钻井液泥饼形成及评价研究综述

钻井过程中钻井液滤失形成地层浅处的内泥饼和井壁表面的外泥饼。形成高质量泥饼可以保证顺利钻进,但也对后期固井和生产造成影响。介绍了泥饼的形成过程和结构特征,调研了泥饼形成的数值模拟研究和实验研究,总结了泥饼评价的常规方法和参数计算经验公式。内泥饼和外泥饼的形成是同时进行、相互影响的过程;目前的研究多局限于外泥饼的形成和评价,且评价结果因技术人员经验和主观认识而有较大差异;研究中通常忽略内泥饼的形成及其对外泥饼的影响。未来研究需要综合考虑影响泥饼形成的地层因素和钻井液因素;基于"数字岩心"技术,研究泥饼的颗粒、孔隙与喉道特征;建立泥饼形成的数值模型,研究各因素对泥饼形成的影响规律。从微观结构揭示泥饼形成机理,并建立泥饼评价方法,对钻井液滤失造壁性能评价和体系优选、评价泥饼对固井质量的影响等工作有重要的意义。     

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。     

单砂体内只注不采型注水井供液半径理论模型及应用

随着井网密度逐年加大,待钻井周围钻关注水井数量也相应增加。为了避免在钻井过程中发生事故,必然要对注水过程中不同井距、不同渗透率及不同注入时间等因素下单砂体内压力的分布规律进行研究,进而对钻关距离和钻关时间等方面进行调整。根据渗流力学理论,建立了常见的单砂体内只注不采情况下的注水井供液半径和地层压力预测数学模型,绘制了供液半径和泄压半径理论图版。对单砂体内压力分布影响因素进行了详细分析,单砂体的渗透率对地层压力系数的影响较小;不同注水时间单砂体内地层压力系数差值较大,尤其是单砂体的半径较小时差值更大;单砂体的半径对地层压力系数的影响较大,尤其是单砂体的半径较小时影响更大。     

井底压差对岩石破碎的影响机制

综合地层应力、井底压力、孔隙压力以及牙齿吃入地层引起的应力,建立牙齿吃入深度的表达式,依据摩尔-库伦准则建立钻头牙齿吃入地层的岩石破碎模型。将综合地层和钻井参数因素的误差函数β与深度x的比值作为欠平衡钻井的应用参考参数,计算各种压差和β/x条件下的吃入深度,并分析其变化规律。结果表明:在压差的作用下,具有渗透率和孔隙度的待破碎薄地层内的孔隙压力并非原始地层孔隙压力,而是随时间和位置的变化而变化,其分布规律可以用一维不稳定渗流来表示和计算;牙齿吃入深度的表达式可以将压力、流体等因素对岩石破碎的作用清楚地表达出来;所建模型可以解释欠平衡钻井提高钻速的力学机制,以及定量描述随钻地层压力监测dc指数法的适用范围。     

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D-T中子孔隙度测井低灵敏度和岩性影响校正方法研究

为了提高随钻氘-氚(D-T)中子孔隙度测井的测量精度,通过研究其在多种岩性、孔隙度地层中的响应,对比与化学源的响应差异,分析所测孔隙度灵敏度及精度偏低的原因,并提出对应的校正方法。结果表明:由于D-T源能量较化学源高,地层密度对含氢指数测量影响增强,使得随钻D-T中子孔隙度测井地层孔隙度灵敏度偏低,且受到泥页岩效应的影响较大;密度校正后,地层孔隙度灵敏度显著提高,且受到岩性的影响降低,尤其是泥页岩效应几乎被完全消除。因此,通过对随钻D-T中子孔隙度测井结果的校正,测量灵敏度和精度都得到大幅提高,可以较好地替代化学源测量地层中子孔隙度。     

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。     

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。     

鄂尔多斯气井钻井岩石力学特征描述难点及对策

鄂尔多斯探区的气井钻遇多套复杂地层,利用常规方法计算的地层坍塌压力、漏失压力、可钻性等钻井岩石力学特征参数误差较大,导致前期钻井施工中井壁垮塌与漏失严重、钻头选型效果不佳。针对鄂尔多斯气井钻井岩石力学特征描述的难点,根据工区实际情况完善了水敏性泥页岩地层坍塌压力计算方法、破碎性地层漏失压力求取方法、岩性多变地层可钻性分析方法,利用测井、钻井、地质、测试等资料描述了坍塌压力、漏失压力、可钻性的分布特征;并依据其提出了工程建议。在富县、定北工区的现场应用情况表明该方法具有较好的适用性,为优质快速钻井技术提供了准确全面的基础信息。     

