海域天然气水合物浅软地层水平井钻井液技术

近年来,随着海域天然气水合物的勘探不断深入,为了进一步提高产量,加快实现海域天然气水合物商业化开采步伐,水平井开发成为了增产的重要手段。然而浅软地层水平井施工过程中,面对浅软未成岩地层,重点要解决好大斜度井段和水平井段的井眼清洁、井壁稳定、流变性能控制,润滑降摩、防漏等关键技术。本文从浅软地层水平井钻井液技术难点出发,通过室内研究和现场试验,形成了一套满足浅软地层水平井钻井施工的钻井液体系和钻井液施工工艺,并在陆地进行了多口浅软地层水平试验井施工,确保了钻完井顺利实施,为我国海域天然气水合物水平井试采提供了大量的现场试验数据。     

天然气水合物钻井的关键技术与对策

分析了永冻土和深海海底天然气水合物钻井的特点,介绍了天然气水合物钻井的关键技术(包括钻井方法、钻井装备、井喷控制、固井等)问题和解决的对策,对我国开展相关技术的研究有一定的指导意义。     

神狐海域水合物储层地质沉降数值模拟研究

我国南海神狐海域赋存大量天然气水合物资源,能够有效解决我国未来的能源紧缺问题。但由于其储层地质特征复杂,储层物性条件差,开采难度大,开发成本高,商业化开采之前仍需要进行大量的基础研究工作。本研究通过数值模拟手段研究南海神狐海域水合物,根据实际地质参数建立数值模拟模型,采用单一垂直井开采手段,研究不同生产参数对开采的影响,并对地质沉降进行评估,结果表明,井底压力越低,储层打开程度越高,产气速度越快,但是地层沉降越明显,为避免地质灾害,应合理控制生产压力。     

注入甲醇抑制剂法开采神狐海域天然气水合物数值模拟研究

我国神狐海域天然气水合物储量丰富,为我国提供了大量的能源储备,采用高效的开采方式能有效地解决我国能源短缺的问题。注入抑制剂法是一种主要的开采天然气水合物的方法。甲醇是一种性能优良的抑制剂,具有抑制性能好且粘度低的优点。本文根据实际地质参数建立了三维三相四组分开采海域天然气水合物数值模型,采用中间注入井两边生产井的水平井布井方式,通过数值模拟手段研究了注热甲醇溶液抑制剂法开采水合物的动态特征,与单一降压法和注入热水法的开采效果进行了对比。结果表明,注入热甲醇溶液能够提高储层温度并且甲醇能促进水合物的分解,改善了单一降压法和注热水法的不足,具有更高的初期产气速率,更高的初期气水比,以及更高的水合物分解效果,是一种具有竞争力的开采手段。     

神狐海域天然气水合物智能拟合建模与开采研究

中国南海神狐海域水合物储层地质特征复杂,难以获取储层全部参数。本研究通过智能拟合手段,根据实际试采产气量拟合选择南海神狐海域作为目标区域,降压开采,结合垂直井网开采措施,提升开采效果,解决我国未来的能源紧缺问题。由于南海神狐海域水合物储层参数缺少数值模拟所需的精确值,通过历史拟合方法确定储层物性参数,并进行长期开采预测,为后续水合物开采实验做铺垫。     

海底天然气水合物钻井液性能

在分析了海底天然气水合物地层钻井液特点的基础上,为获得确保在水合物地层安全钻进的钻井液,利用"天然气水合物微钻模拟实验系统"对部分钻井液处理剂及聚合醇无粘土海水钻井液进行了水合物抑制性实验和低温流变测试.提出了应合理选择钻井液处理剂,确保钻井液具有良好的低温性能和有效抑制水合物生成的能力.     

漂浮下沉钻井井壁竖向稳定性理论研究

通过理论分析的方法，深入研究了漂浮下沉阶段钻井井壁的竖向稳定性问题，证明了漂浮下沉阶段井壁的稳定平衡性。     

羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程井壁稳定性分析

基于三维快速拉格朗日有限差分法多孔介质流固耦合理论及弹塑性极限平衡理论,根据羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程QK-2井实钻资料,分析在渗流条件下井壁失稳机理,并对失稳段井壁稳定性进行了数值模拟分析,研究在不同钻井液密度下井径周围围岩应力分布和井眼坍塌或拉裂变形规律,为羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程确定地层不坍塌(不缩径)、不压漏的钻井液安全密度窗口,以便为钻井井身结构设计及合理钻井液密度的确定提供依据。     

