渤海超大位移井水平段裸眼延伸极限预测及影响因素分析

为解决渤海复杂地质条件下浅层超大位移井到底能打多远的问题,文中综合考虑岩屑、井筒环境、水化效应对井壁稳定性的影响,建立了海上超大位移井水平段裸眼延伸极限预测模型,分析了不同因素对水平段裸眼延伸极限的影响,并进行了因素敏感性和钻井方案优化措施分析。结果表明：考虑岩屑影响的水平段裸眼延伸极限明显小于不考虑岩屑影响的延伸极限;水平段裸眼延伸极限随破裂压力当量密度、钻井液稠度系数、钻杆转速、温度增量的增加而增大,随钻井液密度、钻井液流性指数、机械钻速、固相（岩屑）密度、固相体积分数、压力增量、水化应力的增加而减小,随钻井液排量的增大先增大后减小。敏感性分析结果表明,破裂压力当量密度、钻井液流性指数、钻井液稠度系数对延伸极限的影响较大。通过优化各参数取值,可改善钻井液性能,提高井筒清洁能力,合理控制钻进参数,从而延长超大位移井水平段裸眼延伸极限,为平台位置优选、井网布置、复杂结构井开发方式选择提供帮助。     

页岩气水平井固井水泥环状态对套管力学完整性的影响

大位移页岩气井的井眼轨迹复杂,且压裂开发过程中经常出现由于水泥环缺陷引发的套变损伤问题。针对页岩气井压裂过程中高泵压大排量的特点,采用有限元分析方法,通过优化模型网格划分,建立了适用于页岩气井复杂井眼轨迹下套管力学完整性计算的套管-水泥环-地层组合体模型,讨论了水泥环缺失角度、缺失厚度、缺失长度及复合缺陷对造斜段及水平段局部屈曲部分套管力学完整性的影响。结果表明,套管的周向应力随水泥环弹性模量的增大而减小,受泊松比影响较小。水泥环角度缺失会使套管出现应力集中现象,当缺失角度超过90°,应力集中现象得到减缓。随着水泥环缺失厚度的增加,套管所受应力增大。无论是造斜段还是水平段,不同缺失角度下,水泥环厚度、套管尺寸及泵压对套管应力的影响类似,趋势均为随着缺失角度的增加,套管应力先增大后减小。水泥环缺失的临界部位会产生应力突变,该位置也是最容易发生套损的部位。同一缺失厚度下,套管应力最大值随着缺失角度的增加而先增加后减小;同一缺失角度下,套管应力最大值随着缺失厚度的增加而增加。随着缺失角度的增加,水泥环缺失部位对应套管沿管长方向的等效应力先增加后减小。水泥环越厚,套管等效应力越小。在相同厚度下,水泥环剩余厚度越薄,套管等效应力越大,全部缺失时应力水平最大。     

数字技术赋能海上油田开发

数字技术赋能油田是未来石油行业发展的大趋势。渤海油田通过建立现场级物联网、应用人工智能与大数据、创建三维数字化工作平台,初步实现以数字技术赋能海上油田开发模式。打通边缘物联神经末梢,实现物联网全面感知、可靠传递,形成数据驱动的油藏、注采、安全、设备设施智能管理闭环,实现在役海上生产设施智能运维,极大地提高了海陆的连通性和运营效率,以数字技术助力渤海油田高质量发展。在阐述海洋智能油田建设基础上,对智能孪生、云边协同等未来可降低网络和IT资源消耗的智能油田建设技术进行了展望。应用数字技术赋能油田开发是海上智能油田建设的成功尝试,已取得了初步成果,未来推广空间广阔。     

物联网技术在海洋钻完井中的应用

物联网技术在恶劣环境和高风险的海洋钻完井行业极具优势。海洋油田在智能化建设过程中,通过构建海洋钻完井物联网核心架构,部署边缘物联采集神经末梢、完善工业化互联网建设,初步构建了基于物联网的海洋油田钻完井技术。在物联网技术的加持下,海洋钻完井技术在跨学科领域得到了快速进步,实现了井下、井筒信息数字化互联互通,形成地层信息与井轨迹信息数字化融合,实现油井全生命周期安全数字化,物资追踪技术保证了区域物资高效共享,也为人员安全提供了保证。物联网技术在海洋钻完井专业的应用是传统石油行业的大胆创新和突破,已取得了初步成果,应用前景广阔。     

