随钻方位伽马成像测井在鄂尔多斯盆地H井区水平井地质导向中的应用

随钻方位伽马成像测井是水平井地质导向技术的重要组成部分,与常规随钻伽马测井相比,方位伽马成像测井仪利用多个伽马探测器,将带有方位信息的测量数据上传到地面,精确指导井眼轨迹调整,确保维持在目的层的有利位置钻进。根据上下伽马曲线和成像图的8个响应特征将常见的水平井井眼轨迹与地层接触关系划分为简单模式和复合模式,简单模式细分为5大类8种情形,同时给出了不同井眼轨迹与地层接触关系下地层视倾角的计算方法。在鄂尔多斯盆地H井区的应用表明,随钻方位伽马成像测井可提供及时且准确的导向建议,显著提高了钻井效率,长水平段水平井的储层钻遇率超过94%,达到提高单井产量和建产效率的目标。     

地层孔隙压力对井壁附近应力分布的影响

利用莫尔-库仑准则分析了地层孔隙压力对井壁附近应力分布的影响，模拟了井眼周围介质发生形变后地层孔降压力的变化模式，计算了地层孔隙介质在弹、塑性条件下，井壁发生屈服的塑性半径，从定量的角度证实了孔隙压力是影响井壁失稳的主要因素．分析认为，在假设井壁周围应力集中，地层孔隙压力是非均匀的、变化的条件下，裂缝内或孔隙内流体的流动是孔隙压力传递的途径，井眼周围的受力及介质特性的变化是导致井眼不稳定的主要原因．     

利用积分方程计算阵列感应测井响应

利用积分方程计算了阵列感应测井仪器各子阵列在轴对称二维地层中的响应，计算中将纵向成层原状地层作为背景地层，从而将计算区域限制在井眼和侵入带内。与数值模式匹配法和有限元素法将全部地层作为求解区域相比，未知量范围和计算量均大大减小，计算精度亦可相应提高。采用改进型逐次逼近解法（MSAM）计算了积分方程，该方法所需内存量小，且可适用于高电导率对比度地层。采用递推算法计算纵向成层背景地层中Green函数及其对空间坐标积分的待定系数，从而大大加快了计算速度。数值算例的结果说明了利用积分方程计算阵列感应测井响应的有效性。     

用并矢Green函数的矢量本征函数展开式评价偏心对随钻电磁波电阻率测井响应的影响

采用圆柱坐标系下径向成层介质中磁流源并矢Green函数的矢量本征函数展开式计算电磁波电阻率的测井响应,考察井眼内仪器偏心对测井响应的影响.计算时采用径向成层圆柱形地层模型并假设在每一圆柱层内地层是均匀各向同性的,这样每层介质内的电磁波是对称的柱面波和各阶非对称波的叠加.计算结果表明:仪器偏心的影响随频率的升高而增加;对于电阻性(电导性)钻井液,地层电阻率越低(越高)越需要对仪器偏心的影响进行校正.     

水平井中砂泥岩互层的双侧向测井响应研究

摘要：针对砂泥岩互层的复杂测井环境,采用三维有限元数值模拟方法,计算了多层介质模型的水平井双侧向测井响应。结果表明,井眼半径、泥浆电阻率和围岩（砂岩、泥岩）的电阻率及侵入半径与电阻率对水平井双侧向测井响应都有不同程度的影响。在砂泥岩地层中,井眼尺寸越大,泥浆电阻率越高,对视电阻率的影响越严重;当目的层厚大于8 m 后,视电阻率受围岩（砂岩、泥岩）影响很小,基本上反映地层的真实电阻率,并且曲线变化规律大致相同,此时可近似为三层介质模型;对于低阻侵入,侵入越深,视电阻率越偏离真实地层电阻率。     

