易漏地层的漏失压力分析

漏失压力是地层产生漏失现象和分析井漏事故的重要参数,深入研究漏失压力对安全钻井具有重要的意义。通过分析漏失地层的特点,将漏失现象划分为自然漏失和压裂漏失,并定义和阐述了极小漏失压力概念。以此为基础,分析了易漏地层的漏失机理,以及漏失压力和孔隙压力、破裂压力之间的关系。研究发现,当前破裂压力的预测方法基本上是建立在井壁不可渗滤假设和Terzaghi有效应力模型的基础上,这些模型建立的基本条件与易漏失地层的特点不符,其计算结果必然与实际情况存在偏差;其次,易漏地层漏失类型主要是自然漏失现象。因此,钻井工程设计中需要建立适合漏失地层的漏失压力曲线而非破裂压力曲线,并把自然漏失作为主要的预防对象。     

复杂地层钻井液漏失诊断技术系统构建

井漏不仅是最严重的储层损害方式,而且是钻井工程中长期悬而未决的重大理论和技术难题。诊断并有效控制井漏,要从根本上认识并准确描述井漏三要素:位置、类型及强度。漏失机理及类型诊断是制定科学合理的漏失控制技术的前提。综合利用钻前、随钻、钻后信息资料,描述和表征漏失层性质及参数,进行潜在漏失层预测。建立了钻井液漏失诊断技术系统框架,提出了漏失诊断具体方法,综合室内实验和数值模拟开展裂缝、孔洞的应力敏感性和裂缝传播机制研究,预测漏失通道变形程度和漏失强度,为优选堵漏材料提供理论依据;基于钻时、岩屑、钻井液等工程参数对井漏的异常特征响应来识别井漏,利用实时录井参数来监测并描述井漏状态,提前预测井漏发展趋势;建立了基于漏失发生机理的漏失压力模型,从漏失压力的角度诊断了漏失类型。针对井漏演化过程的认识,初步建立了井漏诊断技术框架,为漏失控制技术提供理论支持。     

复杂地层钻井液漏失诊断技术系统构建

井漏不仅是最严重的储层损害方式,而且是钻井工程中长期悬而未决的重大理论和技术难题。诊断并有效控制井漏,要从根本上认识并准确描述井漏三要素:位置、类型及强度。漏失机理及类型诊断是制定科学合理的漏失控制技术的前提。综合利用钻前、随钻、钻后信息资料,描述和表征漏失层性质及参数,进行潜在漏失层预测。建立了钻井液漏失诊断技术系统框架,提出了漏失诊断具体方法,综合室内实验和数值模拟开展裂缝、孔洞的应力敏感性和裂缝传播机制研究,预测漏失通道变形程度和漏失强度,为优选堵漏材料提供理论依据;基于钻时、岩屑、钻井液等工程参数对井漏的异常特征响应来识别井漏,利用实时录井参数来监测并描述井漏状态,提前预测井漏发展趋势;建立了基于漏失发生机理的漏失压力模型,从漏失压力的角度诊断了漏失类型。针对井漏演化过程的认识,初步建立了井漏诊断技术框架,为漏失控制技术提供理论支持。     

地层自然极小漏失压力研究

通过对地层漏失机理的分析,提出了极小漏失压力的概念,并得出自然极小漏失压力计算模型,表明自然极小漏失压力是自然漏失类型分析的基础判断条件.把漏失压力作为一个相对独立的概念纳入到安全钻井液密度分析中,对于预防井漏事故的发生是十分必要的.在钻井液密度分析中,使用漏失压力曲线(自然漏失压力与压裂漏失压力的集合,或者统称为漏破压力曲线)来替代破裂压力曲线比较全面.     

漏失地层圈闭压力的形成与处置技术

有圈闭或有限圈闭的漏失地层,在进行井漏治理、精细控压作业以及因工艺需要向地层推入钻井液时,大量外部流体进入漏失地层,当漏失量小于外部流体进入量时会形成圈闭压力或短期圈闭压力.现场实践表明形成的圈闭压力依靠地层漏斗压降通过漏失通道延展、地层再漏失释放的时间可能会比较长,且部分井形成的圈闭压力可能会比较高,有的井虽然压力不...     

