钻井环空净化方法探讨

针对深井及小井眼钻井中的环空净化问题,提出在钻柱中安装“分流器”的办法,多以控制环空泥浆量,改善井内泥浆循环。给出了确定有关重要参数的计算关系式。     

羽状水平井欠平衡钻井环空流动特性研究

羽状水平井欠平衡钻井技术是近几年来国内外煤层气开发中普遍采用的一项减少储层伤害、提高低渗储层煤层气采收率的新技术.针对该技术的技术特征,建立了物理模型和数学模型,结合现场井例分析了井筒环空内各流动特性参数的变化规律.结果表明:井底压力随泥浆排量的增加单调递增,同一泥浆排量条件下,环空注气量越大,井底压力值越低;羽状井自注气点至井口的井筒环空内,水平段由于静液压力占主导,空隙率、混相流体流速增长幅度较小,混相流体密度少许降低,压降损失也较少;竖直井筒环空内空隙率及混相流体流速自井底沿井筒向上初始缓慢增大,当环空压力降低到一定程度后,由于气液滑脱效应,而急剧增大,环空内混相流体密度变化规律与之相反,环空压力自井底沿井筒向上呈线性减小.     

拟瞬态井内波动压力预测模型

本文基于对井内瞬态波动压力预测模式中的影响因素的敏感性分析，及近几年对井内波动压力理论和全尺寸井实测研究，提出了一个新的预测井内波动压力的“瞬态化的稳态”预测模型。该模型考虑了井内流体的压缩性、流道弹性、运动管柱底端空井眼长度和运动管柱纵向应变及惯性力影响。     

天然气超深井井底压力计算与应用

钻井液喷空后的井底压力可以精确计算,为正确地保证井底压力大于或等于地层压力提供了科学的数据。钻井液喷空后的深井超深井的天然气井,关井后的静气柱压力不是很小。井内有钻井液(或修井液)井底进入天然气时,井底压力在合理地处理井内天然气在井内的运移(体积法放压法)与二次循环法压井循环出进入井内的天然气是相同的,为钻井井控现场为避免压裂套管鞋处或地层压力低的地层提供了可靠的依据。     

泡沫在油管和环空内的流动规律

由于泡沫钻井携岩能力强的优点,研究泡沫流动规律有利于更好地提高泡沫的携岩能力。通过研究井内泡沫的不稳定流动,对油管及环空内各微元段的流体受力情况进行分析,对泡沫在油管和环空内的流动规律进行了研究。     

基于热传递作用的环空圈闭压力预测与分析

环空圈闭压力上升是深水油气井钻采过程中水泥环密封完整性面临的主要问题之一,基于此研究井筒高温流体热传递引起的环空圈闭压力上升问题.根据PVT状态方程和弹塑性力学理论,建立了环空温度、体积变化耦合的环空圈闭压力预测模型,并采用迭代法对模型进行求解.分析了环空温度、环空流体的膨胀、压缩系数及套管的泊松比、线性膨胀系数、弹性模量、壁厚参数对环空圈闭压力的影响.通过误差分析表明,迭代结果逐步收敛,且随着温度的增加,迭代次数也逐渐增加,迭代结果收敛变缓.     

连续油管钻井使用充气泥浆介质算法研究

在充气泥浆流体流动特性的基础上,建立连续油管钻井作业的摩阻计算模型,计算地面滚筒压降。井内压降,计算结果表明连续油管作业压耗比常规钻井中的压耗高,对钻井注入压力有较高要求。     

钙质胶结地层灌注桩护壁泥浆渗透性能

针对存在钙质胶结地层地区灌注桩的施工中出现的塌孔问题，提出了采用环向加压状态下泥浆成膜试验装置，对不同胶结程度的地层进行成膜试验和环向加压的泥浆渗透试验，分析护壁泥浆对钙质胶结地层的适应性.结果表明，在相同压力持续时间、泥浆压力条件下，优化后的泥浆在钙质胶结地层能有效提高成孔质量，保证孔壁稳定性.经过护壁泥浆渗透性能试验研究可知，优化后的护壁泥浆可有效改善钙质胶结地层施工中的塌孔问题.     

裂缝性储层最大下钻速度确定

针对塔中Ⅰ号气田碳酸盐岩储层压力敏感、孔隙发育,安全密度窗口窄,一般为(1.20 g/cm3~1.23 g/cm3)。当下入钻具过快使井内液柱压力大于地层压力时,钻井液很容易透过裂缝、孔隙、裂缝—孔隙、溶洞发生漏失,这种情形下的漏失往往是有进无出,导致循环失返。通过建立地层破裂压力和瞬态波动压力模型,求出不同泥浆密度的下钻速度。文章以TH62-X井为例预测了不同井深处下钻速度。     

注水泥顶替机理的分析与实验

本文利用流变学原理,讨论了流体的流变性能对偏心环空注水泥顶替效率的影响。推导了水泥浆临界动切力的计算式,室内试验获得的结果与理论分析是一致的。     

泥浆转化为水泥浆（MTC）

ＭＴＣ技术是一项新技术，它把钻井液转化成水泥浆用来固井，可改善水泥环的层间封隔能力，提高环空内泥浆的顶替效率，降低固井成本。文中介绍了ＭＴＣ技术的发展概况，泥浆转化的四种方法，ＭＴＣ水泥浆的设计。ＭＴＣ的技术、经济优势、以及ＭＴＣ技术的应用范围。     

