砂岩地层井壁稳定性分析

南海某油田深部地层砂岩存在因蠕变导致的缩径现象,有必要分析该油田砂岩地层蠕变性质,为砂岩地层安全钻井提供借鉴。使用某油田深部地层砂岩岩心进行室内蠕变实验,测定不同差应力下岩心蠕变率。使用西原模型拟合了实验结果,拟合精度较高,并计算了某油田砂岩缩径井段安全钻井周期。计算结果表明,提高钻井液密度可大幅提高安全钻井周期,也可采用定期起下钻、下套管封固缩径井段等工程措施阻止或减缓砂岩蠕变。     

可蠕变砂岩地层井壁稳定性研究

砂岩地层钻井可能出现缩径,严重威胁钻井安全,有必要研究砂岩蠕变性质,为钻井提供安全保障。使用MTS刚性实验机测定偏应力15MPa~35MPa下的黄流组砂岩岩心轴向应变,得出砂岩岩心存在临界蠕变应力。研究了砂岩不同蠕变阶段的蠕变机理,通过测定砂岩横波波速及长期强度确定了其稳态蠕变与加速蠕变临界应力。使用西原模型拟合了砂岩蠕变应变,计算了使用不同密度钻井液时黄流组砂岩地层安全钻井周期。研究结果可用于指导蠕变性砂岩地层安全钻井及钻井液密度设计。     

可蠕变砂岩地层的临界蠕变应力及安全钻井周期

砂岩地层钻井可能出现缩径,严重威胁钻井安全,有必要研究砂岩蠕变性质,为钻井提供安全保障。使用MTS刚性实验机测定偏应力15~35 MPa下的黄流组砂岩岩心轴向应变,得出砂岩岩心存在临界蠕变应力。研究了砂岩不同蠕变阶段的蠕变机理,通过测定砂岩横波波速及长期强度确定了其稳态蠕变与加速蠕变临界应力。使用西原模型拟合了砂岩蠕变应变,计算了使用不同密度钻井液时黄流组砂岩地层安全钻井周期。研究结果可用于指导蠕变性砂岩地层安全钻井及钻井液密度设计。     

深水油气田控制井眼缩径的钻井液密度研究

深水地层上覆岩层压力低,钻井安全泥浆密度窗口窄,发生井下事故的风险更大,需要确定水平井眼的变形规律,减少或避免因疏松砂岩储层蠕变缩径造成的井下复杂情况和事故。荔湾3—1气田是我国第一个即将投入开发的深水油气田,利用分级加载的方式测试了荔湾3—1气田疏松砂岩储层的蠕变变形规律。应用拉格朗日元法进行数值模拟计算,得出了荔湾3—1气田疏松砂岩储层水平井井眼缩径变形随时间的的变化规律和控制井眼缩径率的钻井液密度图版,分析了水深对水平井井眼变形的影响。结果表明,在相同条件下,深水油气田因疏松砂岩储层蠕变缩径而影响水平井安全钻进的风险比陆地和浅水油气田更小。研究结果对确定深水水平井安全钻井周期和开展水平井极限延伸长度的研究具有指导意义。     

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.     

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。     

盐岩层大位移井蠕变规律影响因素分析

中东油田碳酸盐岩上方往往覆盖着巨厚盐岩层,在应力作用下会发生蠕变造成缩径,大位移钻井时容易出现钻具卡钻事故。现有的盐岩层蠕变分析模型或者是基于二维平面模型,或者是利用有限元进行数值模拟,缺少定向井三维蠕变解析模型,不利于表征盐岩层蠕变规律和影响因素之间的关系。在黏弹性理论的基础上,采用开尔文-沃伊特蠕变模型,结合直角坐标系和圆柱坐标系下斜井井壁应力公式,推导了大位移井三维蠕变解析表达式。利用此解析模型,定量分析了盐岩层在不同钻井液密度、蠕变时间、方位角以及井斜角下的蠕变规律,对现场大位移钻井成功钻穿盐岩层提供了指导作用。     

海南福山油田钻井复杂情况分析与对策

海南福山油田地层具有特殊的复杂性,涠洲组造浆严重、易缩径,流二段泥岩为硬脆性泥岩,最厚近达700米,这种情况在国内外也非常少见。本文从分析涠洲组缩径原因和流二段泥岩特性和坍塌机理入手,结合现场施工经验,优化钻井液体系和配方,制定科学合理的配套技术措施,通过在莲15X等井的成功应用,为解决福山油田安全钻井问题提供了经验。     