东海XH凹陷烃资源预测：勘探层分析及石油资源专家系统分析

应用勘探层分析及石油资源专家系统对ＸＨ凹陷下第三系勘探目的层的三个勘探层烃资源量作出了综合预测，结果表明，凹陷内各勘探层，尤其是渐新统勘探层，烃资源量相当可观。提出在渐新统内的地层圈闭中可进一步作详细的勘探工作。     

地层孔隙压力变化对井壁稳定性的影响研究

受长期注采工程作业的影响,地层孔隙压力将发生大幅度波动,从而导致地层的岩石强度、地应力相对开采初期已发生较大变化,且横向分布更为复杂,进而诱发、加剧井壁失稳,井下复杂状况频发。理论与实验相结合研究了孔隙压力变化对砂岩地层岩石强度及地层坍塌压力的影响,结果表明：（1）岩石强度与地层孔隙压力呈负相关,随地层孔隙压力增大,地层岩石强度、弹性模量呈线性递减;（2）地层孔隙压力变化将影响调整井的井壁稳定状态,压裂、注水、注聚等工程作业导致井周地层孔隙压力增大,将加剧井眼失稳;而在一定限度内,油气的压力衰减式开采将降低地层坍塌压力,利于井眼保持稳定。     

倾斜线圈随钻电磁波电阻率测量仪器基本在地质导向中的应用

采用各向异性水平层状介质的磁偶极源并矢Green函数计算倾斜线圈随钻电磁波电阻率测量仪器的响应,分析井眼相对倾角和接收线圈倾斜角对接收信号幅度比和相位差的影响,以及传统仪器和新型仪器响应曲线角峰的性质.计算实例结果表明,与传统仪器相比,含有倾斜线圈的随钻电磁波电阻率测量仪器在定向钻井中能够更早地指示出地层边界的存在,从而可以更容易地调整钻井仪器使井眼保持在期望的地层内,因而具有更好的地质导向能力.     

深井钻井的压力平衡研究

深井钻井具有高温高压及地层压力和地层破裂压力间安全钻井液密度窗口极为狭窄的特点,这为在深井钻井过程中保持井眼系统的压力平衡提出了更高的要求。为此,针对深井钻井的特点,运用流变学、传热学和物质平衡的基本原理,建立钻井液循环和静止状况下的钻井液温度分布模式及高温高压密度模式和高温高压流变模式,应用这些模式和地层流体的PVT特性对一些实钻深井的溢流现象进行分析。结果表明,井眼水力系统流体热力学模型对深井、超深井的压力平衡控制至关重要。     

深水低固结软泥岩蠕变特性及其工程应用

深水低固结软泥岩地层处于弱固结地层与正常固结地层之间的过渡带,研究其蠕变特性对于设计合理的井身结构及确保深水钻井的顺利进行有重要的意义。利用取自中国南海的低固结软泥岩岩心进行蠕变实验,根据蠕变实验结果建立了合适的蠕变模型。然后在此基础上,结合深水地层的井眼模型,建立了深水低固结软泥岩地层的井眼缩径模型及井眼坍塌模型。研究结果表明,低固结软泥岩的非线性蠕变现象明显,且瞬时蠕变量较大,经验模型更适合用来描述其蠕变特性。若钻井时泥浆密度较小,井眼在短时间内就会形成严重的缩径,从而影响正常钻井。低固结软泥岩地层的井眼坍塌具有明显的时间黏滞效应。随着时间的增加,井眼破坏区会逐渐增大,最终发生坍塌。     

天然气水合物藏井眼蠕变缩径研究

天然气水合物作为储量丰富的清洁能源备受世界各国的关注,但水合物储层的不稳定性使得其钻井和开采都存在困难.当井眼钻开后,水合物储层的蠕变特性会造成井眼缩径,进而影响水合物井的钻井安全.对冻土水合物地层在井眼钻开后的井眼缩径进行分析.结果表明:缩径发生时井眼不同方位地层将以不同速率进行缩径,但随着时间的增加,不同方位处的缩径速率趋于相同;随着水合物层埋深的增加,井眼的蠕变量将呈近线性增加;井眼的蠕变缩径速率将随着地应力非均匀性的增大而增大;随着水合物饱和度的增加,井眼的缩径速率降低.研究结果可为水合物地层钻井液密度的选取提供理论依据.     

