水平井和大斜度井钻井技术应用

在油田开采钻井过程中,要根据地理位置的特殊性决定了在开采中必须采取更加有针对性有效的钻井技术,从而使得水平井和大斜度井钻井技术得到推广与应用。然而,在钻井过程中往往会遇到井斜较大而导致油页岩段井壁垮塌事故,进而影响到石油开采工程的顺利进行。本文主要是对油田水平井和大斜度井钻井技术的应用现状进行探讨分析,并提出自己的观点,希望有助于促进我国水平井和大斜度井钻井技术的发展。     

四川盆地上震旦统灯四气藏水平井分段酸压工艺优化

四川盆地上震旦统灯影组四段白云岩气藏孔隙、溶洞、天然裂缝发育,储集空间以粒间溶孔、晶间溶孔和中小溶洞为主,储层类型多样,平均孔隙度3. 87%、平均渗透率0. 9 m D,整体属于特低孔-低孔、低渗储层,大斜度井或水平井+分段酸压改造是灯四气藏投产、建产的关键技术手段。首先,通过对前期酸压改造直井的地质和工程参数进行统计分析,明确影响酸压改造效果的地质主控因素及影响程度,形成储层品质的量化评价方法;其次,采用产能模拟方法,确立不同品质储层对酸蚀裂缝长度和导流能力的需求,结合酸蚀裂缝刻蚀形态和非均匀刻蚀程度量化分析、酸液滤失行为分析、转向酸和胶凝酸在不同品质储层的酸蚀蚓孔形态模拟分析,优选针对性改造工艺;再次,综合钻、录、测井成果,计算沿大斜度井、水平井井筒的储层品质剖面和破裂压力剖面,制定水平井精细化分段原则。形成了适合于震旦系灯四段气藏大斜度井、水平井的精细化分段和"一段一策"酸压改造技术,现场应用14口井,累计获得井口无阻流量1 640. 48×10~4m~3/d,平均单井无阻流量117. 21×10~4m~3/d,平均单井增产倍比达到3. 86。     

水平井及大斜度井砾石充填过程试验

根据水平井及大斜度井砾石充填机制与过程,考虑地层滤失、井筒倾斜、筛管偏置等特殊情况,建立水平井及大斜度井管内砾石循环充填试验模拟装置.利用该试验装置模拟水平井及大斜度井管内砾石循环充填全过程,分析α波及β波充填前沿特征,研究井筒倾角、筛管偏置度、流量、砂体积分数对充填动态及α波砂床平衡高度的影响规律及机制.试验结果表明:α波充填前沿在低流量下规则稳定,在高流量下形状不规则;α波充填结束前沉积砂床平衡高度会整体升高,导致β波充填空间较小;筛管偏置度与井筒倾角对充填动态有明显影响,井筒倾斜会降低砂床平衡高度,而筛管偏置则会加剧沉积砂床的形成并增大平衡高度;流量、砂体积分数是影响α波充填动态的直接因素.     

水平井和大斜度井的双侧向测井数值模拟

研究了电法测井中水平井和大斜度井的三维有限元分析法，提出一种刻分方法，对不同角度情况自动生成网格，并给出多种斜度并在不同地层情况的数值模拟结果．     

水平井和大斜度井的双侧向测井数据模拟

研究了电法测井中水平井和大斜度井的三维有限元分析法，提出了一种部分方法对不同角度情况自动生成网格，并给出了多种斜度井在不同地层情况的数值模拟结果。     

水平井和大斜度井中双侧向测井响应的正演

讨论了用三维元素法正演计算双侧向测井响应的技术要求，得出水平井和大斜度井中双侧向测井的模拟计算结果，详细分析了水平井和大斜度井中双侧向测井响应特征。结果表明，井眼、侵入带、围岩、仪器偏心和井斜均会对双侧向测井响应产生不同程度的影响。     

