井眼清洁工具沿全井段分布位置的计算方法

实践表明,应用井眼清洁工具,可以大幅度提高水平井大斜度段和水平段的岩屑床清除效率。但由于井眼清洁工具的有效作用距离有限,需要沿大斜度段和水平段布置多个井眼清洁工具才能达到较好的岩屑床清除效果,而目前对计算井眼清洁工具布置数量的方法研究较少。根据岩屑床休止井斜角实验研究结果,提出了井眼清洁工具沿大斜度井段分布数量的模拟计算方法。现场试验表明,该方法能够满足工程需要。     

深井盐膏及盐水地层固井隔离液体系研究

目前国内深井多钻遇盐膏和盐水地层,常用隔离液体系抗温和抗盐能力较差,温度超过100℃时,在低浓度盐作用下体系失稳沉降严重,易造成固井施工复杂,注替安全隐患极大.选用一种多糖聚合物作为高温抗盐悬浮稳定剂,辅以耐盐的降失水剂及流型调节剂,研制了一套高温抗盐隔离液体系.该体系在钠盐、钙盐和镁盐溶液中均能保持稳定的性能;使用温度可达140℃;具有较好的密度调控能力,在1.3～2.4g/cm3可调;且与常规钻井液、水泥浆具有较好的相容性.该套体系有望应用在深井超深井及盐膏地层、复合盐岩层和盐水地层固井注水泥作业中.     

塔里木盆地克深地区巴什基奇克组致密砂岩储层敏感性研究

致密砂岩储层自然产能较低,经后期注水开发能有效提高油气的稳产效果,因此,控制注入流体的理化指标及注入参数对储层合理、有效开发十分关键。针对塔里木盆地克深地区白垩系巴什基奇克组致密砂岩储层,利用薄片鉴定、扫描电镜分析、X射线衍射分析及高压压汞测试,开展基于孔喉类型的储层分类研究,并在此基础上选取典型样品开展敏感性评价实验,分析不同类型储层敏感性影响因素。结果表明：巴什基奇克组致密砂岩储层按照孔隙组合类型可分为残余粒间孔型、溶蚀孔型及微裂缝型3类,有效储集空间依次减少;巴什基奇克组致密砂岩储层具有强速敏、强水敏、中等偏强盐敏、强碱敏和中等酸敏特征,敏感性与储层碎屑颗粒及黏土矿物敏感程度密切相关,较高含量的伊利石可使储层速敏性及水敏性显著增强,碱液选择性溶蚀石英颗粒,储层酸敏性主要与沸石含量相关;不同孔隙组合类型储层的敏感性有明显差别,残余粒间孔型储层敏感性受孔隙结构影响较小,溶蚀孔型储层及微裂缝型储层喉道均易被充填,导致渗流能力大幅下降。研究结果可为该区及同类型致密砂岩储层发育区的有效开发提供参考。     

高温深井环境下水泥环完整性模拟评价及改进措施

研究水泥环最重要的一环就是要建立评价水泥环完整性的实验装置和方法。通过应力等效方式将实际井筒水泥环承受的工况载荷等效到模拟井筒水泥环上，以通气验窜方式检验水泥环失效情况，利用CT扫描技术探测水泥环内部结构，揭示其失效机理，建立一套水泥环完整性的实验装置及评价方法。对西部某油田深井高温高应力环境下水泥环受载进行模拟实验，当地层压力一定时，套管内压力从12 MPa升至57 MPa后再下降过程中，未见气泡；保持套管内压不变，降低地层压力，当压力降低到一定值时，检测有气泡冒出，观察发现水泥环上、下端面及侧表面未见明显裂纹，但与水泥环胶结紧密的套管能自由脱出，揭示了水泥环失效机理为水泥石韧性不足导致套管水泥环胶结面失效，产生了微环隙。根据CT扫描分析可得，水泥环试样界面孔隙体积减少67.97%，同时水泥环界面出现的环隙体积约为3 061 mm3，占界面总体积的9.51%，水泥环界面体积减少2.21%，证实出现了微环隙。从材料改性角度入手提高水泥石韧性，最终优选出加量为0.2%碳纤维水泥浆配方。该方法可为油田水泥环的评价及水泥环材料改性研究提供有力的支撑手段。      

考虑温度影响的特殊螺纹油管接头有限元分析

为了解不同温度下依靠主密封面密封的特殊螺纹油管接头的力学行为,为特殊螺纹油管接头的设计和使用提供依据,采用Abaqus有限元软件建立了特殊螺纹油管接头三维有限元模型,分析了温度对接头密封面、扭矩台肩及螺纹段Mises应力和接触压力分布规律的影响。分析结果表明:不同温度下,沿螺纹锥度方向螺纹段扣牙最大接触压力及最小接触压力分别位于螺纹段第1扣和第11扣处,符合螺纹扣牙接触压力分布规律;油管接头最大Mises应力均出现在接头密封面及扭矩台肩处;随着温度升高,各螺纹牙Mises应力逐渐增大,而螺纹牙接触压力增加幅度较小;随着温度升高,密封面接触压力呈先增大后减小的趋势;扭矩台肩处接触压力随温度升高而增大。因此,应用于高温高压气井的特殊螺纹油管接头,在设计和实际应用中应考虑温度的影响。     

