稠油热采闭式热流体循环井筒温度场分析

针对"两高"油田原油流动性差的特点以及闭式热流体循环降粘工艺的复杂性,建立了3种闭式热流体循环井筒传热模型及其边界条件,并采用Matlab编写了相应的模型求解程序。通过对现场具体井眼进行模拟计算,对比分析了3种闭式热流体循环效果,给出了最优热流体循环方案。计算了循环流量、循环介质和管柱材料物性参数等对井筒加热效果的影响。计算结果表明,两侧加热方案最好,随着循环流量的增加井筒温度不断升高,导热油作为循环热载体较好,导热性能差的管柱材料能够提高循环加热段产液流动的平均温度。     

深水钻井多压力系统条件下的井筒温度场研究

为了研究深水钻井中多压力系统对井筒温度与钻井液热物性参数的影响,建立了多压力系统位于中部裸眼地层以及井底往上连续地层时的传热与传质物理模型,并推导了循环过程中井筒瞬态传热与传质数学模型,利用模型对井筒温度以及钻井液热物性参数的敏感性进行分析.研究结果表明:多压力系统分别位于中部地层和井底往上连续地层时,前者主要影响其上...     

热洗井筒泵处温度简化计算

在一系列假设的前提下，列出了热洗井筒的能量平衡方程，计算了各种注水量，温度及油管流量下泵处的深度温度。     

液化天然气热物性的计算

介绍了液化天然气密度、汽液相平衡常数、内能、熵、焓等热力学物性,粘度、导热系数等热物性的计算方法。由于以采用精确的“对应态”方法计算LNG密度作为基础,其它物性的计算精度也得以提高。各种参数的计算结果表明,各物性计算精度较高,可以满足工程应用的实际要求。     

泡沫钻井液在井筒中的流动与传热

针对泡沫钻井液特殊物理性质,建立了泡沫在井筒中流动与传热的数学模型,并给出了模型求解方法。为了分析传热对泡沫钻井水力参数的影响,采用建立的数学模型和给出的求解方法进行的数值计算结果表明：钻杆内泡沫温度始终低于环空内泡沫温度和地层温度,而环空下部泡沫温度低于地层温度,在环空上部泡沫温度高于地层温度。随着井深、注液流量和注气流量的增加,环空下部泡沫温度与地层偏差增大。传热使井口泡沫质量增大、井底泡沫质量减小、井底压力增大、最小携岩流速减小、最小注气流量增大,降低了泡沫的稳定性和携岩能力。另外,对泡沫的密度、Fanning摩擦系数也有一定的影响;井筒传热对泡沫钻井水力参数有一定的影响,但不是很明显,可通过增加注气流量和井口回压来抵消传热对泡沫钻井水力参数的影响。     

高温高压气井生产过程井筒温度场分析

高温高压气井在生产过程中受到地层高温流体的影响,井筒温度原有的平衡被打破,井筒温度重新分布会引起环空压力增高,威胁井筒安全服役和井筒的完整性。为了准确预测井筒温度,基于质量、动量、能量守恒、传热学、井筒传热理论,再考虑气体焦耳-汤姆逊效应、气体温度、压力、密度及物性参数的影响,建立井筒温度预测模型;将流体物性参数根据不同的温度压力分段计算,可提高模型计算的精确性。最后,通过实例计算分析了环境温度的影响因素。     

油井热洗过程中井筒温度场研究

油井热洗是保持油井正常生产最常用的维护措施之一,但影响油井热洗效果的最重要因素是热洗介质在整个井筒内的温度分布,若洗井温度、洗井排量等参数设置不合理,热洗介质在井筒结蜡段的温度就会低于熔蜡温度,进而使得洗井效果不明显,或者洗井后产油恢复周期长,甚至出现洗井后产量急剧下降等现象。针对以上问题,本文建立了油井热洗时井筒温度分布数学模型,通过模型可以直观的反映油井热洗时井筒内的温度变化,并在此基础上对洗井温度、洗井排量对热洗井筒温度分布规律进行了讨论,同时提出了油井热洗时工艺参数优化的基本原则与方法,并在W15-12井油井热洗进行了现场应用,W15-12油井通过热洗参数优化后,洗井过程中上下行电流和载荷均有一定程度的下降,实现了较好的清蜡效果。     