地层压力剖面建立的智能化计算机软件系统

为实现平衡压力钻进、设计合理井身结构、保证钻井各作业环节过程中井眼保持稳定,以提高钻井的综合经济效益,准确建立孔隙、破裂、和坍塌压力剖面是首要解决的问题。地层压力剖面建立的智能化计算机软件系统(ISEPG)将测井、录井、地震、地层泄漏试验及室内岩石试验数据整理后,应用DC指数法、声波时差法、地震层速度法建立地层孔隙压力剖面;应用国内外先进的计算模式和实测数据的拟合分析,确定综合地层孔隙、破裂和坍塌压力剖面。ISEPG系统有总控系统、数据录入、数据计算整理、数据补充处理、新井压力剖面建立、数据回归整理、数据查询、图形查询、辅助系统等子模块组成。介绍了ISEPG系统的基本结构、系统原理、软件功能及实现方法。     

两向水平应力不等条件下泥浆密度的确定

降低泥浆液柱压力对油气层的压差和保持井壁稳定是钻井工程亟待解决的问题,对于地应力异常地区显得更为迫切。为了解决油气层污染和井壁稳定的难题,在弹塑性力学理论和岩石力学理论的基础上,应用摩尔—库伦屈服准则,阐述了井眼周围岩石弹塑性状态的形成机理及应力、位移的分布情况,推导出了井眼塑性屈服范围和泥浆液柱压力、水平地应力以及岩石强度的关系式。与其它理论相比,该理论所确定的保持井眼稳定的泥浆密度范围更广,有利于降低对油气层的压差和近平衡钻井。同时,也提出了一些具体技术来保证这一理论的应用。     

新型超分子固砂剂DXGY—1的研制和应用

粉细砂岩油藏由于地层砂粒度中值细,层内非均质性严重,泥质含量高,防砂难度大。针对此类油藏,研制了新型超分子固砂剂DXGY—1,实验表明具有在地层内自组装、固砂性能强和渗透率保持率高的特点,现场应用效果良好。     

易坍塌地层椭圆形井眼内套管应力的有限元分析

根据多孔弹性理论，对易坍塌地层井壁围岩的应力分布进行了分析，得出了易坍塌地层的井眼为椭圆形的结论。针对易坍塌地层的特点，用有限元方法分析了套管在椭圆形水泥环条件下的应力分布。数值计算结果表明，在保证固井质量的前提下，椭圆形水泥环有利于改善易坍塌地层套管的应力状态，应该在设计中予以考虑。但是，扩大井眼尺寸会影响到固井质量，必须将井眼椭圆度控制在一定范围内。     

井-地电位成像技术及其在孤东八区剩余油分布研究中的应用

利用传输线理论讨论了套管供大电流时井眼、套管内和套管外水泥环及地层中的电流分布。介绍了井-地电位测量技术的方法及原理，重点分析了井-地电位测量数据的成像方法。利用井-地电位测量技术取得了孤东油田八区26-J9井区的野外实测电位数据。用数值模拟和反演成像方法对实测电位数据进行了处理，得到了26-J9井区目的层的电阻率和剩余油饱和度分布。对本区构造、岩性及反演得到的电阻率数据分析可知，近南北方向有一条渗透性较好的优势通道，注水水洗及聚合物驱较为充分，剩余油饱和度相对较低；在高渗透带的两侧非均质性严重，水洗不充分，这是今后注聚合物封堵和调整挖潜应考虑的因素。与测试、生产动态和其他开发地质资料对比表明，井-地电位测量资料的结果与其他监测资料吻合较好，剩余油平面分布和层间分布与智能测试结果一致，显示了井-地电位测量技术的良好应用前景。     

