海上埕岛油田低渗透油藏压裂井产能模型研究

低渗透油藏具有应力敏感性强、启动压力梯度等非线性渗流特征,对油井产能的预测也因此变得十分困难。综合考虑储层裂缝发育、应力敏感性、启动压力梯度以及流体的微可压缩性等因素,运用非线性渗流理论,建立了低渗透油藏垂直裂缝井的非线性稳定渗流模型,运用保角变换得到模型的解析解。结合埕岛油田埕北32东营组低渗透油藏开发实例,研究结果表明:油井产能随裂缝半长的增大而增加,随应力敏感系数的增大而降低。在生产压差小于2 MPa时,裂缝半长和应力敏感系数对产能的影响并不明显;采油指数随着生产压差的增加出现大幅下降。当生产压差超过2 MPa,裂缝半长和应力敏感系数的影响将变得十分显著,裂缝半长增大到6倍,油井产能相应增加为2.5倍,应力敏感系数增大到10倍,油井产能相应下降为1/2;而采油指数的下降将变得比较平缓,直至最后趋于稳定或略有上升的趋势。对CB32A-3、CB32A-4两口压裂井产能进行预测,预测误差在10%以内,测算结果具有较高的精度。     

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。     

地震表层调查数据建模技术的探讨与应用

在地震野外采集中,由于低降速带造成的地震波吸收衰减较为严重,在激发井深设计时,需要考虑将药柱进入高速层激发,同时选取最佳激发岩性以提高单炮记录信噪比,达到改善地震资料品质的目的。所以建立精确的近地表模型是采集施工设计过程中的关键环节,通过探讨并模拟空间网格化方法、空间属性插值计算等关键技术,综合分析了包括小折射、微测井、岩性取心以及静力触探等多种近地表调查资料的解释成果,建立了一个基于深度、速度、岩性等多属性结合的一致近地表模型。该方法不仅改变了传统固定经验模式或者线性插值计算激发井深的现状,并通过相应的质量控制手段,有效弥补了商业地震采集软件在精细近地表建模和激发井深设计方面的不足。通过自主研发的软件产品在实际生产工区中进行的实践使用,取得了较好的应用效果。     

适用于煤层气井的潜在酸压裂液研究

据目前的统计资料表明,我国煤层气资源总量约为36.8×1012m3,可采储量为10.9×1012m3,开采潜力巨大。以沁水盆地3#煤层为例,对煤层割理特征、孔缝填充物赋存状态及类型、酸液对煤岩孔缝中的充填物溶蚀情况进行了研究。得出3#煤层主要发育两组割理系统,裂隙多为方解石充填,可通过有机酸酸化解除部分填充物对煤岩孔缝的堵塞。根据煤岩可酸化的性能特征研究出了适用于煤层气井的潜在酸压裂液。实验表明:压裂液p H在1 h后才趋于稳定,3 h时p H可降至最低(1);对煤粉的平均溶蚀率为3.48%,且具有较好的缓速性能;抗剪切性能好,2 h时表观黏度仍高于35 m Pa·s;破胶液对煤心的渗透率伤害率10%。现场应用5口井,施工曲线表明,该潜在酸压裂液能降施工压力,提高施工成功率;微地震监测结果表明,该潜在酸压裂液能够实现储层深度改造。     

硅溶胶在固井水泥浆中的应用性能研究

对比分析了添加硅溶胶前后固井水泥浆性能的变化,以此获得硅溶胶的作用特点,为硅溶胶的推广应用提供理论依据和实验基础.结果表明,水灰比为0.44时,添加1.0%的硅溶胶就能明显改善浆体的稳定性;水灰比为0.75时,添加4.0%的硅溶胶可得到1.60 g/cm3的低密度水泥浆.随后利用ATR-IR、XRD、DSC-TG、SEM等手段分析水泥水化产物,结果表明:硅溶胶具有火山灰的作用,添加量为1.0%时已具有较明显的促凝、增加抗压强度及降低渗透率的作用;同时,它还具有一定的防高温衰退作用,在127℃单独添加1.0%的硅溶胶或在165℃将1.0%的硅溶胶与15.0%的硅粉混合使用,养护3 d后均没有明显的水泥石强度衰退发生.     

