水平井井身结构设计研究获得突破

水平井井身结构设计研究获得突破由石油大学（华东）葛洪魁副教授的课题组与大港集团共同完成的国家“八五”重点攻关课题“大港低渗块状砂岩油藏水平井钻井技术研究”的子课题“水平井井身结构设计研究”在理论和实践上取得突破．这项研究包括水平井地层破裂压力、水平井...     

“侧钻水平井钻井采油配套技术研究”通过国家科委验收

国家“九五”重点科技攻关项目“侧钻水平井钻井采油配套技术研究” ,近日在上海通过国家科委验收 ,总体成果达到国际 90年代先进水平。该项目由中国石油天然气集团公司组织管理 ,胜利石油管理局、石油大学 (华东 )等 9个单位组成五大攻关集团 ,其中由胜利石油管理局和石油大学 (华东 )共同承担的“屋脊式断块油藏、稠油油藏侧钻水平井钻井采油配套技术研究”课题在 5个课题中评分最高。采用屋脊式断块油藏、稠油油藏侧钻水平井钻井采油配套技术 ,共钻成侧钻水平井试验井 18口 ,占项目总试验井数的 4 4 % ,累计增油 2 .792 9× 10 5ｔ ,创产…     

层理性页岩水平井井壁稳定性分析

基于孔隙弹性力学和单结构面强度理论,建立层理性页岩水平井井壁稳定力学分析模型,分析层理面产状(走向、倾角)、井眼轨迹(井眼方位)和层理面强度弱化对水平井井壁稳定的影响。研究结果表明:页岩层理面产状和层理面强度弱化是导致水平井井壁坍塌失稳的主要因素;层理面倾角为0°~30°时,沿着任何方位钻水平井的井壁稳定性都比较差,而层理面倾角为30°~90°时,沿特定方位钻水平井的井壁稳定性却比较好的,这便为井眼钻进方位的优化设计提供重要依据;层理面强度弱化的影响可以比层理面产状的影响更大,不同产状下坍塌压力差异可达0.45 g/cm3,而层理面强度弱化导致的井壁坍塌压力可增加约0.54 g/cm3;钻井液在渗透作用下沿层理面侵入地层,导致层理面黏聚力和内摩擦角降低,使井壁岩石更容易沿层理产生滑移,从而加剧井壁坍塌失稳的风险。最后,采用该模型在四川东南部威远构造第一口页岩气水平井W201-H1井进行了验证,井壁坍塌压力分析结果与实际情况吻合良好。     

页岩气水平井井壁稳定影响因素与技术对策

国内绝大多数页岩气水平井在页岩层段钻井过程都发生过坍塌,严重影响了钻井周期及后续压裂施工。由于页岩气井水平段一般较长,普遍在1000m以上,而且页岩地层层理发育,产状多变,岩石性质硬脆,水敏性矿物含量高,很容易发生井漏坍塌等问题。本文通过分析认为影响页岩气水平井井壁失稳的因素主要包括页岩的综合特性,地质力学因素,钻井液的综合性质及其他工程因素。解决页岩气水平井井壁失稳的首要途径是认识层理页岩的特殊力学特性,重点研究不同钻井液体系对其力学特性的影响程度及影响规律（也是钻井液优选的重要依据之一）;再次需要对地应力场进行综合研究;最后通过采用合理的井壁稳定力学模型获得控制井壁失稳的钻井液密度范围,配合使用快速高效钻具,才能最大程度确保井壁稳定。     

页岩层理对水平井井壁稳定的影响

中国南方海相页岩气区硬脆性页岩储层层理/裂缝发育,层理性页岩水平井钻井井壁坍塌问题已严重制约页
岩气勘探开发进程。为此,以线弹性井壁稳定力学模型和单一弱面强度理论为基础,建立了考虑页岩层理产状、层理
弱面强度、岩石强度、水平井方位、强度弱化（含水量）等因素影响的层理性页岩水平井井壁稳定模型。在此基础上定
量分析了层理产状和含水量对水平井井壁坍塌压力的影响。结果表明：坍塌压力与层理面产状、井眼方位关系密切,
地层倾角0°<θDIP<15°、75°<θDIP<90° 时有利于水平井井壁稳定;页岩层理弱化是导致井壁坍塌失稳的重要原因,无论
层理产状如何变化,随着层理含水量的增加,井壁坍塌压力迅速增加,坍塌压力增量约为4.30～22.62 MPa,含水量20%
时坍塌压力增幅可达100%。     