钾胺基聚磺钻井液在TP170井的应用

托甫台区块位于塔河油田西南部,该区块井深度大,油层埋藏深,普遍存在二叠系,钻井过程中易发生井塌、井漏等复杂情况。以往该区块均采用四级井身结构,将上部易水化、分散、缩径的砂泥岩地层与下部易塌易漏地层分开。为缩短钻井周期,降低钻井成本,甲方首次尝试将托甫台区块TP170井简化为三级井身结构,导致二开裸眼段极长,大大增加了钻井风险。针对这一问题,现场使用新型钾胺基聚磺钻井液体系,利用聚胺抑制剂的强抑制能力及流型调节能力,解决了深井长裸眼流型控制难、三叠系以深地层易出现井壁垮塌等难题,安全、优质、快速地完成了TP170井的施工。     

盐膏岩地层的井眼缩径变形分析

在钻井工程中,盐膏层的显著特征是井眼形成后地层易发生塑性变形和井眼缩径,造成卡钻和大量的人力、物力、财力的损失,甚至导致钻井失败。将拉格朗日元法应用于石油钻井所遇的盐膏地层,利用ＦＬＡＣ程序分析了盐膏地层的缩径变形。分析结果表明,在允许缩径率下,钻井液密度有一个临界值,正常钻进的必要条件是钻井液密度应该大于此临界值。     

对改进西原模型的再认识

从岩石的物理变形机制出发,对改进西原模型的物理意义进行了理论探讨,得出改进西原模型蠕变变形机制是一个强化作用有限发挥、弱化作用累积的过程的结论.分析表明:改进西原模型能够描述简单应力状态下不同应力水平的岩石蠕变特性曲线,在同一应力水平下,可以用蠕变加速度作为判定模型的稳定性判据;将改进西原模型用于直剪蠕变试验,需考虑有效法向应力对长期强度极限的影响,用于三轴蠕变试验,需考虑长期强度极限与围压的关系;对于应变局部化问题,采用改进西原模型必须考虑黏性效应与其他正则化机制的耦合作用.     

基于损伤力学的砂岩蠕变模型研究与参数辨识

在Burgers模型的基础上,应用损伤力学的原理,通过引入3种不同的损伤变量演化规律,建立了改进Kachanov蠕变损伤模型、应变控制蠕变损伤模型和统计损伤模型,模拟向家坝砂岩三轴蠕变试验,并进行模型参数辨识及参数敏感性分析.3种蠕变损伤本构模型都能够较好地模拟蠕变全过程曲线,且各模型对曲线的模拟有着各自的特点.对比分析各个蠕变损伤模型,说明了提出的3种蠕变损伤本构模型都能够很好地反映砂岩的流变特性,但相比而言统计蠕变损伤模型更具有优势.本文研究为岩石工程的长期稳定性分析提供了理论参考.     

天然中等风化泥岩非线性黏弹塑性蠕变模型

天然中等风化泥岩作为灌注桩的桩基承台,其承受混凝土灌注桩传递的长期荷载会发生蠕变,而中等风化泥岩的蠕变过大会对灌注桩承载力有影响,因此需要展开中等风化泥岩蠕变模型的探讨和研究。由于目前大多数蠕变模型对于蠕变的全阶段曲线的描述都不太理想,所以基于西原体,把非线性黏塑性体与西原体串联得到了一种新的模型;继而通过拉式变换得到了一种新的蠕变方程。以新的蠕变方程对中等风化泥岩单轴蠕变的试验数据进行拟合,并对此蠕变方程进行了与时间有关的参数敏感性分析。     

车古区块钻井液技术研究及应用

车古区块是富台油田新的产油区,油气埋藏较深．先期使用普通聚磺钻井液体系进行油层井段钻进,机械钻速低;砂岩易形成虚厚泥饼,造成起下钻阻卡及渗透性漏失的复杂情况;由于普通聚磺体系固相含量高,油层易受污染．通过改用低固相钻井液体系施工,保证了施工顺利,无复杂事故发生;保护了油气层;提高了机械钻速．低固相钻井液体系的成功应用表明该体系适应本区块地层特点,有助于本区块的进一步勘探开发．     