分析与计算地层渗透性漏失漏层深度和压力的新方法

漏失对油气钻井及固井施工危害极大。针对利用现场常规数据无法用现有模型进行地层漏失信息计算的问题,以追溯漏失过程为出发点,利用非牛顿流体力学、渗流力学原理,研究了渗透性漏失漏层深度及压力计算模型的建立及计算问题。分析了漏失发生时间与钻井液漏失总量及钻头进尺的关系,建立了漏层深度与液体漏失总量的函数关系;依据渗透性漏失机理,建立了漏失压力、漏失流量及漏层厚度间的函数关系;提出了一种新的计算与分析漏层深度与压力的计算模型和方法,并对特定油田区块的漏失问题进行了计算与分析。该方法为准确确定地层漏失信息,合理选择与设计钻井液体系、水泥浆体系、钻井与固井施工参数提供基础。     

漏失压力计算方法研究

为减少井涌现象的发生，提高钻井、固井质量和堵漏一次成功率，开展了漏失压力预测方法研究。根据破裂压力计算模型对漏失压力进行了理论分析，得出了漏失压力计算公式，并给出相关参数的确定方法。利用该计算模型，在杏树岗油田对计算结果进行了实际检测，在喇嘛甸、萨尔图、杏树岗油田又进行了现场实际验证。实践证明，该方法既有一定的现场适用性，又具有较强的理论性，符合率较高，易于在现场实际中推广应用。     

Geoservices地层破裂压力录井及其应用

地层破裂压力录井技术随着石油钻井需要而发展起来,而且越来越显得重要,特别是计算机与综合录井仪联机,实现地层破裂压力梯度随钻实时录井,即随钻进行地层破裂压力梯度、地层压力梯度和当量泥浆密度模拟、计算与图表制作,为钻井井控及时提供十分重要的科学数据,受到用户欢迎。本文主要介绍Geoservices公司的地层破裂压力录井原理、方法及其资料在钻井中的应用,并对该模式的有关问题进行了初探。     

渗透性砂岩地层漏失压力预测模型

为了预测渗透性砂岩地层的漏失压力,提高钻井的安全性。根据塑性流体的本构方程和毛细管渗流理论,分析了钻井液（宾汉流体）在井壁泥饼带、地层侵入带和原地层孔隙中的流动特性,分别建立了井壁有无泥饼2种情况下的渗漏压力计算模型。利用建立的数学模型,对崖城13-1-A15井压力衰竭储层段的漏失压力进行了预测,结果表明:井壁上未形成泥饼时,漏失压力当量密度为0.613 kg/L;井壁上形成厚度1 mm、渗透率小于4×10-5 D的泥饼时,漏失压力当量密度可提高到1.21 kg/L以上。崖城13-1-A15井钻井施工中,采用密度1.10 kg/L的抗高温Versaclean油基钻井液,没有发生井漏。建立的渗透性砂岩地层漏失压力预测模型,可为渗透性砂岩地层安全钻井提供参考。      

裂缝性地层漏失模拟试验研究

裂缝性地层在油气田中普遍发育,由此导致漏失现象也经常发生,如何有效模拟裂缝性地层漏失是个普遍性难题。采用粒径3～5cm具有一定高度的砾石层来模拟地下裂缝性地层;试验结果表明,砾石层可以有效模拟1～2cm的裂缝。同时,利用该方法评价并优选了裂缝性地层堵漏材料,认为单一的刚性材料、纤维材料或片状材料对于裂缝性地层堵漏效果均不理想,刚性材料和纤维状材料以及片状材料复合堵漏效果比较明显。3%粗粒石灰石+3%核桃壳+3%锯末+1%云母,对1～2cm裂缝可以有效堵漏。     

