不同煤体结构组合下井径扩径的钻进主控因素

煤层气井钻井时井径扩径严重程度直接关系到固井对煤储层的污染程度,最终影响煤层气井的产能;不同煤体结构组合决定了井径扩径的钻进主控因素不同。根据焦作矿区恩村井田不同煤体结构的测井响应曲线结合钻井取芯资料,得到不同煤体结构的声波时差值域;统计了各煤层气井不同煤体结构的厚度,划分出各煤层气井不同煤体结构组合及井径扩径严重程度;根据目前的主要钻进参数,系统剖析了不同煤体结构组合条件下的井径扩径的钻进主控因素。分析表明:煤体结构以I类煤为主时,钻井液密度对井径影响最大;煤体结构以II类煤为主时,钻井液密度、天然裂隙发育与最大水平主应力方向的关系对井径影响较大;煤体结构组合中有III类和IV类煤参与时,排量大小对井径的影响最大。     

富县地区探井钻井液技术

富县地区安定组、直罗组砂泥岩地层易发生严重的井壁垮塌,延长组油层微裂缝发育,易发生漏失。对该区直罗组泥岩地层进行了全矿物分析和黏土矿物分析,找出了影响井壁稳定的原因。针对富县地区地质特点、井身结构及保护油气层的要求,系统地分析了钻井施工的钻井液技术难点,采用相应的钻井液体系,并对钻井液处理处理方法与钻井施工的技术措施进行了阐述。2012年以来安全钻探的实践表明,富县地区钻井液技术基本能满足该区钻井施工的需要,可为富县地区钻井施工提供支持。     

煤层气三孔双渗试井分析方法技术研究

我国煤储层普遍具有低含气饱和度、低渗透率、低储层压力和低资源丰度等"四低"特点,煤层气测试获取资料的解释理论与试采结果的符合率较低。针对以上问题开展了煤层气试井与常规试井的异同点进行分析与评价,找出煤层气试井难点。结合煤层气地质特征,开展煤层气试井方法的适应性研究,探索适合煤层气的试井工艺;开展了影响煤层气试井因素的综合分析、研究,提出试井参数优化方法及操作规程,确保取准合格的煤层气试井资料。提出了适用于煤层气的三孔双渗试井解释模型和解释方法,提高了资料处理解释的准确率。     

欠平衡钻井压差确定及井底压力控制技术

在钻井过程中只有准确掌握地层压力才能有效地确定井身结构、钻井液密度及所采用的井口装置和钻井施工措施。分析了影响欠平衡钻井负压值的各种因素并给出了负压值的设计原则。     

深水含浅层流地层无隔水管领眼钻井水力参数计算

综合应用动态压井系统的无隔水管领眼钻井技术是处理深水含浅层流地层地质灾害的有效手段之一。针对无隔水管钻井技术特点,进行了无隔水管领眼钻井技术在深水含浅层流地层的适应性分析。基于油气井流体力学和渗流理论,考虑了浅层流实时钻进过程中地层漏失或侵入井筒动态过程的影响,建立了无隔水管钻进的平衡方程、连续性方程、运动方程和辅助方程,为钻井水力参数的设计与求解提供了依据,并以南中国海W-X01井为例,对计算方法进行验算与对比分析。现场实例计算表明:钻井液排量、钻进速度、钻杆转速是无隔水管海水钻进过程中的主要控制性施工参数,通过施工参数可调整环空压耗大小,进而控制井底压力;环空压耗随钻井液排量的增大而增大,且领眼尺寸越小环空压耗增大的趋势越大;同时,环空压耗随钻杆转速的增大而增大。此方法可以用于指导深水含浅层流地层的无隔水管领眼钻进设计与施工。     

低固相聚合物钻井液在山西煤层气井中的应用

介绍了山西煤层气井钻探中钻井液技术难点 .通过三口典型的煤层气井 ,论述了低固相、低密度聚合物钻井液在煤层气井中的应用 .结果表明 ,这种钻井液体系 p H值较低 ,滤失量小 ,泥饼致密光滑 ,可以起到保护井壁的作用 ,从而有效地保护煤层 ,同时可降低钻井液材料的费用 ,适用于煤层气钻井 .     