我国海域天然气水合物试采再传捷报——创造新的世界纪录,取得重大标志性成果

由自然资源部中国地质调查局组织实施的我国海域天然气水合物第二轮试采日前取得成功并超额完成目标任务。在水深1225米的南海神狐海域,试采创造了产气总量86.14万立方米,日均产气量2.87万立方米两项新的世界纪录,攻克了深海浅软地层水平井钻采核心技术,实现了从探索性试采向试验性试采的重大跨越,在产业化进程中,取得重大标志性成果。     

深水油气浅层钻井的“三浅”地质灾害

深水浅层钻井过程中可能遇到浅水流、浅层气以及天然气水合物层分解等3种浅层地质灾害(简称"三浅")。要规避这些风险,必须需要开展浅水流、浅层气和天然气水合物成因机理、识别特征及工程危害等方面的研究。国外利用地球物理识别技术和数值模拟方法,结合深水油气钻井测井开展了这方面的研究,在"三浅"地质灾害的形成机理和控制因素方面取得了较为重要的研究进展。目前国内学者利用地球物理方法在南海北部深水区LW3-1大气田的周围发现了超压系统、浅层气和天然气水合物。深水水道砂体的发现也推断南海北部深水区具有"三浅"地质灾害发育的地质条件。随着深水油气勘探开发的不断深入,评估和预测南海北部深水钻井的"三浅"地质灾害十分迫切。     

天然气水合物勘探泥浆制冷系统温控单元的改进研究

针对天然气水合物钻井泥浆制冷系统在使用过程中,人为操作不当或某些设备异常造成系统瘫痪及需要人工频繁开关载冷剂循环泵等问题,在原有系统基础上加入智能温控单元。提高了天然气水合物钻井泥浆制冷系统的自动化程度,解决了制冷过程中的重要隐患,以确保泥浆制冷过程正常进行。     

破碎地层孔壁稳定技术的探讨与实践

在破碎地层钻探施工中,提高破碎带地层破碎岩块之间的胶结力、快速封堵地层裂缝形成完整孔壁及适当的冲洗液密度是破碎地层孔壁稳定的关键。防塌型随钻堵漏剂、改性沥青的加入能有效封堵地层裂缝,提高孔壁承压能力。LBM冲洗液体系和接枝淀粉冲洗液体系具有良好的造壁性能和流变性能,在破碎地层施工中取得良好的使用效果。     

浅层气钻井防治漏工艺技术

通过研究和试验，提出在浅层气钻井中，防漏和治漏的行之有效的技术措施，并在生产实践中进行了使用。     

中原老区井壁稳定技术应用

造成井壁失稳的原因是多方面的,主要影响可归结为力学因素、化学因素和工程技术因素。通过对2010年施工的钻井数据进行分析,对中原油田老区井壁稳定技术进行了研究。根据施工中遇到的问题,采取的措施,提出了对油田老区井壁稳定技术的一些想法,利于提高油田老区钻井的速度和质量。     

煤矿井下瓦斯抽采钻孔冲洗液研究

瓦斯抽采是煤矿安全开采、预防瓦斯事态的重要技术措施。相对常规地质钻孔,煤矿井下钻孔有其特殊性,对冲洗液的要求也更高。井下钻孔冲洗液产品应具有以下特性:良好的速溶性和分散性,优异的增黏性、润滑性及抑制性。在此基础上研选出井下钻孔冲洗液产品并与国外产品进行了对比,结果表明,所研选的产品与国外产品性能相当,可以满足煤矿井下钻孔冲洗液性能要求。     

基于采空区瓦斯运移规律的抽采钻场设计

为了对高瓦斯工作面采空区抽采钻场进行设计,使采空区及工作面上隅角瓦斯得到有效控制,通过数值模拟分析了采场覆岩结构及裂隙发育规律;根据模拟结果利用实验室试验分析了抽采钻孔在不同位置时采空区瓦斯的运移规律,得出终孔位置距煤层顶板上方30m左右,距回风巷水平距离10～20m时抽采效果最佳;且终孔高度应根据工作面覆岩结构形态有所区别,靠近回风巷的钻孔高度应控制在规则冒落带上部,靠近工作面中部的钻孔应布置在裂隙带内。     

瓦斯抽采钻孔喷孔防护装置的研制与应用

针对松软且地应力较高的突出煤层中钻孔施工时,易发生钻孔喷孔,导致瓦斯超限和煤粉突出的问题,设计了一种钻孔喷孔防护装置。该装置由钻孔封孔装置、连接装置、气水分离器3部分组成,将喷出的高浓瓦斯直接抽入矿井瓦斯抽放管中,水和煤渣进入收集系统,实现气（瓦斯）、水（打钻水）、渣（煤矸渣）的有效分离。经过松藻煤矿现场试验证明,使用该装置后,平均穿煤时间增加79.1%,平均穿煤深度增加114.7%,钻场瓦斯体积分数0.15%～0.25%,远低于1%的瓦斯允许浓度。