基于3DEC离散元的煤层井壁稳定性

为了准确了解煤岩井壁稳定性及坍塌规律,基于3DEC离散元软件,完成了对煤层井壁稳定的仿真模拟分析,验证了3DEC离散元软件应用于煤岩井壁稳定研究的可行性和相对于弹性力学连续性介质理论的优越性。考虑到简化计算和边界效应,物理模型采用内外双重建模;为更好地反映煤岩井周割理情况,内层模型采用离散型裂隙网络(discrete fracture network,DFN)技术。通过与不考虑割理面的弹性力学连续介质模型对比,验证了割理发育对煤岩井壁稳定的影响;通过位移云图来评价煤岩直井和水平井的井壁稳定性和垮塌掉落情况,且三维模型直观地展示了井壁失稳过程;完成了有效液柱压力、割理和井眼走向对煤岩井壁稳定的影响分析,得出结论:随着有效液柱压力的增大,井壁稳定性越来越强;割理尺寸、密度和产状的情况对井壁稳定仿真模拟影响巨大,模拟前应充分统计割理分布情况;在所设条件下,沿最大水平主地应力方向的水平井较直井更加稳定。     

气体钻水平井井筒两层流动机理研究

目前关于气体钻水平井的理论研究大都集中在最小注气量的选择上;而对气体钻水平井水平段井筒内的多相流动的机理缺乏深入的理论研究。在研究水平井段多相流动机理的基础上,应用气固两相流动力学理论,结合扩散理论,建立了适合气体钻水平井水平井段两层流动的理论模型,即上层悬浮层、下层为滑动床流动。根据现场某井数据进行了实例计算结果表明:气体钻水平井井筒携岩的最优速度应大于岩屑的沉降速度;岩屑稳定输送的条件为水平井井筒环空内为分层稳定流动;沿程阻力在低速主要来自于底层滑动床中岩屑颗粒与井壁之间的摩擦阻力,高速区来自于悬浮层内岩屑与井壁之间的摩擦阻力。最后结合计算结果,对比前人在水平气固流动中的实验结果,对气体钻水平井的最优注气量、井筒压降计算等给出了合理的建议。     

煤层气水平分支井稳定性的数值分析

为研究煤层气水平分支井排采过程中井壁失稳的特征,利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件,分析生产时水平分支井井筒周边储层中流体流动状态和岩体变形趋势,为煤层气生产井井壁稳定问题的评价和后续固井、完井工作提供依据.选取潞安矿区屯留羽状水平试验井抽采瓦斯项目LA-01H多分支水平井为研究对象,根据其井身结构,及测井、试井资料,建立一个大小为2 m×2 m×1 m的模型.研究结果表明:随着煤层气井排采的持续进行,井内流压不断减小,煤储层孔隙水压力降低,对井壁的支撑能力不足,井筒变形加大;分支连接段是水平分支井最薄弱的部位,应重点防护;必要时应对稳定性差的井段采取固井措施,并注意产时监控,防止失稳情况的产生.     

顺托果勒区块志留系水平井造斜段力化耦合井壁稳定研究

根据地质构造特点及实际生产需要,顺托果勒区块非常适合布置水平井,尤其在造斜段钻进时以斜井弱面理论为基础的坍塌压力计算结果显示井壁稳定性良好,但现场复杂情况统计结果表明,水基、油基钻井液条件下,该区块水平井造斜段均出现大面积垮塌、阻卡掉块严重的情况,平均扩径率高达26.96%,严重影响钻井周期。为寻找解决途径,从该区块水平井造斜段I/S混层占优的地层岩性特点出发,从根本上抑制水化膨胀带来的附加作用,建立标准膨胀率-活度曲线,标定钻井液活度窗口,在钻井液活度窗口的限定下,使井壁稳定问题重新回到斜井弱面理论上来。结果表明在考虑了钻井液活度窗口的情况下,该区块新钻水平井造斜段扩径率降低85.69%,井壁稳定得到保障。     

