套管井中补偿密度测井响应特性的Monte Catlo数值模拟

为了研究常规密度测井在套管井中的测井响应特性，应用MonteCarlo方法，从光子与物质相互作用的机理出发，利用Schlumberger公司的TLD仪器，计算得到了不同套管条件下光子通量的能量谱、光子通量与源距和地层电子密度的关系、长源距计数与短源距计数的交会图以及套管或水泥环厚度对长、短源距计数的影响等。计算结果表明，当套管和水泥环厚度小于4．4cm时，常规的TLD密度测井仪器在套管井中对地层密度的变化反应仍然灵敏。也就是说，在套管井中，密度测井仪器能够测量地层的密度；可以用双源距裸眼井密度测井的补偿原理来处理套管井密度测井的数据。但在套管井密度测井中，当套管厚度大于一定值后，仪器将难以正确识别地层的岩性。     

套管井中补偿密度测井响应特性的Monte Carlo数值模拟

为了研究常规密度测井在套管井中的测井响应特性,应用Monte Carlo方法,从光子与物质相互作用的机理出发,利用Schlumberger公司的TLD仪器,计算得到了不同套管条件下光子通量的能量谱、光子通量与源距和地层电子密度的关系、长源距计数与短源距计数的交会图以及套管或水泥环厚度对长、短源距计数的影响等。计算结果表明,当套管和水泥环厚度小于4.4cm时,常规的TLD密度测井仪器在套管井中对地层密度的变化反应仍然灵敏。也就是说,在套管井中,密度测井仪器能够测量地层的密度;可以用双源距裸眼井密度测井的补偿原理来处理套管井密度测井的数据。但在套管井密度测井中,当套管厚度大于一定值后,仪器将难以正确识别地层的岩性。     

套管井中补偿密度测井响应特性的Monte Carlo数值模拟

为了研究常规密度测井在套管井中的测井响应特性,应用Monte Carlo方法,从光子与物质相互作用的机理出发,利用Schlumberger公司的TLD仪器,计算得到了不同套管条件下光子通量的能量谱、光子通量与源距和地层电子密度的关系、长源距计数与短源距计数的交会图以及套管或水泥环厚度对长、短源距计数的影响等.计算结果表明,当套管和水泥环厚度小于4.4 cm时,常规的TLD密度测井仪器在套管井中对地层密度的变化反应仍然灵敏.也就是说,在套管井中,密度测井仪器能够测量地层的密度;可以用双源距裸眼井密度测井的补偿原理来处理套管井密度测井的数据.但在套管井密度测井中,当套管厚度大于一定值后,仪器将难以正确识别地层的岩性.     

基于MAK-Ⅱ/SGDT测井数据的固井质量评价技术

固井质量检测技术主要包括基于声波测井以及基于伽马密度测井的两大类检测技术。声波检测主要利用声波反射、折射信号判别水泥与套管、水泥与地层两界面的胶结质量;伽马密度测井通过探测水泥环密度与实际水泥密度之间的差异进行固井质量评价。俄罗斯生产的MAK-Ⅱ/SGDT联合测井仪器包括MAK-Ⅱ声波测井仪、SGDT伽马密度仪;前者提供两条声能量衰减率曲线,后者测量套管计数率和6条水泥环计数率曲线。从非胶结质量因素、胶结质量因素两方面分析了上述两种仪器的影响,并依据刻度井群实验,建立了相关校正方法,建立了一套基于声、核测井信息的固井质量综合评价流程和标准。     

轴对称套管井井孔声场特征分析

为了给检测套管井固井水泥胶结质量提供依据,采用实轴积分方法研究了不同胶结情况下的套管井井孔声场.结果表明:第一界面发生窜槽时,会产生一个沿着钢套管传播的振铃信号;第二界面发生窜槽时,会产生沿着钢套管和水泥层复合体传播的伪瑞利波信号;2个界面同时窜槽时,能接收到一个传播速度约等于钢套管纵波速度的振铃信号,但是它的波形振动频率较低.另外,不同的胶结情况,在二维谱中会产生特点不同的耦合变形.     

双层套管高效快速分叉技术研究及应用

针对双层套管开窗侧钻井分叉难度大、开窗效率低、常规工具不适应等现状,研制了新型高效快速分叉导向
式开窗工具;采用硬对硬设计理念,实施双角度超硬复合斜面导向、双切削刃强侧切开窗钻头和三缸联动加压非循环
坐封新技术;在切削过程中,大大降低了导斜体的损伤程度,增强了非对称性、非稳定性和形态随机性所形成的断续切
削工况的适应性和可靠性,有效地提高了分叉角,在文25 侧61 井应用获得成功。同时,对该双层套管井窗口形成机
理进行了现场跟踪调研和静动态仿真,在此基础上进一步阐述了实现双层套管高效侧钻的技术途径,并对侧钻市场的
后续发展有着重要的借鉴意义。     

超声成象在石油测井中的应用

本文描述了一种主要用于石油测井的井壁数字超声成象系统,论述了井下仪器、地面设备和室内微机图象处理系统的工作原理,介绍了在测量裸眼井与套管井方面的应用效果.井下仪的最高环境温度可达175℃,可测井径为100～250mm,图象分辨力为512×512,井径测量精度为1mm.可用该系统测量井壁岩层裂纹、孔洞和套管的腐蚀、射孔等情况;同时还可以精确描绘井眼的截面图形.实际应用表明,该系统有良好的地质应用效果.     