沁水盆地南部煤层气水平井钻井中所遇问题的对策探讨

在介绍沁水盆地南部地层地质特点、井身结构及施工要求的基础上,对沁水盆地南部煤层气水平井钻井过程中遇到的10个问题进行了探讨,并提出了相应的解决对策。     

井身结构优化设计及配套技术研究

井身结构设计是钻井工程的基础设计。要实现科学、优质、经济、安全地钻井作业,取得预期的钻探目的和经济效益,最重要的前提就是要有合理的井身结构。井身结构优化设计,就是对下入井中的套管直径、深度、层数以及井眼直径、管外水泥上返高度等油气井构成元素做出最优的选择。在工程设计过程中,综合考虑地质分层、地层压力、油气层位置、固井质量、钻井液性能等因素,对其井身结构进行一系列筛选与优化,得出合理方案。本文通过对国内外井身结构优化设计调研与分析,对深井、水平井等井身结构设计原则,设计系数以及主要的设计方法等进行了主要对比和论述。     

聚合物低固相泥浆水眼粘度与钻速的回归关系

寻求水眼粘度与钻井速度二者之关系和钻井液性能参数对水眼粘度的影响,对陕甘宁盆地使用聚合物低固相钻井液的性能参数和该参数下获得的钻井速度数据进行统计和优选,应用一元线性回归分析法和最小二乘法,拟合得出了钻井速度与水眼粘度的关系的幂函数方程;密度和滤失量与水眼粘度之间的关系是幂函数方程;漏斗粘度和塑性粘度与水眼粘度的关系是一元直线方程,动塑比与水眼粘度二者之关系是一元二次方程．根据回归方程和回归曲线分析得出提高钻井速度合理选择钻井液水眼粘度和与此相配伍的其它钻井液性能参数的取值范围．为现场安全快速钻井提供选择钻井液性能参数的依据．     

低固相聚合物钻井液在山西煤层气井中的应用

介绍了山西煤层气井钻探中钻井液技术难点,通过三口典型的煤层气井,论述了低固相,低密度聚合物钻井液在煤层气井中的应用,结果表明,这种钻井液体系pH值较低,滤失量小,泥饼致密光滑,可以起到保护井壁的作用,从而有效地保护煤层,同时可降低钻井液材料的费用,适用于煤层气钻井。     

深水大尺寸井眼钻进钻井液双循环携岩方法

深水大尺寸井眼提高泵排量钻进时,易导致钻井液循环压耗增加、泵功率利用率低和井底压力增加等问题,提出一种通过在井筒变径处钻杆上安装分流短节,实现钻井液双循环的方法,基于钻井水力参数优化理论和数值模拟方法,研究分流短节对井筒变径处环空钻井液返速、钻井水力参数和钻杆结构安全性的影响.结果表明:安装分流短节后井筒变径段环空钻井...     

蜀南地区龙潭组煤层气储层特征及资源潜力

据中国多次开展的煤层气资源评价结果,蜀南地区煤炭以无烟煤为主,与沁水盆地类似,其煤层变质程度高,吸附能力强,含气量高,蕴藏了大量的煤层气资源。为了进一步查明蜀南地区煤层气储层特征及其资源潜力,根据该区测井资料、录井资料、煤层气参数井资料,从煤层分布特征、煤质特征、孔-裂隙发育特征、含气性特征及等温吸附特征等方面,分析了该区煤储层特征,对储层质量进行综合评价,并在此基础上评价其资源潜力。结果表明,蜀南地区龙潭组煤变质程度高,属于无烟煤;兰氏体积大,含气量高,气体质量好,含气饱和度高,兰氏压力小,临界解吸压力小、地解比偏低。综合评价显示该区煤层气储层质量较好,资源潜力大,但开发难度较大,尚需适宜的开采技术。建议选择长宁-叙永区块开展煤层气勘探开发试验,探索煤层气勘探评价方法及有效的开采技术。     

顺9地区特低渗油藏长位移水平井钻井技术

顺9地区志留系储层为低孔特低渗油藏,常规直井开采、水力压裂增产效果有限。为增加泄油面积,提高开采效率,在顺9地区部署长位移水平井进行开发,以提高单井产能。通过优化井眼轨迹剖面、井身结构及钻具组合,合理配置钻井液和钻井参数,应用新工艺新技术等措施,克服了井壁稳定性差、长位移水平段摩阻扭矩大、油基钻井液条件下固井质量差等一系列难题,为后期分段改造创造了有利条件。     

多梯度钻井动态控制参数优化设计

为了确定多梯度动态钻井过程中的关键控制参数,优化钻井效率,建立多梯度钻井动态参数优化模型。以每次调整控制参数后的最大钻进深度和同一井身结构条件下的最大钻进深度为优化目标,以旋流分离器位置和钻井液密度为优化参数,以钻井液循环当量密度与安全密度窗口之间的约束关系以及钻头预期寿命为约束条件,并利用粒子群优化算法对该优化模型进行求解。结果表明:每次调整控制参数后都存在同一组最优的旋流分离器位置和钻井液密度值使单趟钻进深度最大;随着调整次数的增加,旋流分离器距钻头的最优距离和钻井液的最优密度均逐渐增大,但单趟最大钻进深度逐渐减小;旋流分离器和钻头预期寿命的设计应协调,避免起下钻浪费。     

营13区块浅层水平井钻井液技术

营13区块油气资源丰富,开发前景广阔.前期使用聚合物钻井液施工中复杂情况时有发生,严重制约了该区块的开发进程.通过对处理剂进行优选,研发了强抑制润滑钻井液体系配方,该体系在营13区块进行了应用,井身质量良好,机械钻速明显提高,为营13区块安全及高效钻井提供了有力的技术保障.     