塔中地区鹰山组碳酸盐岩储层水平井轨迹优化研究

针对塔中地区鹰山组碳酸盐岩的储层特征和目前水平井钻探过程中遇到的问题,综合考虑地应力控制下的井壁稳定性和后期压裂增产等因素,对水平井井眼轨迹进行优化。通过有限元数值模拟计算,分析不同井眼轨迹下的水平井稳定性和压裂缝形成难易程度,得到最优的井眼轨迹方向。对塔中某井的分析结果表明:所分析水平井的井周地应力状态为潜在走滑型,基于地应力状态和岩石力学特征,从井壁稳定性的角度考虑,当井筒延伸方向与水平向最大主应力夹角为20°~40°时井壁较为稳定,有利于安全、高效钻井;从压裂缝形成的难易程度考虑,当井筒延伸方向靠近水平向最大主应力方位时,井周张应力最大,压裂过程中较容易形成张裂缝。综合井壁稳定和后期压裂增产,分析得到塔中地区最为有利的水平井井眼轨迹方向为与水平向最大主应力夹角20°左右,并通过现场验证得到该方向既能保证安全钻井又能通过后期的压裂获得较高的产能。     

复合钾盐生物聚磺钻井液在长庆水平气井的应用

为解决长庆气田天然气水平井施工中位于斜井段位置的井壁失稳和钻头泥包技术难题,室内研究了复合钾盐生物聚磺钻井液体系,并在长庆地区15口水平井应用.结果表明,该体系表现出防塌能力强,页岩回收率达到78%以上,易塌层平均井径扩大率低于20%;性能易调控,具有良好的井眼净化能力,泥饼薄、坚韧、致密光滑,摩阻系数控制在0.026 2~0.034 9.与同区块非试验井相比,不仅井下安全,井壁稳定,井眼畅通,而且钻井平均机械钻速都提高了40%以上.该体系成功解决了因泥页岩水化膨胀而引起的缩径扩径、掉块坍塌、高摩阻大扭矩、钻头泥包等技术难题.     

苏里格气田区小井眼二开水平井优化设计

小井眼二开水平井具有周期短、节省钻井成本的优点,但在钻进过程中会出现的井眼轨迹控制难、机械钻速(rate of penetration, ROP)慢、井壁易垮塌和易发生井漏等问题,针对上述问题对苏里格气田区小井眼水平井进行优化设计。井身结构的设计采用自下而上的设计原则,确定井身结构为小井眼二开水平井,二开结构可以减少下钻次数,缩短钻井周期;井眼轨迹设计采用五段制中的“直-增-稳-增-水平”井眼轨道设计,增加稳斜段弥补造斜不足的问题;针对钻遇地层特征优选钻具组合,应用聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact, PDC)钻头提高破岩效率;针对易塌易漏地层进行钻井液的分析研究,优选聚合物钻井液提高井壁稳定性。经过现场的应用,解决了井壁易塌易漏问题,提高了机械钻速,缩短了钻井周期。结果表明：小井眼二开水平井的结构设计合理,可以在现场进行推广。     

深层脆性页岩水平井裸眼完井井壁稳定性研究

常规页岩气储层改造工艺为套管射孔与多级压裂改造相结合,施工成本高、周期长,若实施水平井段裸眼完井可一定程度降低成本、缩短周期,但水平裸眼井段井壁稳定是实施裸眼完井的前提条件。通过对威荣地区龙马溪组页岩水理化及力学性能进行实验研究,结合建立的裸眼完井理论模型评价威荣地区页岩水平段裸眼完井井壁稳定性。结果表明,龙马溪组页岩为脆性层理页岩,岩体较为致密,力学强度高,力学各向异性明显;现场油基、水基钻井液对岩石膨胀性能及力学性能的改变不明显,现场所用钻井液与该地层配伍程度高;井眼轨迹、层理缝走向、力学各向异性等可对裸眼井段稳定性产生影响,致使不同方向井筒内应力差异明显,沿最小水平主应力方向钻水平井井壁稳定性最好,完井工况下井壁坍塌压力当量密度在1.26 g/cm³,完井投产初期井壁存在轻微崩落掉块,但崩落范围小于30 °,判断认为威荣区块龙马溪组页岩地层可考虑采用水平井裸眼完井方式。     