石油套管井射孔质量的检测方法

对石油套管井射孔质量的检测方法进行了研究. 介绍了利用磁通法测量射孔的基本原理, 并在实验室模拟测量了套管上的射孔, 给出了测量图. 实验表明这种方法在石油套管射孔质量的检测上是切实可行的.     

向套管井外地层中定向辐射声场的数值计算

针对过套管探测地层构造的工程需要,用实轴积分法研究套管井不同胶结状况下相控线阵声源在套管井外地层中激发的纵波声场.结果表明:在套管井胶结差时透射到地层中的能量减小,但在套管井任意胶结状况下,通过改变井孔中相控线阵相邻阵元间激励信号的延迟时间均可以控制井外地层中辐射声束的角宽和偏转方向,使声波沿着预先没定好的方向辐射;与单个点声源激发的声场相比,在声束主瓣角偏转方向,地层的纵波幅度得到了明显增强,这可从根本上增加来自套管井外地层声阻抗不连续界面的反射波能量,提高信噪比和探测能力;利用相控线阵声源向井外地层中定向扫描辐射声场的技术可提高对套管井外复杂地质构造的识别能力.     

关于声波测井中声波的滑行和波型转化问题

声波测井是测井的主要方法之一。声速测井可以判断气层的位置,确定油气接触面和油水接触面,划分地层,和估计岩石孔隙度。声幅测井主要用于检查固井质量,所以有时称为水泥胶结测井;但是声幅测井并不只限于水泥胶结测井,例如用于在裸眼井中划分裂缝带。变密度测井(全波列测井——下同)可以同时测量套管信号和地层信号的幅度,并且把全波列都记录下来,因此可以比较详细地判断套管胶结情况和地层耦合情况以及串槽情况。     

过套管电阻率测井资料预处理方法研究

 近几年,随着电子技术的发展和油田中后期寻找剩余油分布的需要,过套管电阻率测井作为一种新技术迅速发展起来。该技术在套后剩余油监测、老井挖潜、油层水淹规律确定、油层生产动态监测等方面具有独特的优势,并取得了较好的应用效果。但在采集过程中其有效信号为纳伏级,套管、测量频率、测量电极距、水泥环、套管非均质性等都会使测量信号发生严重的畸变,在过套管电阻率资料预处理中必须对这些因素进行校正。本文针对俄罗斯ECOS-31-7过套管测井资料特点,分析了原始离散数据筛选方法、离散数据插值原则,探讨了套管非均质性、水泥环及固井质量校正方法。对实际过套管测井原始资料的处理效果表明,该处理方法有效可行。     

脉冲中子-中子测井影响因素的数值模拟

利用蒙特卡罗方法建立各种条件下的套管井计算模型,模拟相应的热中子时间谱,进而计算地层宏观吸收截面.模拟结果表明:地层的宏观吸收截面随着孔隙度和含水饱和度的增加而增加,且源距越小、地层水的矿化度和泥质含量越高、套管的尺寸越大、仪器越居中、俘获截面越高的岩性地层条件下,地层的宏观吸收截面值也越大;套管壁厚和水泥环对地层宏观吸收截面没有影响,但套管壁越厚、水泥环厚度越小,热中子总计数越低.利用脉冲中子测井数据确定地层含水饱和度时应对各种影响因素作相应的校正.     

塔河超深裸眼分层注水管柱变形计算与对策

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏的分层注水存在注水层位深、地层温度高、下部为裸眼完井的特殊性,前期试
注井裸眼封隔器K341 失效导致试注失败。为了分析失效原因,建立了超深分层注水管柱的力学模型,分别计算了试
注管柱在不同工况（入井、坐封、注水、关井、洗井等）在各种力学效应综合作用下封隔器K341 相对于带水力锚的套
管封隔器Y241 的蠕变量。计算表明,当封隔器K341 基本坐封后,在封隔器Y241 坐封过程中封隔器K341 将产生
0.3∼0.6 m 的蠕变量,直接导致了封隔器K341 的破坏。针对该问题,制定了超深裸眼分层注水管柱防蠕动技术对策,
优化了相应的注水管柱结构：安装伸缩节、优化封隔器K341 结构使其与封隔器Y241 启封压力一致、封隔器K341 两
端安装扶正器以在入井过程中保护胶筒。     

