仿生固壁钻井液体系的研究与现场应用

通过实验剖析,得知贻贝足丝线能够于水下牢固地黏附在岩石表面的最主要原因是其含有一种特殊的官能团,通过将这种官能团接枝到一种聚合醇骨架上,合成出了仿生固壁剂GBFS-1。该处理剂能够在井壁泥页岩表面固化形成具有较强黏附性和内聚力的凝胶"仿生壳",从而起到提高井壁泥页岩强度的作用,而且实验发现其无法在运移中的钻屑表面形成"仿生壳",因而不会影响仿生钻井液的携屑效果。以GBFS-1为核心处理剂配制出了仿生固壁钻井液体系。性能评价结果表明,该体系的流变性、滤失造壁性以及润滑性等满足钻井要求,防塌抑制性强,泥页岩岩屑在该钻井液中的热滚回收率达90.6%,岩心在该钻井液中热滚后抗压强度提高10.8%。该体系在苏里格气田苏53-86-15H1、苏53-86-15H和苏53-70-22H井的现场试验情况表明,3口井在钻进过程中均没有发生泥岩段卡钻等复杂情况,并且机械钻速明显高于邻井。     

抗高温强抑制性钻井液体系的研究与应用

印尼JABUNG油田的Gumai泥页岩地层水敏性极强,因井壁失稳造成的井眼事故频繁发生.通过选用新型抗高温聚合物包被抑制剂GWTEMP、沥青类抗高温降滤失封堵剂GWTEX,并引入油基钻井液用降滤失封堵剂GSL(黑色液态褐煤乳液)等高效处理剂,构建了满足JABUNG油田钻井需要的KCl-GWTEMP强抑制性钻井液体系,其中GWTEMP抗温在205℃以上,抗盐达饱和,分子量较其他聚合物包被剂分子量低,易溶于水.室内实验和现场试验均证明,该钻井液具有良好的流变性、降滤失性、封堵和抑制性能,能保持井壁稳定;极压润滑系数在0.05以下,可很大程度地减少高扭矩和压差卡钻等的发生;试验井井眼规则,电测井径扩大率仅为3.14％.     

层状页岩水力压裂裂缝与岩体弱面的干扰机理研究

为了进一步认识水力压裂裂缝在层状页岩中的扩展行为,以四川盆地龙马溪组页岩为研究对象,根据Mohr-Coulomb准则,研究了水力压裂过程中层状页岩压裂裂缝与弱面的干扰机理,以及基质破坏、弱面剪切破坏、弱面张开破坏所对应的临界液压;根据断裂力学,研究了弱面在张开和剪切破坏下的剪切滑移量,建立了水力压裂裂缝与岩体弱面干扰理论模型,并对其进行了应用分析。实例计算分析表明:0° α 20°时（α为弱面法向矢量与最大水平主应力方向的夹角）,水力压裂裂缝中的液压容易促使岩石基质发生破坏;25° α 75°时,水力压裂裂缝中的液压容易促使页岩沿弱面剪切破坏;80° α 90°时,水力压裂裂缝的液压容易促使页岩沿弱面张开;剪切滑移量受弱面上摩擦系数、剪应力、正应力的共同影响,其中剪应力是剪切滑移的驱动因素。研究认为,当弱面发生张开或剪切破坏后,弱面滑移量与裂缝长度成正比,与弹性模量成反比;建立的理论模型与现场压裂微地震监测结果基本吻合,可用来预测水力裂缝与弱面的干扰行为。      

预测储层潜在敏感性损害的新方法

在传统的统计分析法基础上,提出了应用模糊数学法和人工神经网络法对储层潜在敏感性损害进行预测。介绍了新方法预测储层潜在敏感性所依据的数学原理和预测过程,并以水敏性预测为例,对实际预测的结果进行了讨论。此外,对几种预测储层潜在敏感性方法的特点进行了分析和比较,结果表明,人工神经网络法具有良好的自适应性、自组织性、容错性,预测精度较高,是一种较理想的预测储层潜在敏感性损害的新方法。     

钻井过程中保护低渗特低渗油气层的必要性、重要性与发展趋势

钻井过程中钻井液对低渗特低渗油气层的损害程度通常较中、高渗油气层大得多,但多年来部分人认为,需压裂投产的低渗特低渗油气藏,因压裂可解除油气层损害而勿需在钻井过程中采取保护油气层措施,因而对油气井产量和经济效益带来不利影响。阐述了低渗特低渗油气层损害机理的特殊性以及损害程度的严重性;依据现场实际产量数据,充分说明了钻井过程中采用效果优良的保护油气层钻井液技术有助于大幅度提高压裂后单井日产量;结合国际趋势和中国油气工业发展战略需求,阐述了将来的发展方向和趋势。不仅对提高保护油气层效果、单井产量以及油田总体经济效益具有适用价值,而且对钻井液技术的发展和中国模式“页岩革命”的建立也具有一定指导意义。      

荧光显微镜在钻井液滤饼结构空间分布特征分析中的应用

滤饼的物理化学结构是影响其质量好坏的内在因素,现有研究仍主要侧重于对滤饼表面微观形貌的表征和元素组成分析方面,很少见到对滤饼物理化学结构空间分布特征方面的研究分析。提出了一种应用荧光显微镜并结合Adobe Photoshop CS6图像处理软件分析钻井液滤饼物理化学结构空间分布特征的新方法,该方法通过统计白色(即原蓝色荧光)区域的像素值并计算其占比,即可直观地反映出不同层位处被测处理剂的含量变化情况。以自制的聚合物基无机纳米复合材料LX-2为对象的研究结果表明,滤饼中被测聚合物荧光面积呈现出"表层 >中间层 >底层"的空间分布特征,常规烘干法测得的滤饼吸附水含量以及灼烧法测得的聚合物处理剂含量与之呈现了相似的空间分布特征。结果认为,在钻井液中适当加入能够在高温高压及高矿化度条件下依旧具有较强水化、成胶能力,且能够有效提高其滤饼吸附水能力的可变形类处理剂是增强钻井液滤失造壁性能的重要途径之一。该新方法将有助于进一步认识钻井液滤饼物理化学结构空间分布特征及其对钻井液滤失造壁性能的影响。      

人工神经网络在储层敏感性预测中的应用

介绍了改进的ＢＰ网络训练算法。提出了利用人工神经网络快速预测储层潜在敏感性（水敏性、速敏性）的方法步骤。分析表明，该方法受人为因素干扰小（总符合率大于８０％）、所需参数少、适用范围广（特别适于探井），能定量地反映出储层潜在敏感性程度，从而为制定保护油气层技术措施提供较可靠的依据。     

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针对塔里木盆地大宛齐探区的地层情况和油气层损害机理：较强的水敏性、盐敏性和碱敏性损害，以及中等程度的速敏性损害，无酸敏性损害发生；优选出能够有效保护油气层，并具有良好性能的正电胶钾基暂堵型钻井完井液。室内实验表明，使用该钻井完井液，岸样的渗透率恢复值可达90％以上，经3口井现场试验，各层位的表皮系数均很低，取得了理想的保护效果。