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。     

提高钻井工程预算精度的研究

钻井工程预算常以标准井为基础，按设计井深与标准井井深的差异大小分段进行调整，这种方法极不合理，在实际应用中误差很大．从统计的观点出发，首次提出了钻井工程预算井深调整系数的概念，并建立了钻井工程预算的基本模型．该方法经实例应用分析表明能极大地提高钻井工程预算的精度，具有一定的科学性和合理性．该方法可望在实际应用中取得良好的效果     

欠平衡冲洗介质分析

本文主要介绍了欠平衡冲洗介质空气、雾状气、泡沫.并分析了各欠平衡冲洗介质的性能、作用机理、设备和钻进地层的特点、及适用条件。     

低压欠平衡钻井—勘探钻井技术发展新动向(待续)

从世界石油经济和供求前景分析出发,得到了石油工业上游领域必须重视难拿储量、重视改造挖潜、重视增产增效、重视提高探井水平的结论。从这些必须要重视的技术领域出发,分析了地质特点、储层特点和经济技术特点,指出了完成这些艰巨任务必须要采用低压欠平衡钻井技术。最后介绍了国外低压欠平衡钻井技术发展的现状及存在问题,结合西南石油学院近7年的储备研究成果,介绍了我国低压欠平衡钻井技术发展的重点和方向。     

水平定向钻穿越施工中钻井液渗透对孔壁塑性半径的影响

以大直径水平定向钻进(HDD)在实际砂土层的工况为对象,通过理论分析和实验室测试的方法推导HDD钻孔孔壁的塑性半径的计算公式,并对试验测试结果进行分析。结果表明:当压差等于零或内压大于外压时,孔壁塑性半径受到钻井液渗透的影响非常小,几乎趋近于一个定值;当内外压差小于1.0 MPa时,塑性半径受钻井液渗透影响程度呈指数增加,当内外压差大于1.0 MPa时,其理论值已经超过了实际工程钻井液渗透的半径。     

国外无钻机钻井技术的进展

介绍了国外无钻机钻井技术中的超小井眼钻井技术和光能钻井技术,指出无钻机钻井技术是钻井工艺的一次革命。     

空气雾化钻井中液滴尺寸及其分布

本文讨论了空气雾化钻井中液滴大小的计算方法,分析了影响液滴尺寸的因素.发现液相和气相的相对速度、液体的衣面张力以及气体中液相的体积百分数足影响液滴尺寸的主要因素。     

激光钻井技术展望

为了适应石油工业发展的需要 ,改变传统的钻井方式 ,根据激光能量密度大等特性 ,说明了利用激光器把其他形式的能转换成光能形成很高的温度 ,熔化、融熔、震碎、蒸发要钻进的岩石进行钻井的基本原理 ;指出激光钻井在降低成本、减少污染方面有很大的潜力 ,有可能使钻井发生革命性变化 ;提出当前应深入探讨激光钻井的原理、激光对地层及今后采收率的影响 ,在我国现有技术及经济条件下激光钻井的可行性及对钻井用激光器的特殊要求 ;回顾了激光钻井技术的发展历程和现状 ;建议我国应积极开展激光钻井技术的研究与开发 .     

川东北优快钻井技术

川东北地区存在陆相地层可钻性差、高陡构造井斜严重,地层岩性变化大、压力系统复杂、易塌、易漏,“高压、高产、高含硫”勘探风险大等世界级钻井技术难题,造成的钻井复杂情况多、机械钻速慢、钻井周期长。围绕“钻井提速”这一主线,以开发与应用新工艺、新工具提高南方复杂深井钻井速度为目的,从气体钻井和垂直钻井设备引进配套和研发入手,结合已有的欠平衡钻井技术、控压降密度钻井与复合钻井技术,综合应用多种钻井技术全面提高川东北复杂深井钻井速度及井身质量,通过室内实验研究、单项技术试验和综合技术集成,形成了适应川东北地区地层特     

水平井段旋转钻进时钻头侧向力及钻进趋势试验研究

进行水平井段旋转钻进时钻头侧向力的试验研究,并将钻头侧向力分解为方位力和井斜力,以这两个力的变化规律为基础,对待钻井的钻进趋势进行预测。结果表明:随着钻压和转速的增加,方位力和井斜力的变化规律不同,增加钻压,两个力波动的频率变小,波动的能量变大,但方位力的波动频率大于井斜力的波动频率,方位力的波动能量小于井斜力的波动能量;增加转速,方位力的波动频率变大,波动能量几乎不变,井斜力的波动频率变化不大,但波动能量变大;在实际的钻进过程中,为避免"方位漂移"现象的加剧,建议使用较低钻压或者高钻压钻进;为避免井斜加剧,建议使用低钻压和低转速钻进。     

元坝11井欠平衡钻井施工技术

在元坝11井采用欠平衡钻井技术发现了多层气层,提高了机械钻速,整体降低了钻井成本。