自己的随钻地层测试仪器。     

安塞地区加密井地层压力预测研究

安塞油田王窑加密试验区位于王窑区块中西部,开发时间较长,综合含水58.9%,地质储量采出程度11.8%, 地层压力系统紊乱,且同时存在天然裂缝和压裂裂缝,加密试验井地层压力预测难度大,安全钻井风险高。在分析安 塞加密试验区地质特征的基础上,针对注水过程中地层压力与原始地层压力差异较大,且经过注水后的地层压力分布 难以准确确定的问题,将裂缝性地层渗流理论引入到注水后地层压力预测过程中,给出了复杂裂缝地层加密井地层渗 透率的张量计算方法和加密井地层压力预测方法,对安塞试验区加密井地层压力进行了预测,预测结果精度较高,能 够满足确定安全钻井液密度窗口的需要;并分析了裂缝特征对加密井地层压力的影响,可为加密井安全钻井提供实际 指导。     

油藏电缆地层测试压力信号的小波分析

为了抑制非地层压力等噪声信号,有效地提取与产能评价密切相关的油藏压力信息,详细地探讨了电缆地层测试的流动方式及物理方程之后,基于小波分析基本原理,深入剖析了电缆地层测试压力信号的小波分析方法。利用小波分析高分辨率的特点,采用小波变换分析法从不同尺度上提取了电缆地层测试压力的小波系数。结果表明,经小波变换处理后的电缆地层压力测试曲线能够有效地反映地层中的流体信息;不同尺度上提取的电缆地层压力的小波系数中,高频小波系数d1和d2包含的产能及渗透率等信息更强;采用小波变换后降低了干扰信号的影响,突出了油藏产能信号,进而提高了采样数据的可靠性。这也充分说明利用小波分析方法对油藏电缆测试压力信号处理后,油藏产能信息更为明晰,进而提高了油藏电缆地层测试压力有用信号的提取精度,且该法处理方式更为简单,为今后油藏电缆地层测试压力数据处理方法提供了一种新手段。     

奥陶系地层压力剖面预测新方法研究

利用欠平衡钻井能及时发现并保护油气藏,其关键是要准确预测地层压力剖面。根据井壁失稳力学机理,分析地应力、地层孔隙压力、拖拽力和温度对井壁应力分布影响,建立欠平衡钻井的井壁力学模型;利用Boit理论及室内实验,建立奥陶系地层孔隙压力模型。研究结果表明:有效应力与体积弹性模量呈指数关系;拖拽力和温度对井壁应力分布的影响不可忽略。对奥陶系地层进行压力预测,经现场验证,该预测结果对现场施工具有很好的指导意义。     

随钻测量中连续波动信息解调技术研究与实现

为了解决随钻测量系统连续波动信息传输问题,设计了一种连续波动信号2DPSK解调方案.分析了随钻测量系统传输特性并建立了数学模型.根据随钻测量系统信息传递特性,对一系列连续信号调制技术进行了分析比较,得出2DPSK信号更加适用于井下连续波动信息的调制.对井下噪声干扰类型与来源进行分析,确定了利用数字滤波器算法实现连续波动信息解调系统的去噪.根据以上分析,提出了MWD的2DPSK解调系统的硬件实现方案,并利用FPGA对连续波动信息实现了解调.解调结果表明,在白噪声信道下,解调系统可以准确恢复出发送端的调制数据,具有一定的适用性.      

大斜度井随钻电磁波层厚影响模拟及机理分析*

大斜度井和水平井的测井解释和地层评价的方法和模型主要是针对直井,与实际情况有很大的偏差。在随钻电磁波测井中,层厚和井斜的影响从来都是联系在一起的。通过傅里叶–汉克尔变换法得到斜井中的电磁波电阻率测井响应,模拟分析了不同井斜条件下层厚对电磁波测井响应的影响。结果表明,随钻电磁波电阻率受围岩影响：曲线探测深度越大,围岩影响越严重。深相位电阻率在大斜度井低阻围岩情况下,层厚校正模板中校正电阻率值不再随层厚增加单调递减;当层厚较小时,视电阻率在大斜度井中的校正值小于直井中的校正值;随着层厚的增大,大斜度井中的校正值大于直井中的校正值。这些结论可以有效指导大斜度井环境下随钻电磁波电阻率测井资料的解释。     