定向射孔参数对压裂裂缝扩展规律的影响

为了探究直井水力压裂过程中定向射孔参数对压裂裂缝扩展规律的影响,采用扩展有限元方法对水压致裂岩石的流固耦合模型进行求解,从射孔方位、射孔长度和射孔相位角3个方面分析了裂缝自射孔孔眼起裂的扩展和转向规律。研究结果表明:射孔方位对裂缝周围地层压力分布几乎没有影响;射孔方位角较小的孔眼具有较低的起裂压力和较高的扩展压力,压裂后容易形成长而宽的裂缝;射孔方位角较大的孔眼则具有较高的起裂压力和较低的扩展压力,压裂后容易形成短而窄的裂缝;随着射孔长度的增加,重新定向距离逐渐增长,在转向处易形成相对较宽的裂缝;射孔相位角过小容易引发裂缝干扰,射孔方位角较小的裂缝优先扩展并对后扩展的裂缝产生较强的抑制作用。在施工时,为获得较好的改造效果,应尽量选择小方位射孔;为避免缝间干扰,射孔相位角应大于45°。     

超低界面张力纳米乳液处理含油作业废物的研究

作业区含油作业废物无害化处理多采用高温热解和化学萃取等集中建站方法,处理设备庞大,能耗高,废物收集环境风险高,纳米乳液在常温下可将油相从含油废物中快速脱附,为作业现场含油废物的随产生随处理提供了良好的工艺基础。室内研究选用不同配比下的表面活性剂、助表面活性剂和水的混合物,与正辛烷按（1:9）~（5:5）比例混合,在10~100 Hz频率超声波震荡后得到WinsorIV型单相纳米乳液NR-A。使用激光粒度仪测得纳米乳液NR-A粒径D90为11 nm,吊环法测得油水界面张力仅为1.35 mN/m,体系Zeta电位大于-50 mV,为热力学稳定的分散体系。在含油废物中加入纳米乳液NA-R后,快速传质作用和超低界面张力可将含油废物的油相在低能耗状态下从固相上剥离脱附。室内评价表明,纳米乳液NA-R与页岩气含油钻屑混合后,在0.5%加量下常温搅拌20 min,油相脱附率达到95.7%,脱附后油相可回用作配浆基油,实现了含油废物的安全高效资源化治理。      

深水气井测试管柱内天然气水合物沉积堵塞定量预测

天然气水合物堵塞预测是进行水合物防治方案设计的重要依据,目前针对深水气井测试实践作业中所采用的水合物生成热力学预测理论仅能初步判断测试管柱中水合物的生成位置。基于气、液两相接触关系及气、液相间传质传热特征,考虑天然气水合物生成和沉积速率,建立了深水气井测试管柱内天然气水合物沉积堵塞定量预测模型,并以南海西部深水气井X井为例对测试管柱内水合物堵塞高风险区和沉积堵塞程度进行了定量预测。研究结果表明,本文建立的深水气井测试管柱内天然气水合物沉积堵塞预测模型计算结果具有较高的计算精度,可满足测试作业工况要求;深水气井测试管柱内水合物堵塞多发生在最大过冷度附近;产出气体内存在自由水测试工况下,水合物堵塞发生的风险远高于无自由水工况,产气量减小将增大水合物堵塞风险区域;初始无自由水测试工况下,产气量增加将增大水合物堵塞风险;在测试初期较短时间内,水合物沉积对气体产出影响不大,当测试时间超过安全作业窗口,水合物堵塞风险剧增。本文的研究成果对于深水气井测试管柱内天然气水合物的防治具有一定指导意义。     

油田最佳节能实践案例筛选与数据库建立

随着我国各大油田开发进入中后期,由于产能下降和含水率上升,原有地面生产系统设计工况与实际运行工况差异越来越大,能耗越来越高。为了提高油田开采效益,实现地面生产系统节能降耗,各大油田已开展了大量卓有成效的节能技改,形成了大量的节能实践案例,但这些节能实践案例是否为最佳节能实践案例,能否带来较大的推广应用效益,缺乏系统的评价方法和手段。为此,本文建立最佳节能实践案例筛选的原则和评价指标体系,确定油田最佳节能实践案例,建立配套的最佳节能实践数据库,充分发挥最佳节能实践案例数据库在油田生产系统中的引领作用,帮助油田生产技术人员和管理者切实降低能源开支,实现油田生产系统全生命周期的高效节能生产,具有重要的意义。