利用元素伽马能谱测井识别气层的数值模拟

利用蒙特卡罗方法建立不同井眼和地层条件下的计算模型,模拟研究非弹俘获计数比R与含气饱和度的测井响应规律及井筒和地层环境对R的影响;利用研究成果处理新疆某油田实测井资料,验证元素伽马能谱测井技术在实际生产应用进行地层含气性评价的可行性。结果表明:当地层孔隙度一定时,非弹和俘获伽马计数随着含气饱和度的增加而增加,而比值R减小;当孔隙度增大时,含气饱和度小于某一确定值(约35%)时非弹伽马计数减小,但大于该值时俘获伽马计数减少,比值R增加;岩性、地层水矿化度、井眼流体和尺寸以及钻井液侵入等因素都会对地层非弹和俘获计数比产生影响;不同井眼流体对非弹俘获计数比R的影响较小,在同一地层孔隙度条件下,地层水矿化度越高、井径越大,非弹俘获计数比R越大,且石灰岩地层的非弹俘获计数比R高于砂岩地层;钻井液侵入较浅时,非弹俘获计数比R随钻井液侵入的加深而增大,当达到探测深度后,侵入加深但非弹俘获计数比R保持不变;地层水矿化度越高、井径越大、钻井液侵入越小越有利于含气饱和度的评价,但在实际处理时需要对岩性、地层水矿化度、井径进行校正。     

井壁失稳判断准则及应用分析

为了研究现场实际情况下适用的井壁失稳判断准则 ,根据井壁不稳定性理论和机理的分析 ,综合评价了库仑 -摩尔准则、Lade准则和 Drucker- Prager准则及其修正形式 ,以及每个准则的应用特点 .采用常规三轴压缩 Drucker- Prager破坏准则 ,进行了在水平各向同性地层和水平各向异性地层条件下 ,对保持井壁稳定所需的临界钻井液密度和临界钻井液含盐量与井眼方位角和井斜角之间的关系进行了分析和计算 .结果表明 :在水平应力各向同性的应力场 ,钻井液密度相对于井眼方位角显示了明显的对称性 ,但是 ,随着井斜角的增加而增加 ;在水平应力各向异性的应力场 ,钻井液密度相对于井眼方位角等于 90°处具有明显的对称性 ,随着井斜角的增加而增加 ,但井斜角等于60°～ 1 2 0°范围内例外 ;对于不同的井眼方位角和井斜角 ,为保持井壁稳定 ,钻井液应具有一定高的含盐量 .     

石油工程岩石力学研究进展

介绍了石油大学近几年来在岩石力学在石油工程中应用的研究中所取得的研究成果，包括：⑴地层破裂压力预测方法；⑵泥页岩和盐岩的流变特性；⑶控制盐岩井眼收缩速率的泥浆密度图版；⑷流变地层中的套变机理和套管强度分析。此外，还介绍了所采用的岩石力学试验和数值计算方法以及试验数据和计算结果的定量应用，解决了石油工程中的一系列隐蔽难题，论述了岩石力学在石油工程中的应用前景。     

利用积分方程计算阵列感应测井响应

利用积分方程计算了阵列感应测井仪器各子阵列在轴对称二维地层中的响应,计算中将纵向成层原状地层作为背景地层,从而将计算区域限制在井眼和侵入带内。与数值模式匹配法和有限元素法将全部地层作为求解区域相比,未知量范围和计算量均大大减小,计算精度亦可相应提高。采用改进型逐次逼近解法(MSAM)计算了积分方程,该方法所需内存量小,且可适用于高电导率对比度地层。采用递推算法计算纵向成层背景地层中Green函数及其对空间坐标积分的待定系数,从而大大加快了计算速度。数值算例的结果说明了利用积分方程计算阵列感应测井响应的有效性。