钻井液滤饼物性参数测量研究进展

钻井液滤饼在钻井过程中起着十分重要的作用,精确测量滤饼的各个物性参数可以为优选钻井液提供重要的参考依据。介绍了目前国内外在钻井液滤饼物性参数测量方面的研究进展,主要从滤饼的厚度,孔隙度、渗透率、滤饼强度、比阻以及摩阻系数等方面论述了相关的实验装置、实验方法和计算公式等。     

超临界二氧化碳钻井流体井筒温度传递特性

循环钻井流体温度计算一直是钻井工作者希望解决的难题。建立了井眼温度传递数学模型,并通过对模型求解,给出了钻具内和环空流体温度计算解析式;利用该解析式结合超临界二氧化碳钻井流体的物理特性,对使用φ89mm钻头、φ31.8mm钻杆钻进的井眼中二氧化碳流体温度进行了计算,绘制了钻具内和环空二氧化碳流体温度剖面图;对比了在不同井深时和不同井眼尺寸条件下井眼内二氧化碳流体温度剖面图,发现随着井深的增加,钻具内二氧化碳流体更易进入超临界状态,且超临界二氧化碳钻井液更适合小井眼钻井。     

镶嵌屏蔽钻井液研究及应用

针对油层非均质性强及油层孔径难以准确预知等特点,提出了镶嵌屏蔽保护油气层技术,该技术利用镶嵌屏蔽剂具有弹性可变性和直径大于储层孔隙直径的特点,使镶嵌屏蔽剂颗粒部分镶在孔隙入口处(不进入孔隙),对较宽孔径分布的油层具有很好的暂堵作用,且有利于反排和渗透率恢复。室内评价结果表明,以镶嵌屏蔽剂为主剂研发的镶嵌屏蔽钻井液具有低侵入、单向封堵、防塌性能好、抗污染能力强及润滑性好等特点,满足了钻井过程中快速钻进及保护油气层的要求,现场应用4口井的平均井眼扩大率仅为6.2%,远低于同区块油井的平均井眼扩大率(12.3%)。     

文昌气田抗170℃无固相钻井液技术

珠江口盆地文昌9-2/9-3/10-3气田珠海组水平储层段高温至165℃,且为低孔低渗透的储层。室内在对中海油常规油气田使用的无固相PRD钻井液研究的基础上,通过对抗温降滤失剂、抗温增黏剂、抗温淀粉以及防水锁剂的优选复配,并加入超细碳酸钙、聚胺抑制剂以及高温稳定剂等,开发了新型无固相钻井液体系。该体系有可抗温170℃,高温稳定性强,在150℃的页岩滚动回收率达95.3%,经系列流体污染后其渗透率恢复值大于90%,同时其形成的滤饼易破胶降解,储层保护效果及环境保护性能好,所优选的防水锁剂起泡能力低,加入2%时钻井液滤液的气-液表面张力降低到30.0 m N/m左右,油液界面张力降到5 m N/m以下,储层防水锁效果显著。现场应用表明,该钻井液能控制珠海组低孔低渗和高温层段钻遇的储层保护问题,可作为海洋低渗储层高温水平段的钻井完井液使用。     

超高温水基钻井液的室内研究

为了满足当前深井、超深井逐步向深层次开发的需要,研制了一种抗温达240℃的超高温水基钻井液,其主要以新研制出的抗高温增黏护胶剂MG-H来控制流变性能,并选用了合成聚合物类降滤失剂SHTR和高温成膜封堵剂HOSEAL等其他配伍性添加剂.室内实验结果表明,该钻井液抗温性能好,稳定性高,在经过240℃高温老化之后,仍能保持稳定的流变性能和滤失性能,且流变性能变化较小;具有较好的抑制性和抗污染能力;密度和温度适用范围广,适合于各种类型的高温高压井的钻井作业.     