井眼水动力学条件对地层的损害机理分析

本文使用DSE动态污染试验装置,对影响地层损害的几个井眼水动力学参数,如压力差、滤失时间、泥浆温度、环空泥浆上返速度和钻具转速等进行了实验分析,并进行了动态和静态污染对比试验,其试验结果对于损害机理分析、动态污染室内评定标准的制定以及生产实践都具有重要意义。     

自动顶空-气相色谱法测定地表水中乙醛的方法研究

在手动顶空法的基础上建立了自动顶空-气相色谱法测定地表水中乙醛的方法,并从顶空进样器载气压力、顶空瓶压力、样品环充满时间、顶空瓶温度、加压时间、进样环温度、进样环平衡时间、传输线温度、进样时间等方面对顶空进样器条件进行了全面优化。同时对该方法的灵敏度、精密度和标准曲线的线性等指标进行了验证。结果表明,自动顶空法不仅大大提高了工作效率,节省了人力,其方法的检出限（0.012 mg/L）、相对标准偏差（3.5%）、标准曲线的相关系数（0.999 8）均优于手动顶空法。     

压井最大套压计算

本文推导了用司钻法及工程师法压井时海上及陆上井控最大套压计算式,式中考虑了井内温度及气体压缩系数的影响,给出了BASIC最大套压计算程序,以便于应用。     

MTC水泥浆的室内研究（Ⅰ）：分散剂的研制

泥浆转变成的水泥浆被称为ＭＴＣ技术，这种浆体兼具钻井液和固井液的作用，与传统的固井工艺相比，能显著提高环空顶替效率，降低成本，同时还可解决钻井废泥浆对环境造成的污染问题，成功地制备了这种能够完成ＭＴＣ设计的分散剂，并从流动度，强度、稠化时间等方面进行了性能测试。     

环空射流浮选装置吸气性能研究

利用引射吸气方式设计了一种环空射流浮选装置.为研究该浮选装置的吸气能力,对环空喷嘴在不同入料压力、喷嘴距下的吸气量、负压及叶轮转速的关系进行研究,分析射流吸气能力受射流边界层厚度2e与喷嘴出口直径D参数间关系的影响规律.结果表明:在同一喷嘴距条件下,环空喷嘴吸气量及喷嘴内的负压值随入料压力的增加逐渐增加,叶轮转速随入料压力增加先增加后平缓而后再增加;低入料压力、小喷嘴距条件下, 2eD,喷嘴的吸气能力较弱;随入料压力及喷嘴距的增加,2e≥D,喷嘴吸气能力逐渐增强,喷嘴内负压环境更加稳定;在高入料压力、大喷嘴距条件下,2e?D,负压区被水介质占据,吸气区内气相空间体积被压缩,环空喷嘴吸气能力骤降.     

泡沫举升排酸过程井筒压力温度数学模型研究

泡沫流体举升排酸工艺能有效排出酸化后地层的残酸,根据质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程,考虑环空泡沫流体与油管泡沫流体及地层之间的双重热传导作用,建立了泡沫流体在井筒内流动的温度分布和压力分布的数学模型,并给出了相应的边界条件和约束条件,该模型可以用于泡沫举升排酸的参数设计.利用数值方法进行了压力场和温度场的耦合求解,得到了泡沫流体温度、压力、密度在油管和环空内的分布.计算结果表明,随着井深的增加,泡沫温度、压力和密度都是增加的,泡沫举升排酸比氮气举升排酸启动压力和平衡压力都要小,随着酸排量的增加,循环点深度、启动压力和平衡压力逐渐增大.     

气井喷空后井内无钻具的压井方法

针对气井泥浆喷空后井口装置可关井、井内无钻具不能进行循环压井的情况,综合考虑井口、井下条件和地层压力恢复特性与压井过程的动态压力控制等因素,建立了直推法压井技术的理论模型。经与现场压井资料比较,理论设计结果与实际压井数据基本吻合,具有罗好的实用性。     

低压及欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响

以多相瞬变流理论为基础,建立了井筒内气液两相流动模型,并对低压欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响关系和规律进行计算和分析。计算分析结果表明,注气量对井内压力的影响除与注气量本身大小有关外,还与井深、井眼与钻柱结构尺寸、井内液相流量和性质等因素密切相关。单纯增大注气量并不一定就必然会导致井内压力的降低,这取决于所给条件下构成井筒内气液两相流体的静液压力和流阻间的平衡关系。介绍的模型及方法对确定低压欠平衡钻井过程中各相关参数、地面压缩机组的配置、以及设计方案等有一定指导意义。     

《水泥浆及泥浆流动规律的研究》通过部级鉴定

由我院钻井研究室承担的石油部“六五”科技攻关项目《水泥浆及泥浆在管内和环空流动规律的研究》于4月19日通过部级鉴定。 这次鉴定会是在我院举行的。石油部钻井司副总工程师徐福森主持会议,钻井司副司长李克向任鉴委会主任。大港油田