渤海边际油田勘探开发一体化探索与实践

渤海边际油田D油田存在储层连通性和底水等储量风险,为解决工程设施建造规模和储量风险之间的矛盾,探井需具备后期转化为开发井生产的工程条件。在前期研究阶段,将勘探和开发统筹考虑,部署2口探井测试评估储量风险,进行试采平台设备改造并应用井口回接等技术实现了探井转化为开发井的可能,优化隔水管数量、简化井口保护架等措施最大程度地降低了工程投资。前期各专业的有效融合成功实现了海上边际油田勘探开发的一体化,使投资做到有的放矢,该研究对于类似油田开发有指导和借鉴意义。     

搬迁修井机进行海上生产井弃井的研究

钻井船实施弃井作业费用高昂,采用修井机实施弃井作业可节省费用,但修井机的设计只考虑修井作业工况,未考虑弃井工况,搬迁修井机实施弃井作业需要进行功能校核及适应性改造。通过对渤海海域修井机筛选,找出从动力来源、井口覆盖等方面满足Q油田W平台作业需求的修井机,并且针对修井机转盘开口太小无法通过大尺寸隔水导管的难题,拆除转盘的旋转单元,加工大尺寸转盘工装,满足隔水导管的拆除作业要求。经作业效率对比和经济性评价,搬迁修井机弃井较钻井船弃井方案可有效节省弃井作业投资。通过可行性论证证明,搬迁修井机弃井方案可满足弃井作业要求,且具有较好的推广前景。     

渤海曹妃甸区块钻井液体系优化研究

曹妃甸区块位于渤海中部海域,自上而下钻遇地层依次平原组、明化镇组、馆陶组、东营组和沙河街组,上部地层强度低,受泥岩水化膨胀和蠕变变形等作用易造成缩径现象,常规钻井液体系抑制性过强,极易造成起下钻困难。探井钻井期间主要复杂情况为起下钻阻卡,占比85.2%。为提升开发井钻井作业效率,改善所采用的钻井液体系与油田地层的适应性,本研究根据岩性特点,结合探井复杂情况分析,提出采用强包被、强封堵改进型PEC钻井液,本体系采用NaCl替代KCl,配合插层抑制剂,可缓解缩径而引起的起下钻阻卡倒划眼困难的矛盾,提高起下钻效率。通过实验研究表明,该体系具有良好的抑制性和封堵性,抗钻屑污染能力强。对现场一口实例应用井进行分析,使用该体系后,流变性优良,倒划眼顺利,效果良好。对减少浅层起下钻阻卡风险,提高起下钻效率具有良好的指导意义。     

封隔器用橡胶密封材料在含H2S和CO2酸性环境中的适应性

随着高温、高压、含H₂S/CO₂油气田的不断开发,封隔器用橡胶材料的服役环境越来越苛刻。为研究橡胶密封材料在高温、高压含H₂S/CO₂环境中的适应性,在高压釜中模拟渤中19-6区块的地层环境,将氟硅、氟碳、氢化丁腈、四丙氟4种橡胶进行耐蚀性实验,采用扫描电子显微镜、电子拉力试验机、邵氏硬度计对橡胶材料暴露在模拟环境中前后的截面微观形貌、力学性能、硬度进行检测。实验结果表明：在模拟环境中橡胶的耐蚀性由高到低为氢化丁腈橡胶、四丙氟橡胶、氟碳橡胶、氟硅橡胶;氢化丁腈橡胶在模拟工况环境中性能最为稳定,这是由于其分子的不饱和键作为可硫化的交联点,在一定程度上增强了其耐腐蚀性能;四丙氟橡胶在气相中力学性能较液相中下降了约75%,CO₂的存在会加剧四丙氟橡胶的H₂S腐蚀;氟碳橡胶和氟硅橡胶腐蚀严重,不适合在该模拟工况下使用。     

JU2000E自升式钻井平台适用海洋环境界限研究

针对JU2000E型钻井平台的压载插桩进行研究,将平台的贯入深度和ABS和CCS两家船级社要求联系起来分析适合该型号钻井平台的海洋气候条件和海洋海底地质情况,定义了表征海洋气候条件的浪及高度的概念,得到JU2000E型钻井平台的作业海洋环境界限,并绘制出相应的图版,依据图版可以方便快捷地分析该型号钻井平台是否满足在特定海域作业的的需求,气候参数和海底地质参数的组合在图版上边的区域表明不适合在该海域作业,处在下方则满足作业需求。