基于逻辑回归的电缆吸附卡风险评价方法

针对电缆测井现场无法预测电缆吸附卡的情况,基于逻辑回归建立一种电缆吸附卡风险评价方法,再使用Monte-Carlo进行模拟,得到电缆吸附卡风险概率。首先,根据现场施工经验,建立电缆吸附卡事故树,明确影响电缆吸附卡的原因,确定电缆吸附卡的主控因素;然后,构建基于逻辑回归的电缆吸附卡风险评价模型,带入训练集中井的主控因素对模型进行训练,提高模型的可靠度;最后,采用Monte-Carlo方法进行模拟,计算电缆吸附卡的风险概率,实现对电缆吸附卡的风险判断,以新疆某油田32口井为训练集对同区域的两口井进行了实例分析,评价结果与现场相符。结果表明：所建立的方法能够较好地利用大数据对电缆吸附卡风险进行定量评价,对于保障电缆测井作业安全和实现智能化具有一定理论指导意义,是一种新颖科学的评价方法。     

靖安油田延长6组中低孔隙性储层物性研究

利用靖安油田延长 6组岩心分析资料和测井资料分析了靖安油田延长 6组中低孔隙性砂岩储层渗透性的影响因素。研究发现 ,油的有效渗透率与中低孔隙性储层的孔隙度、含水饱和度及泥质含量有关。应用多元线性回归分析法 ,建立了油的有效渗透率与储层孔隙度、标准化电阻率及自然电位的关系。应用统计关系式计算的有效渗透率与岩心分析的渗透率比较吻合。提出了应用工程测井值计算地层中油的有效渗透率的方法 ,同时还给出了储层含水饱和度与孔隙度和电阻率的关系式。     

泾河地区中生界致密油藏天然裂缝发育主控因素及模式

研究鄂尔多斯盆地南部泾河油田长8油藏天然裂缝的发育主控因素及模式。通过野外露头、岩心、常规测井和成像测井资料,开展井剖面天然裂缝的识别。在数据的处理上,利用单一变量法分别对比工区内断层和裂缝的力学性质、统计裂缝发育指数与相邻断层距离的关系、不同岩性中裂缝的发育情况、裂缝发育指数与砂地比的关系、长8地层的构造曲率与裂缝发育指数的关系,结果表明:断层伴生2组共轭剪切裂缝,只有一组较发育,这些裂缝离断层越近,裂缝发育指数越高;随着泥质含量的增加,岩性逐渐向泥岩转化,天然裂缝的发育程度逐渐降低,平面上看,天然裂缝多发育在砂地比值较高的地方;构造曲率越大,天然裂缝发育的程度越高。泾河地区长8段裂缝发育的主控因素为岩性、构造变形和断层。其中断层对裂缝发育的影响表现在裂缝发育指数随断层距离的增加而减小,并且为控制裂缝发育的最主要因素;岩性中的脆性成分越高,裂缝越发育;构造变形程度越高,构造张裂缝也越发育。     

一种水驱砂岩油藏采收率经验公式改进方法

针对海上油田开发井距大、储层砂体形态变化大、横向分布极不稳定的特点,在现有水驱砂岩油藏采收率经验公式使用普适性不足的情况下,综合考虑了水驱控制程度及注采井数比对油田采收率的影响,提出了考虑水驱控制程度及注采井数比的采收率随井网密度变化关系表达式。通过渤海油田开发案例验证表明：新公式能够更加科学合理描述海上油田采收率随井网密度的变化关系,并能够进行采收率预测及钻井工作量规划。研究结果对油田开发方案编制及油田开发效果评价具有指导意义。     

基于BP神经网络的油气钻井成本预测

油气钻井成本是反映油田企业经济效益的重要指标.对钻井成本进行准确预测,有利于企业管理者和投资者进行科学的决策与评估.在对油气钻井成本影响因素进行分析的基础上,运用BP神经网络算法,建立了考虑成本因素之间相互关系的油气钻井成本神经网络预测模型,并结合中国石油某公司各区块钻井作业成本数据,将线性回归方法与神经网络方法进行对比,结果表明该模型具有较高的预测精度.