海洋非成岩天然气水合物原位快速制备实验及评价

我国的海洋天然气水合物（以下简称水合物）资源主要分布在沿海大陆架水深介于300～3 000 m的深水区，具有弱胶结、非成岩的特征，为了测试和研究该类型水合物必须原位、大量、快速制备样品，而目前常用的搅拌法、喷淋法、鼓泡法等制备技术却存在着生成速度慢、储气密度低等问题。为此，自主设计、研制了1 062 L非成岩水合物快速制备釜，针对我国南海非成岩水合物的物性特征，开展了搅拌法、鼓泡法、喷淋法单一制备方法及“三合一”法（上述3种方法相结合）水合物制备实验，测试了实验过程中温度、压力、电阻率及反应时间等数据，分析比较了几种不同制备方法的水合物生成情况与制备效率。实验结果表明：①搅拌法、鼓泡法、喷淋法制备水合物过程中，生成的水合物均缓慢增加并逐渐铺满整个液面；②搅拌法制备过程中可以观测到明显的诱导期，而喷淋法、鼓泡法及“三合一”法却无明显的诱导期；③单一制备方法及“三合一”法制备水合物过程中，电阻率均随反应时间的增加而增加，其变化趋势亦与水合物制备速率基本一致；④“三合一”法的制备周期明显短于单一制备方法（搅拌法、喷淋法、鼓泡法单一方法的制备时间分别约为“三合一”法的5.14倍、3.59倍、3.16倍）。结论认为，所研制的1 062 L水合物快速制备釜能够实现海洋非成岩水合物样品的原位、快速制备；较之于单一制备方法，“三合一”法大大提高了水合物的制备效率。     

大井眼天然气水平井入窗轨迹控制技术

榆37-2H井是长庆油田储气库项目组为进行注采试验部署的第一口大井眼天然气水平井.该井大井眼定向造斜、轨迹控制入窗难,通过井身结构优化,井眼轨迹优化,顺利完成了钻探开发任务和311.2 mm大井眼入窗,为今后同井型大井眼天然气水平井钻井施工提供了有益的借鉴.     

叠前深度偏移技术在复杂断块井位目标优化中的应用

川东地区云安厂构造带断块发育,构造狭窄,钻井揭示实际地层的构造轴线与叠前时间偏移结果存在较大的偏差。通过使用Kirchhoff叠前深度偏移技术,建立精准的速度—深度模型,优选合理的偏移孔径,对该区进行了叠前深度偏移处理。叠前深度偏移剖面上构造形态特征明显,大断层边界清晰,断点位置准确可靠,大大提高了目的层的成像精度。利用钻井和测井资料对叠前深度偏移成像的深度进行精细的标定和校正,根据叠前深度偏移成果修改构造图件,据此指导钻井下一步的钻探目标。调整目标后的钻井结果与叠前深度偏移构造要素相吻合,为后续的井位目标优化提供了有价值的参考。     

不同类型液体水化作用下海相页岩巴西劈裂破坏特征

为了研究不同类型液体水化作用对页岩内部裂缝形态、岩石抗拉强度和巴西劈裂张性破坏模式的影响,选取昭通国家级页岩气示范区下志留统龙马溪组页岩气储层岩心,采用清水及滑溜水分别进行了水化预处理,通过CT扫描对比了页岩中裂缝结构的变化;然后开展巴西劈裂试验,研究了水化预处理后页岩试件抗拉强度及张性破坏模式;在此基础上,选取研究区内的两口水平井,在其压裂施工现场开展了水化预处理先导性试验。研究结果表明:①相同时间内,自发渗吸过程清水水化作用对海相页岩裂缝复杂程度的提升效果优于滑溜水;②清水表面张力更大且黏度更低,清水水化作用不仅能够促使原始裂缝延伸,还能诱发新的微细裂缝或分支缝,而滑溜水水化则以促使原始裂缝扩展为主;③水化作用使海相页岩发生损伤,其抗拉强度降低,经过清水、滑溜水水化预处理后的页岩试件抗拉强度相对未水化试件分别降低了35.6%和18.1%;④根据主裂缝延伸形态将页岩水化后巴西劈裂张性破坏模式分为阶梯形、折线形、分支形和弧形4种或是其相互组合,而未水化页岩张性破坏模式仅为直线形;⑤水化作用能有效提升海相页岩压裂裂缝复杂程度,建议在施工条件允许的情况下,射孔后在限压范围内高排量注入一定量清水并关井直至主压裂施工开始,为了降低主压裂施工难度,可以通过"低砂浓度、长段塞"泵注的策略来满足设计加砂量。     

高石梯构造钻井技术研究与应用

高石梯构造位于乐山-龙女寺古隆起区,以震旦系灯影组及上覆寒武系储层为目的层,地层极为复杂,易塌、易漏、石膏层多、地层压力梯度变化大、可钻性差等,钻井速度慢。为了攻克提速问题,分析了本构造的地层特性和难点,优化井身结构设计和钻具组合,优选钻头,采用了螺杆+PDC复合钻井、液动冲击钻井、顶部驱动等工艺技术。本文研究了近几年在高石梯构造上相应工艺技术的运用情况,进行实用性对比分析,总结出了一套高石梯构造的钻井提速技术,通过在高石17井、高石7井等的应用,在防喷防塌防卡和安全提速上效果明显。     