低固相超高温水基钻井液研究及应用

冀东油田南堡构造深部潜山储层温度高、压力低、裂缝发育,为满足保护储层和井下携岩的需要,基于开发的聚合物增黏剂SDKP以及对抗高温降滤失剂、油溶性封堵剂、润滑剂、高温保护剂和防水锁剂的优选,优化出一套低膨润土低固相超高温水基钻井液。室内评价结果表明,1%SDKP溶液在165℃老化16h后,表观黏度保持率仍可达20%,表明SDKP的耐温性能好;SD-101和SD-201复配可显著降低1.0%膨润土基浆的滤失量,油溶性封堵剂HQ-10可显著降低高温高压滤失量;该钻井液抗温达235℃,在200℃下的塑性黏度达到15mPa·s,满足携岩需要,抗污染能力强,能抗10%NaCl、2%CaCl_2、10%劣质土污染,抑制性好,膨胀率降低率达78%,页岩回收率从8.24%提高到84.45%,储层损害小。在探井南堡3-82井五开井眼的现场应用表明,该钻井液在220℃井底温度下的流变参数基本稳定,API滤失量不变,携岩性好,顺利钻达井深6037m完钻,自喷求产,产液量为43.20 m~3/d。证明该钻井液可满足现场高温低压储层的钻井需要。     

长庆气田碳质泥岩防塌钻井液技术

针对长庆气田碳质泥岩段井壁失稳造成井下复杂频发、侧钻率高的问题,开展了岩样的微观结构、阳离子交换容量、矿物组成及理化性能分析,测试了钻井液对岩石力学特性及坍塌压力的影响,确定了碳质泥岩坍塌机理及防塌钻井液技术研发思路。通过实验优选出封堵剂、抑制剂等钻井液处理剂,综合采用纳米乳液、软硬结合的封堵技术,形成了强封堵强抑制高性能钻井液体系配方。该体系的HTHP滤失量≤ 6 mL,API滤失量≤ 2 mL,石盒子砂岩封堵率≥ 85%,人造岩心线性膨胀降低率≥ 60%。在长庆气田现场试验18口井,钻遇碳质泥岩后侧钻率降低至16.7%,平均钻井周期缩短30 d,达到预期效果,该钻井液技术满足长庆气田碳质泥岩井段安全钻进的需要。      

海上热采井钻井液储层保护技术

渤海油田稠油资源丰富,热采是稠油开发的主要手段,为适应特殊热采开发环境,充分利用非常规稠油特点及高温注热工艺特性,降低成本,开展稠油热采井钻井液储层保护技术研究顺应形势需求。以渤海旅大5-2N稠油热采井为例,结合油藏独特的物理性质,分析潜在敏感性损害因素,通过强抑制剂优选、热降解性能评价、密度优化、封堵剂优化和储层保护性能评价,形成了适合稠油热采水平井的改进型钻开液体系。该体系抑制性强,与地层流体配伍性良好,高温条件下降解产物为黑色碳,岩心渗透率恢复值大于85%,具有良好的储层保护效果,同时可降低成本40%。      

可循环自动发泡钻井液技术

在优选表面活性剂、协同稳泡聚合物的基础上,进行了可循环自动发泡钻井液体系配方的优化,研制出了一种由聚合物基液和发泡剂组成的新型可循环自动发泡钻井液体系.性能测试结果表明,优选配方的聚合物基液完全能满足油气田的常规钻井需求,当添加发泡剂后,形成的泡沫钻井液同样具有很好的综合性能,适合油气田的欠平衡钻井.     

钻井液流变性实时测量方法及系统研究

针对当前钻井液测量中无法实现在线测量、工作量大及存在操作误差等问题,提出一种钻井液流变性在线测量装置。通过测量钻井液在不同管径下的压力损失,结合质量流量计所测得的数据,上传到上位机进行处理,从而得到钻井液的各项流变性能参数。试验研究结果表明:对钻井液流变性测量试验平台进行数据测量精度对比试验,与现阶段的API 2003的钻井液流变性测量结果相差无几,其误差在3%以内;在对钻井液密度及黏度变化情况下的试验平台实时测量中,所得结果与不间断采样的旋转黏度计测量数据几乎相同,其误差在4%以内。该钻井液流变性在线测量装置对钻井完井自动化进程有着较好的推动作用,具有显著的社会效益和经济效益。     

钻井液流变性在线检测新方法

钻井液流变性是钻井液的重要性能,自动化钻井需要自动化在线测量流变性参数。从分析现场钻井液流变性测量的技术现状和存在问题出发,提出了一种钻井液流变性实时在线测量新方法,论述了新方法的测量原理,设计了测量方案,并对试制的测量装置进行了室内实验评价研究。实验结果证实了所提出测量新方法和测量方案的可行性。