幂律流体中岩屑颗粒沉降速度实验

钻井过程中,任何井型都需要钻井液有效携带岩屑上返,以保持井眼清洁;但由于岩屑颗粒与钻井液存在密度差,遇到接单根、停钻等工况,岩屑颗粒就会在钻井液中沉降。对于大斜度井和水平井,岩屑沉降后会堆积在造斜和水平井段,形成岩屑床,造成恶性井下安全事故,因此,深入研究岩屑颗粒在钻井液中的沉降规律十分重要。文中首先综述了不同形状、不同粒径的固体颗粒在牛顿流体中的阻力系数和沉降速度计算模型,分析了牛顿流体中固体颗粒雷诺数和阻力系数之间的关系;应用与研究固体颗粒在牛顿流体中沉降的相同方法,并通过室内实验,得到了不同粒径岩屑颗粒在幂律流体中的沉降速度模型、颗粒雷诺数与阻力系数之间的关系模型。     

智能完井的发展现状和趋势

近几年,智能完井技术发展迅速,因其在优化生产效率和油气采收率方面的巨大潜能,国内外学者都对其加大了研发的力度。现今国外提出的智能完井技术可以不关井调整生产层位、多层合采控制水气锥进,实现分层开采、分井眼开采,控制不同层位或不同井眼的开采速度,提高水平井／分支井开采的整体效益。目前,国外拥有智能完井技术的公司主要有Well Dynamics公司、Baker石油工具公司、Schlumberger公司、Weathford公司、BJService公司等;主要智能完井系统有：RMC、InForce和InCharge、SCSFS等。     

高温高压储层安全钻井液密度窗口确定技术

井壁温度变化和井壁渗流对高温高压储层安全钻井液密度窗口的影响不容忽视,而确定钻井时安全钻井液密度窗口的常规方法中没有考虑井壁温度变化及井壁渗流的影响,为安全钻井带来了隐患。为此,依据孔隙热弹性小变形应力叠加原理,从附加温变应力场以及附加渗流应力场作用下井周应力场计算出发,结合地层的强度准则,建立了综合考虑井壁温度变化及井壁渗流情况下高温高压储层坍塌压力、破裂压力的计算模型,并分析了井壁温度变化及井壁渗流对安全钻井液密度窗口的影响规律。为高温高压储层安全钻井液密度窗口的设计提供了依据。     

智能完井系统的关键技术分析

智能完井技术近几年来发展迅速，国外已?形成了比较系统的智能完井技术，国内在这方面的研究相对较少，而采用智能完井的智能油田是未来的发展方向，因此加强此方面的研究工作已?非常必要。通过对国外智能完井技术的研究分析， 得出智能完井系统的关键技术包括井下生产流体控制，信息采集，数据传输，地面数据采集、分析和反馈系统4部分，其中井下生产流体控制是智能完井关键技术中最重要的一部分，国内应该首先对这方面展开研究。另外，智能完井技术牵涉面广，涉及到机械、电子、通信、软件等多方面的内容，是一个系统的工程，因此要分系统、分专业针对其内容来联合开发，从而为实现智能化油气田奠定基础。     

遇油气膨胀封隔器在智能完井系统中的应用

遇油气膨胀套管外封隔器可辅助、增强水泥环对地层的封隔或直接代替水泥环对套管与地层之间的环空进行封隔。这种封隔器的橡胶具有自愈合能力,可将智能完井系统中的控制线、传输线预先埋入封隔器胶筒中而不需要切割、拼接,这样既节省时间又增加系统的稳定性。沙特阿拉伯-美国石油公司用EasyWell遇油气膨胀封隔器代替固井,地层中的油气流出后封隔器即可膨胀密封各分支井,实现一趟完井管柱完井,既保证控制线和传输线直达地面,又简化了完井程序、节约了资金,并且大大提高系统的稳定性。阿曼石油公司采用膨胀式封隔器与开、关控制阀相结合来进行流体剖面控制,结果表明,这种遇油气膨胀封隔器的密封性能比普通生产封隔器更优良。     

大斜度井偏心环空钻柱旋转对岩屑运移的影响

在钻井过程中,当液流速度小于岩屑悬浮运移速度时,岩屑容易在大斜度井段沉降并形成岩屑床,导致钻柱卡钻、高摩阻和扭矩、低机械钻速等问题。建立大斜度偏心环空三维物理模型,采用结构网格划分环空流体域,用滑移网格模拟钻柱旋转。基于欧拉固液两相流模型和Realizable k-ε紊流模型,考虑钻井液对岩屑的举升力、岩屑加速产生的虚质量力以及固液间的动量交换,模拟了钻柱旋转条件下井斜角、岩屑注入浓度、钻井液速度和黏度对岩屑运移的影响。研究表明：钻柱旋转使得岩屑床床面沿旋转方向倾斜,沿井眼呈不对称分布状态,并能够显著减小环空岩屑浓度,其变化幅度受钻井液入口流速、井斜角、钻井液黏度和岩屑注入浓度的影响,但当转速达到某一临界值后,旋转作用效果将减弱。研究结果可为采取合理措施提高岩屑运移效率提供参考。     

斜井的定向射孔压裂技术研究

通过真三轴模拟试验及数值模拟研究了斜井的定向射孔压裂技术,利用弹塑性力学分析了斜井井周以及炮孔孔眼处的应力分布,制定出了一套进行射孔优化的步骤：①确定地层原始地应力的大小和方向;②利用编制的程序,确定最佳射孔方位．进行射孔的优化设计。③采用大孔径深穿透聚能弹,高孔密进行射孔操作。探索出了定向射孔形成一条平整大裂缝的途径,以提高压裂成功率和压裂效果。     

自膨胀封隔器在澳大利亚煤层气井中的应用

澳大利亚煤层气井多数煤层段采用筛管完井,在后期排采过程中由于煤层井壁稳定性差,经常出现井壁掉落的煤屑堵塞排采泵现象,为解决井壁掉物造成的排采泵被堵塞的问题,利用遇水自膨胀封隔器遇水自动膨胀密封套管与地层之间的环空的特性,并通过封隔器结构优化和室内试验,研制了胶筒式自膨胀封隔器。该装置改变了将膨胀橡胶直接硫化到套管上的设计,将自膨胀橡胶做成胶筒,两端辅以端环,施工时将胶筒套在套管上,两端用端环固定。现场应用结果表明,胶筒式自膨胀封隔器具有操作简单、密封可靠的特点,能够经济有效地解决井壁坍塌造成的检泵周期短的问题。