水平井和大斜度井中双侧向测井响应的正演

讨论了用三维元素法正演计算双侧向测井响应的技术要求，得出水平井和大斜度井中双侧向测井的模拟计算结果，详细分析了水平井和大斜度井中双侧向测井响应特征．结果表明．井眼、侵入带、围岩、仪器偏心和井斜均会对双侧向测井响应产生不同程度的影响．     

大斜度井砾石充填机理

将大斜度井砾石充填过程分为3个阶段,分析了各阶段的充填机理。考虑携砂液向地层的滤失以及井筒环窄、冲筛环空之间的流体质量交换,分别建立了井简环空、冲筛环空两个独立流动系统的砾石、携砂液的质量和动量守恒方程,以及各系统间的流动耦合方程,得到了描述大斜度井砾石充填过程的数学模型。算例分析表明：由于井筒滤失的存在,向井筒末端方向砂床高度逐步升高,其升高的速度随井筒滤失的增加而增加;在整个充填过程中,要保持充填顺利进行,井筒内流动压力足不断增加的,尤其在第2个充填过程结束第3个充填过程开始后,流动压力会有一个明显的增大以克服快速增加的流动阻力。     

应力敏感气藏水平井试井解释方法

应力敏感效应在低渗透储层中较为普遍。水平井是快速、高效开发该类油藏的主要井型,研究其试井解释方法对准确评价储层特征、掌握开发动态具有十分重要的意义。从基础实验研究出发,采用线性化处理方法建立了应力敏感气藏水平井渗流数学模型;并采用Lord Kelvin点源解、贝塞尔函数积分和泊松叠加公式等方法求解了无限大应力敏感气藏水平井在拉氏空间中的无因次压力响应函数。通过计算得到了无因次压力和压力导数双对数理论图版,并在其基础上分析了应力敏感气藏水平井渗流特征及其影响因素。研究成果对合理高效开发低渗透应力敏感气藏具有重要意义。     

大斜度井钻井液侵入数值模拟

根据油水两相渗流理论,考虑重力以及渗透率各向异性的影响,运用三维有限差分法模拟了大斜度井环境中井筒周围压力、流体饱和度和电阻率的分布情况。模拟结果表明：斜井环境下,当井眼与原始储层存在明显压力差时,重力对钻井液滤液侵入影响不明显;当储层渗透率为各向异性时,钻井液侵入不仅受储层水平渗透率影响,同时受到储层垂向渗透率和井斜角度影响;淡水钻井液侵入造成井眼周围储层电阻率分布复杂,局部冲洗带电阻率可能要高于原状地层电阻率,从而出现低阻环带特征。     

板状油藏大斜度井流入动态

基于瞬时源函数法和势的叠加原理,采用空间和时间的离散技术,建立简化的大斜度井油藏渗流模型,并通过与传统模型对比验证新建模型的准确性。根据油藏-井筒耦合关系,建立大斜度井流入动态模型,并给出求解方法。分析结果表明:无限大顶底封闭油藏大斜度井在定产量生产过程中,井斜角和储层厚度对流入动态的影响在早期径向流阶段最小,在中期过渡流阶段逐渐增大,到晚期拟径向流阶段达到稳定;储层越厚,井斜角越大,井底势降越小;储层越薄,井斜角越大,端部效应越强;井筒两端较大的边界影响是导致大斜度井与水平井流入动态差异的主要原因。     

大斜度及水平井注回填侧钻水泥塞技术研究

由于海上油气田的大力开发,越来越多的常规定向井均改成大斜度及水平井.为了更大程度的开发油气层,最有效的方法是通过大斜度及水平井,延长泄油通道,提高油井的采收率,但是如果在物性好的储层中施工大斜度及水平井失败,既浪费工期及钻井投入,又损失槽口,因此打回填水泥塞,重新侧钻是有必要、有价值的.该文通过两次回填的经验教训,分析了提高大斜度、水平井水泥塞质量的要求与注意事项,并给出了合理的建议.     