页岩气长水平井段防气窜固井技术

页岩气开发的核心技术为水平井配合大型水力压裂,而固井质量不佳已成为页岩气完井和实施储层改造的主要瓶颈问题。为此,以四川盆地页岩气开发区块为例,探索了水力压裂作用下保持水泥环力学完整性的方法及其配套工艺技术措施。研究结果表明:(1)采用模拟套管刚度的近钻头三扶正器通井钻具组合,可以降低长水平段页岩气井套管下放难度,提高下套管时效和安全度;(2)研制的高效洗油冲洗隔离液体系在常温至120℃下的冲洗效率均大于90%,能够保证水泥浆对油基钻井液的顶替效率和井壁的有效胶结;(3)确定了该区长水平段固井韧性防窜水泥浆凝固后的性能——水泥石弹性模量应小于7 GPa、三轴强度最好大于40 MPa,以减轻和避免压裂时的水泥环破坏;(4)形成的钻井液调整、预应力固井、地面高压泵注工艺等配套技术提高了页岩气井固井质量。2015—2016年期间运用上述系列固井技术在四川盆地开展了85口井固井作业,平均井深4 832 m,平均水平段长1 560 m,固井质量优质率达89.58%;水平井固井后候凝期间无环空带压,钻完井及试油期间环空气窜得到明显改善。结论认为,该配套技术可以保证并提高长水平段页岩气井的固井质量。     

精细控压压力平衡法固井技术的应用实践

精细控压钻井技术多用于解决同一裸眼油气井段存在多压力系统、窄安全密度窗口地层的安全钻进难题,其尾管固井作业若采用常规方法,在满足小间隙尾管固井顶替效率的前提下,施工过程中必然造成井漏;若采用"正注反打"工艺,固井质量又难以满足后期超深井试油工程的需要。为此,以四川盆地剑阁构造上所钻龙岗70井?114.3 mm尾管固井作业为例,探索精细控压压力平衡法固井技术在多储层、高低压互存、长裸眼段(859 m)中的固井应用。具体做法如下:①采取了确保水泥浆环空充填效率、固井施工全过程压力平衡等针对性的技术措施;②依靠精细控压钻井装置和中心管泵注加重钻井液的方式,精确控制环空压力平衡来降低钻井液密度,实现窄安全密度窗口地层的固井施工全过程井筒压力平稳。现场试验结果表明,该井?114.3 mm尾管固井质量良好,分阶段降密度期间喇叭口无窜流,试压合格。结论认为,该方法能够提高复杂超深气井尾管的固井质量,改善了后期高压气井试油安全作业的井筒条件。     

泊松比气水预测模型及其在碳酸盐岩储层中的应用

地震资料泊松比反演气水预测方法在砂岩储层中的应用效果稳定,但在碳酸盐岩储层中的预测效果还有待确认。为此,在四川盆地龙岗构造三叠系、塔里木盆地奥陶系、土库曼斯坦阿姆河右岸区块侏罗系等8个层系的碳酸盐岩储层中开展了应用研究。对测井资料的泊松比分析结果表明,碳酸盐岩储层含流体后,其泊松比由低到高依次对应于含气、同含气水、含水、致密层。基于该良好规律,可获得碳酸盐岩储层泊松比气水预测模型,随后制作合成地震记录,准确标定储层所在位置,进而可建立起测井泊松比与地震资料的关系,采用泊松比测井曲线约束地震资料进行反演的方法,并通过神经网络算法予以实现,从而得到泊松比反演剖面,能够较为清晰地反映储层含气、含水情况,由此获得的平面分布预测图可有效分析气水分布与构造、断层等的关系。在不同碳酸盐岩储层类型(如孔隙型、裂缝型、裂缝孔隙型、缝洞型)中的应用效果表明,该方法能有效识别碳酸盐岩储层的含气性和含水性,可作为气水预测的一种新手段。     

油套管铸造阳极防CO2腐蚀工艺实验研究

为了研究在BG110-3Cr套管外表面铸造防腐用环状锌阳极的工艺对套管基体性能及阳极材料性能的影响。采用金属材料拉伸试验法分别对电阻炉加热升温和浇铸热传导所得的2组套管拉伸试件进行机械性能测试后,通过扫描电镜观察断口微观形貌,再用ICP法和直读光谱法检测合金中熔融元素含量。实验结果表明:拉伸件模拟升温至600℃后,抗拉强度和屈服强度分别降低至913.1 MPa和799.4 MPa,断口均匀分布的等轴韧窝聚变为凹坑,屈服强度降低,但韧性增强。实测受铸造传热升温的套管拉伸件抗拉强度和屈服强度分别提高至1015.1 MPa和890.5 MPa,满足API标准要求。该成果为套管表面铸造防腐用耐温牺牲阳极合金及深井套管阴极保护领域应用提供了技术支持和理论依据。     

顶帽变换在川北长兴组生物礁分布预测中的应用

四川盆地北部长兴组碳酸盐岩地层中生物礁发育,是该区油气勘探的主要目的层之一。礁体的分布预测是该区油气勘探面临的现实课题。为此,根据生物礁沉积厚度较同期非礁相地层大的沉积地质学原理,利用地震解释获得的含生物礁地层的时间厚度数据,应用顶帽变换方法开展礁体的平面分布预测,取得满意效果。与人工地震相分析方法相比,该方法具有准确、快速高效和定量化的优点。进行顶帽变换时需要注意的是,结构元素大小的选择应与实际地质体的尺度相符,结构元素过大或过小,均可能导致预测结果的偏差。此外,断层发育等因素可能导致地层厚度出现异常,亦可能对顶帽变换结果造成影响,对此需予以区分。所采用的方法适用于构造变形程度相对较弱的碳酸盐岩地层中礁体的分布预测。