基于流固耦合的含水合物地层井壁稳定非稳态解析模型

针对深海水合物地层钻井过程中的井壁稳定问题,考虑水合物分解、热传导、力场-渗流场全耦合作用,建立了过压和欠压钻井下渗流、温度、力场随时间和空间变化的非稳态解析模型。解析结果与相同条件下的数值结果吻合良好,且与力场-渗流半耦合解析结果进行了对比。基于解析模型对井壁稳定的关键参数如钻井液压力、水合物分解引起的地层弹性模量劣化程度等进行了分析,结果表明：①与半耦合分析结果相比,考虑体变对渗流的影响后,过（欠）压钻井时孔压减小（增大）、应力增大（减小）,增量径向位移减小;②最危险位置在井壁处,过高或过低的钻井液压力均会导致井壁失稳,水合物分解引起的地层劣化将降低最安全钻井液压力;③水合物分解引起的地层刚度降低极易诱发井壁失稳。在通常条件下,过压钻井时分解域弹性模量降低50%即可导致井壁失稳。     

尼日尔沙漠油田小规模“工厂化”钻井工艺优化

为解决尼日尔Agadem复杂地貌沙漠油田因钻机搬迁及材料运输困难、地层复杂，导致钻井效率低，钻井成本高的问题，保障油田效益开发。基于复杂沙漠地貌及条带状油藏分布特点，提出了应用小规模"工厂化"（3~5口井）钻井工艺，通过地质工程经济一体化优化丛式井规模、井场位置、井口布置、井眼轨迹及井身结构设计，优化钻井液体系及重复利用，优化PDC+螺杆一趟钻及固井质量保障技术，钻机设备改造及优化平移工序，提高工厂化钻井效率及固井质量。实际应用表明，优化形成的小规模"工厂化"钻井模式及配套技术，可有效提高复杂断块沙漠油田钻井效率，大幅降低钻井成本。     

页岩气双二维水平井极限延伸能力研究

页岩气藏的开发多采用水平井,水平段的延伸能力直接影响到页岩气藏的综合开发效益。双二维水平井具有施工难度小、邻井碰撞风险低、作业费用低等优点。根据长宁页岩气的钻井实际情况,分析了钻机承载能力、钻柱安全系数、地层承压能力及额定泵压等因素对水平井延伸能力的影响,推导了相应计算模型。以长宁已钻页岩气井为基础,计算了不同影响因素随水平段长度的变化。研究表明,双二维水平井的延伸能力主要受地层承压能力和额定泵压影响,钻井施工中应选择合理的钻井液密度和排量,降低水平段岩屑床高度,采取适当的堵漏措施,选择高额定泵压的钻井泵。     

沁水盆地南部煤储层压裂缝几何特征预测

以煤储层压裂改造基本理论为基础,对石油系统相关压裂参数的计算模型进行修正,建立起适合本地区储层的水力压裂计算模型;通过分析沁水盆地南部煤层气井压裂工艺、压裂工艺参数及煤储层力学特征,建立了裂缝几何尺寸计算的数学模型,并编制了相关计算程序;应用建立的数学模型,代入沁水盆地樊庄、郑庄区块压裂井的压裂施工参数,进行了压裂缝几何尺寸计算,结合压裂施工工艺与气、水产能进行了施工适用性评价,优化了压裂工艺参数。     

沁水盆地郑庄区块煤层气开发对地下水环境的影响分析

以沁水盆地郑庄区块煤层气开发为例,从水质和水量两方面研究了煤层气开采各阶段对地下水环境的影响特点。结果表明,钻井施工阶段,钻井液漏失会对地下水造成污染影响;压裂作业会破坏煤层的含水、隔水结构;煤层气排采阶段,抽排煤层水会疏干3号和15号煤层的充水含水层,最大影响半径分别为110m和130m,对第四系孔隙水含水层基本不会造成影响,破坏的区域地下水资源量为317×104 m3/a,占水资源总量的1.00%,占地下水资源量的1.87%。在采取优选钻井液、优化完井方式、加强施工管理和运行维护等措施后,可大大减轻煤层气开采对地下水环境的不利影响。