分段压裂过程中射孔段水泥环密封完整性的数值模拟

水平井射孔段井筒由于孔眼的存在,在分段压裂过程中应力集中现象极易加剧固井水泥环的破坏。此外,由于高压压裂液直接作用在水泥环孔眼壁面上,使其完整性在压裂过程中遭受的挑战更大。本文建立了热流固耦合数值模型旨在分析分段压裂过程中射孔段水泥环内部的温度与应力变化,研究了套管内压、压裂液排量、水泥弹性模量、孔径与孔密对于水泥环密封完整性的影响规律。计算结果表明,压裂过程中水泥环一界面、二界面以及孔眼处均会产生剪切破坏。考虑瞬态力热耦合作用时,水泥环孔眼处失封风险提高。压裂液排量、孔径与孔密对水泥环切向应力影响较小;套管内压与水泥环弹性模量的降低虽然可在一定程度降低剪切破坏系数,但难以避免射孔段水泥环压裂初期的剪切破坏。     

一种非均匀地应力下椭圆井眼套管-水泥环-地层力学特性半解析解

为研究井壁崩落形成椭圆形井眼后套管受力情况,在弹性力学理论的基础上,结合复变函数方法建立了非均匀地应力作用下椭圆形井眼内套管-水泥环-地层组合体应力模型,根据应力边界条件与位移单值条件得到了系统各界面处应力分布的半解析解;并探究了井眼椭圆度、水泥环弹性模量和泊松比对套管外壁径向应力与Mises应力的影响。研究结果表明：与圆形井眼相比,椭圆形井眼能减小套管所受最大应力,降低应力非均匀度;高泊松比、低弹性模量水泥环也有利于减小套管受力。研究成果对井壁崩落段地层钻井液密度、套管规格选取和固井水泥性能设计具有重要的指导意义。     

考虑腐蚀的环空带压井生产套管安全评价

对于含腐蚀性流体（CO2、H2S 等）高温高压高产气井,一旦油套环空出现环空带压现象,封隔器以上生产套管
将暴露在腐蚀环境中。受腐蚀、环空带压的相互作用,生产套管的服役寿命面临巨大挑战。研究了最大允许环空带压
值的计算方法,结合实验室套管材质腐蚀速率测试数据,开展了考虑腐蚀缺陷的套管安全服役寿命评估。同时,研究
了环空带压、环空带压与腐蚀相互叠加工况下套管的安全服役寿命。通过服役寿命设计,评估给定开采周期油套管剩
余强度及安全状况,在有限的开采周期内,既要保证井筒本质安全,又降低开采成本。对于高温高压含腐蚀性气体的
气井,一旦油层套管采用碳钢材质,则需要关注环空保护液的腐蚀测试,优选环空保护液体系,强化环空保护液的安全
监管,避免由于套管的过度腐蚀而遗留安全隐患。     

裸眼水平井压裂裂缝高度确定方法

通过分析不同压裂裂缝监测方法对裸眼水平井压裂缝高的确定作用,将套管完井的直井井温测井数据和裸眼水平井压裂地面微地震监测数据相结合,提出了裸眼水平井压裂裂缝高度计算模型,并给出了模型有效性的验证方法。最后,通过现场实例对该模型进行了验证。实例表明,该模型可以较为准确地对裸眼水平井压裂缝高进行预测,对裸眼水平井压裂优化设计具有实际的指导作用。     

气体钻井牙轮钻头井底流场特性分析

基于CFD 技术,通过建立井底流场计算模型,运用数值模拟的手段,对气体钻井的三牙轮钻头井底流场进行
了数值模拟,并分析了喷嘴侧倾角、前倾角和后倾角对井底流场的影响。结果表明：三喷嘴不同侧倾角设置比相同侧
倾角设置更利于井底清岩;三喷嘴复合前倾角比复合后倾角的井底清岩能力更强,但对牙轮切削结构的清洗效果较
差;在不改变气体排量的情况下,通过三喷嘴混合复合前倾角和后倾角的方式,可以在保证一个相对较好的井底清岩
能力的情况下,提高射流对牙轮切削结构的清洗能力和环空的携岩能力。分析结果为气体钻井系列牙轮钻头的设计、
评价以及现场气体钻井的技术措施提供了理论指导。     

偏心情况下方位声波固井质量评价测井数值模拟研究

在水平井或大斜度井段,套管和测井仪器由于重力作用通常存在向下偏心的现象,这会对方位声波固井质量评价仪(azimuthally acoustic bond tool, AABT)的测量响应造成干扰,使其不能有效判别水泥窜槽方位。利用三维有限差分算法分别模拟了仪器偏心和套管偏心情况下方位声波固井质量评价仪的测量响应,分析了偏心距离与各方位接收波形幅度之间的关系,并在此基础上提出了一种水泥窜槽方位测量校正方法。数值模拟结果表明：仪器偏心对AABT测量响应影响很大,难以从首波幅度分布曲线中直接获取水泥窜槽的方位。基于仪器偏心时在自由套管条件下的响应特征,可以实现对仪器偏心效应的校正。从校正后的首波幅度分布曲线中,可以准确地获得水泥窜槽的方位。套管偏心对AABT测量响应影响很小,通常可以忽略。研究成果为之后AABT实际资料的处理奠定了理论基础。