各向异性孔隙地层随钻声波测井理论模拟及应用

储层中普遍存在的各向异性和渗透性均会对弹性波传播产生影响。为满足油气资源勘探需求,对复杂储层中各向异性与渗透率的测量评价已逐渐从常规的电缆测井(wireline, WL)发展为随钻声波测井(acoustic logging while drilling, ALWD)。建立随钻声波测井模型,以Biot理论为基础研究了弹性波在横观各向同性孔隙地层中的传播机制,并对含有钻铤的充液井孔内各部分声场进行分析,导出了横观各向同性孔隙地层随钻声波测井的声场表达式。研究了随钻多极子声场模式波的频散特征。结合时间-慢度相关法分析了阵列波形中地层波和钻铤波的到时及慢度特征。结果表明：随钻斯通利波和螺旋波速度频散曲线对地层各向异性和渗透率有不同程度的灵敏度,可用于实际资料的反演,并在此基础上处理了实钻井声波数据,对地层渗透率和各向异性进行了综合评价。研究成果可作为复杂介质地层中随钻声波测井解释的理论基础。     

欠平衡钻井随钻试井数学模型及实用方法研究

认为欠平衡钻井的物理过程与传统的测试理论的主要区别是 :随着欠平衡钻井的进行 ,井深不断增加 ,产层的暴露厚度是时间的函数 ;产能与井底压力是随时间变化的 .在原有的试井理论基础上 ,推导出欠平衡钻井随钻试井数学模型 ,并结合现有的试井方法 ,提出欠平衡钻井随钻试井实用方法——修正压降试井法和修正压力恢复试井法 .同时 ,结合两口井的欠平衡钻井现场实例数据进行了该方法的计算 ,结果与实际地层压力对比 ,偏差较小 ,从而验证了这方法的可行性     

随钻地震的钻头震源研究

对随钻地震技术中的钻头震源进行了理论研究,重点分析了钻头冲击井底岩石产生的张性波和体波．纵波主要沿着井轴传播;横波主要沿着垂直于井轴的平面传播．现场考察了各种波（包括次生波）在随钻地震剖面上的特征．这些由钻头产生的波具有不同的延迟时间,它是井口偏移距和钻头深度的函数,建立了时距曲线方程．研究这些波的类型可为随钻地震技术的野外井场施工提供一定的依据,对钻头产生波场解释是很有必要的．     

钻削毛刺的形成与分析模型

钻削过程中在工件的出口处形成的毛刺严重地影响了工件的质量,制约着自动化加工技术的发展。由于在钻削毛刺形成过程中,钻头结构、受力情况非常复杂,采用传统的数学-力学方法很难建立其分析模型。首次提出利用材料失效模型建立钻削毛刺形成模拟的有限元模型,模拟结果得到的三种不同形态的钻削毛刺与试验取得了一致。模型的建立为主动控制毛刺优化选择切削参数及深入分析毛刺形成过程中工件材料内部弹-塑性变形及力学机制供了一种新的有效途径。     

头台油田开发后油层破裂压力的确定

头台油田开发初期,确定油层破裂压力计算公式为Pf=0.017 83H,由此计算出的油层中部破裂压力22.28 MPa.但随着油田的开发,初期确定的破裂压力计算方法已经不适合头台油田生产实际.为此,通过对头台油田99井次破裂压力值进行统计,结合头台油田地层参数,分为3个区块分别计算不同地层的破裂压力.提出了适应于每个区块的地层破裂压力计算公式,并将计算值与压裂实测值进行对比,确定计算结果与实测结果接近,可以利用该组公式计算头台油田开发后不同区块的破裂压力值.     

气体钻井地层出水定量预测模型研究

气体钻井地层出水定量准确预测是气体钻井可行性钻前论证的关键。目前,已有的出水量预测方法较少考虑气体钻井井底压差下地层渗流过程与地层应力变化的流固耦合作用对出水量的影响,在渗流力学和岩石力学的基础上,综合考虑地层渗流过程与岩石应力变化的流耦合作用对地层应力、孔隙度、渗透率以及孔隙压力的影响,建立气体钻井孔隙性地层和孔隙-裂缝性地层出水量预测动态流固耦合模型。结合工程实际,通过该模型计算得到气体钻井快速钻穿水层后出水量随时间的变化关系,计算结果与现场监测吻合。研究对于钻前准确预测出水量和筛选气体钻井层位具有重要意义。     

考虑围压效应的高土石坝动力响应分析

试验结果表明土石材料的动力特性参数有很强的围压依赖性,所以在高土石坝动力计算分析中考虑围压效应是十分必要的.在广泛应用的Hardin-Drnevich本构模型的基础上,提出了改进动剪切模量与动剪应变关系式及阻尼比与动剪应变关系式的方法,得到一个可以考虑围压效应的改进模型,与实际工程试验曲线对比结果表明,新模型可以较好地模拟土石料在各个围压下的动力特性.根据新模型编制相应计算程序并应用于长河坝高土石坝地震动力反应分析中,得到了大坝整体动力反应规律与大坝地震永久变形,为工程设计提供参考.