正电钻井液体系在星火2井的应用

星火2井位于沙雅隆起雅克拉断凸星火2号构造高点,是西北局重点探井。二开裸眼段长,井眼大,穿越地层岩性复杂,井壁失稳严重。通过采用正电钻井液体系,辅助相应的钻井液维护处理工艺,解决了上部地层起下钻阻卡、下部膏泥岩及软泥岩缩径卡钻的难题,保证了二开长裸眼段的井壁稳定,为后续工作奠定了基础。     

水力喷射侧钻径向水平井钻速方程

通过试验得到泵功率、围压和喷距等参数对钻速的影响,应用数学分析方法建立水力喷射侧钻径向水平井钻速方程,将试验和理论推导相结合给出钻速方程的求解方法。结果表明:钻速随着泵功率的增加以指数关系变化,指数一般小于1,钻井液黏度越大指数越小;钻速随着围压的增大而逐渐减小;钻速随着喷距的增大先增大后减小。     

分支井筒稳定的塑性力学模型及分析

针对分支井钻进过程中普遍存在的井壁稳定问题,建立考虑地层、水泥环、套管和支井井筒的分支井稳定性分析三维弹塑性有限元模型。模型中将水泥环、地层和套管分别视为不同的塑性材料,同时通过建立应力各向异性地层中模型转换方法,消除不同支井方位之间的模型误差。通过弹塑性有限元模拟研究支井方位对分支井稳定性的影响。结果表明:方位角小于15°时,地层与水泥环最大等效应力位于主井筒上,有利于分支井井眼稳定;方位角为75°时,等效应力最大值位于分支井井壁上,不利于井壁稳定;从套管侧窗变形的角度来看,分支井方位应尽量靠近水平最大地应力方向;当支井方位角大于30°时,主井眼水泥环的破坏可引起支井钻进问题;在分支井井身结构设计中,采用较小方位角,同时避免采用50°~80°的分支井方位角,以保证水泥环-地层-套管-井筒系统的稳定性和安全性。     

基于电单负特异材料量子阱的可调紧凑型多通道滤波器

研究了由电单负特异材料量子阱实现的可调紧凑型多通道滤波器。利用电磁场传输矩阵方法计算出由两层电单负特异材料和一层正常介电材料构成的单个量子阱,及多个级联量子阱实现的可调型多通道滤波性。电单负特异材料的介电常数由德鲁得模型给出。通过多个电单负特异材料量子阱的耦合使得单个共振峰被劈裂成多个分离的共振峰导致了多通道滤波特性。跟常规的多通道滤波器比较,本文设计的滤波器结构更紧凑,而且可调节性好,有望在未来的光子器件中发挥作用。     

冲砂洗井泡沫携砂规律数值模拟研究*

利用计算流体动力学（CFD）软件对水平井冲砂洗井过程中泡沫流体携砂能力进行了数值模拟。结果表明在油管居中情况下泡沫流体在环空中心部位体积分量最大,砂粒颗粒体积分量最小。砂粒在泡沫携带下,中心区域的砂粒速度随着运移路程不断变化,砂粒平均速度比入口速度略有增加。随着砂粒直径增加,发生冲蚀区域增加,其对泡沫携砂能力将产生更大影响,但总体而言,砂粒对管壁的冲蚀速率非常小。泡沫流速为0.30 m/s时,直径在0.1～2.0 mm的砂粒基本上可以悬浮在泡沫流体中随泡沫一起运动,没有沉降现象;泡沫流速为0.90 m/s和1.50 m/s时,0.1～2.0 mm直径砂粒可以顺利通过水平井段环空流道,砂粒直径越大,泡沫携砂能力越低。