大斜度液压自动脱挂尾管悬挂固井技术

介绍了一种用于深井、大斜度井的液压脱挂尾管悬挂器的结构、工作原理、技术参数和技术特点及固井工艺。该型悬挂器能有效解决深井、大斜度井尾管固井座挂难、倒扣难、留水泥塞等技术难题,可实现双胶塞液压座封、自动脱挂、双胶塞碰压的连续施工,能够允许大幅度上提、下放、旋转套管。15口井的现场应用表明,该工艺可提高固井质量、节省钻井周期和成本、杜绝井下钻具事故,基本克服了其他各类型的尾管固井工艺缺点。     

大斜度井压裂工艺研究与应用

水力压裂工艺为低渗透油气藏的开发作出极大的贡献,随着油气田开发的需要,大斜度井的比例会不断增加,井斜度大于30°的井在进行压裂改造中施工成功率较低。研究揭示出在斜井中由于裂缝转向,产生多裂缝及近井摩阻损失等原因会产生不同于直井的更复杂的破裂结构。     

大斜度井钻井液侵人数值模拟

根据油水两相渗流理论,考虑重力以及渗透率各向异性的影响,运用三维有限差分法模拟了大斜度井环境中井筒周围压力、流体饱和度和电阻率的分布情况.模拟结果表明:斜井环境下,当井眼与原始储层存在明显压力差时,重力对钻井液滤液侵入影响不明显;当储层渗透率为各向异性时,钻井液侵入不仅受储层水平渗透率影响,同时受到储层垂向渗透率和井斜角度影响;淡水钻井液侵入造成井眼周围储层电阻率分布复杂,局部冲洗带电阻率可能要高于原状地层电阻率,从而出现低阻环带特征.     

大斜度井中套管磨损机理研究

针对套管在大斜度井中的磨损失效,首先开展了套管的磨损实验研究,根据Dawson 和White 提出的基于能 量损失的线性磨损模型以及本文的实验数据,获得了钻杆接头与套管的磨损系数。建立了钻杆接头与套管磨损机理 研究的有限元模型,通过任意拉格朗日欧拉自适应网格划分,在数值模拟过程中可以对套管磨损的节点进行“实时 调整”,并对网格单元做光滑处理,不断更新钻柱接头与套管的接触关系,对钻进过程中套管磨损机理进行了研究。在 磨损后套管结构形状研究的基础上,开展了套管剩余抗挤强度的数值模拟研究,得到了套管的最大磨损深度随时间的 变化关系,建立了套管剩余抗挤强度与最大磨损深度的关系,进而可以预测套管在某一累积磨损时间内套管的最大磨 损深度和套管的剩余强度,为磨损套管的安全性评价提供了理论依据。     

大斜度井、分支井的不稳定压力动态分析

应用连续点源迭加原理建立起均匀流率的斜井压力分布数学模型,通过该模型能够考虑大斜度井的射开段长度、上下位置、倾斜角、渗透率各向异性等影响;应用Stehfest数值反演算法计算获得大斜度井的压降典型曲线,为大斜度井的试井评价和产能预测提供有力工具;通过对比分析发现,大斜度井的双对数典型曲线存在两段压力导数水平段,前者是早期的径向流特征,后者是拟径向流特征;在同等的井筒渗流长度条件下,大斜度井或水平井方式的渗流条件好,更能有效地利用地层能量。     

大斜度井水压裂缝起裂研究

应用多孔弹性理论，导出了斜井井壁周围的应力表达式，并提出了新的斜井水力压裂裂缝起裂判据，它不但考虑了垂井裂缝产生的机理，而且还考虑了水平缝产生的机理，新的斜井水力压裂起裂判据比以往的斜井水力压裂裂缝起裂判据更具合理性．     

大斜度井水压裂缝起裂研究

应用多孔弹性理论，导出了斜井井壁周围的应力表达式，并提出了新的斜井水力压裂裂缝起裂判据。它不但考虑了垂井裂缝井裂缝产生的机理，而且还考虑了水平缝产生的机理，新的斜井水力压裂起裂判据比以往的斜井水力压裂裂判据更具合理性。