水平井气化水洗井投产技术

在水平井钻遇油层时应用了MEG钻井液和屏蔽暂堵技术，形成了虚泥饼屏蔽层“伤害”，完井后筛管和井壁之间的环空及筛管内部残存泥饼和泥浆。为最大限度地恢复水平井产能，消除残存泥饼和泥浆是提高水平井产能的关键。开展了水平井解除虚泥饼和泥浆伤害配方和洗井工艺。形成了碱液浸泡、气化水配特殊工具高压旋转喷刷连续拖动清洗工艺技术。     

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。     

对电力系统中检修挂接地线装置的分析

在油田开采钻井过程中,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。     

广西百色油田那读组油基钻井液技术

针对广西百色油田那读组地层复杂,在该地层钻进极易发生井壁失稳导致恶性坍塌的井下复杂情况,特别是 在水平井钻井施工过程中,更易发生恶性坍塌甚至卡钻的问题,开展了针对性的那读组水平井强封堵油基钻井液体系 研究。该钻井液体系以纳米级固液复合等封堵材料增强封堵性能,同时体系具有较强的抗污染性能、良好的润滑性 能等特性。该体系在坤8-6HF 井三开进行了现场试验,应用效果表明该体系能有效地保持井眼稳定,优质的油基钻 井液性能满足了安全钻井施工的需要,很好地解决了百色地区那读组水平井钻井过程中的恶性坍塌等技术难题。     

中海石油（中国）有限公司湛江分公司中国科学院广州地球化学研究所“莺琼盆地第三系烃源岩生烃动力学和成藏研究”项目简介

本课题的任务来源于中海油“十五”综合科研项目和国家“十五”重大科技攻关项目,由中海石油（中国）有限公司湛江分公司和中国科学院广州地球化学研究所合作完成。     

岳前进教授主持申请的“863”重大专项及与欧共体合作项目获得批准

大连理工大学工程力学系岳前进教授根据国家自然科学基金项目的研究成果 ,提出并申请了国家高技术发展计划 (“86 3”)资源与环境领域的重大专项“新型抗冰振平台技术”(2 0 0 1～ 2 0 0 5 )以及欧共体基金项目“冰与柔性结构相互作用的国际合作研究”(2 0 0 2～ 2 0 0 4 ) ,近日获得批准并签订项目合同 .岳前进教授在“九五”期间主持国家重点基金项目研究中 ,发现目前国内外在冰区石油平台建造中存在着重大技术问题尚未得到很好解决 ,直接影响平台安全与石油的合理开发 ,因此与工程依托单位——中国海洋石油总公司联合提出了“86 3”重大…     

基于霍克–布朗准则评价页岩气井井壁稳定性

井壁稳定是实现页岩气水平井低成本、安全、高效钻井的核心技术之一,科学的井壁稳定性评价理论及方法是保障井壁稳定的前提与基础。页岩储层力学性能取决于结构面的发育程度、几何形态、组合特征及其力学性质等因素;受结构面产状及其力学参数获取困难的制约,目前普遍采用的弱面理论与莫尔–库仑准则相结合的井壁稳定性评价方法,仅局限于理论研究,尚未得到有效工程应用。鉴于此,开展了基于霍克–布朗强度理论的页岩地层井壁稳定性评价研究。通过构建含有不同裂隙的数值模型,进行不同围压下的三轴压缩数值仿真模拟,分析了参数mb、S与岩体结构的关系,建立了基于结构面发育指数J的mb、S量化方法。分析表明:基于该理论所得地层坍塌压力与实钻井垮塌失稳导致的井眼不规则具有较好的一致性,评价结果可靠,为页岩气井的井壁稳定性科学评价提供了新方法。