应用NDR计算地层孔隙压力

该介绍了一种现场预测地层孔隙压力的有效方法－ＮＤＲ标准化钻速法。该方法从钻压、转盘转速、及水力学方面对钻井机械钻速进行校正,使其影响因素仅与压差和地层有关,从而使ＮＤＲ能够正确反映在层的可钻性。与地层的压实程度和孔隙破裂程度有关。因此ＮＤＲ可以反映地层孔隙压力的情况。用ＮＤＲ预测地层孔隙压力目前国内录井涉及很少,希望通过该能晚好的预测地层孔隙压力、提高录井服务质量做了一些贡献。     

利用生产数据计算气井地层压力方法优选

气井的地层压力是气藏动态分析(例如产能、控制储量的确定等)不可少的参数,目前计算地层压力的方法较多,但过程较为复杂。针对这个问题,介绍了利用生产数据来估算气井地层压力的4种方法,即流动物质平衡法、产能方程反推法、关井井口压力折算法及类似于不关井测压的方法——流压-产量线性拟合外推法,并对4种方法自身的适用条件以及各自的优缺点进行了简要分析。最后在实例中将这些方法计算结果与实测地层压力对比,综合优选出求取地层压力的最佳方法。     

裂缝性地层H-B流型钻井液漏失流动模型及实验模拟

随着油气勘探开发逐步面向深层、超深层、深水、高温高压高含硫及多压力层系等复杂地层,井漏问题异常严峻,严重迟滞了油气勘探开发进程。因此,开展钻井液漏失诊断研究,揭示钻井液漏失动态行为及其特征,对认识井漏和优化防漏堵漏技术有重要意义。建立了二维平面裂缝H-B流型钻井液漏失流动模型,揭示了钻井液漏失动态行为及其影响因素。研究结果表明,二维平面裂缝的纵横比、裂缝面积、延伸长度、裂缝变形及裂缝面倾角越大,钻井液漏失速率及累积漏失量则越大。钻井液稠度系数及动切力越大,钻井液漏失速率及累积漏失量则越小。利用高温高压钻井液漏失动态评价仪评价了0.5 mm和1mm缝宽的平面裂缝的钻井液漏失行为,与漏失模型模拟结果整体趋势吻合,误差小于25%,表明所建二维平面裂缝钻井液漏失流动模型具有一定的合理性。     

固井前地层漏失压力动态测试方法

准确评价地层漏失压力是低漏失压力井固井防漏施工设计的前提,但目前对漏失压力评价仍缺乏有效的理论计算和现场试验方法,导致固井防漏设计与施工缺乏定量依据。基于宾汉流体在套管与环空内流动的流变学原理,提出通过逐步提高循环排量,增加作用于目标层的动液柱压力实现地层漏失压力测试的方法。该方法根据实时循环立压,结合环空和套管的几何特征关系,可定量计算目标层动液柱压力;结合实时监控进出口钻井液排量,在发生微漏时停止测试,此时对应的动液柱压力即为地层漏失压力,或测试至满足固井防漏需要时停止。现场应用结果表明,该方法便于现场快速测定地层承压能力,为防漏固井设计优化与施工方案调整提供了数据支撑。     

塔中奥陶系碳酸盐岩地层漏失压力统计分析

塔中Ⅰ号坡折带奥陶系碳酸盐岩段在钻井施工时常遇到不同程度的井漏,确定漏失层段的漏失压力是防漏堵漏的依据。通过对奥陶系碳酸盐岩地层漏失井漏失的井深分布、工况、井漏发生率、漏失通道进行统计分析,表明奥陶系碳酸盐岩裂缝和溶洞发育、钻井过程中激动压力过大与地层压力敏感是引起井漏的主要原因。依据漏失压差与漏失速度分布规律,建立了相应的启裂压力模型,确定了地层漏失压力当量密度的计算方法,计算结果与实际情况相符,为防漏堵漏提供了依据。     

裂缝网络地层钻井液漏失模拟

针对复杂裂缝性地层的钻井液漏失问题,基于蒙特卡罗随机建模理论,构建了三维离散裂缝网络地层模型。采用宾汉模式钻井液,建立了考虑裂缝线性变形的裂缝网络地层钻井液漏失模型,并利用有限元法求解该模型,对钻井液漏失行为进行模拟。研究表明,该模型可以进行裂缝内流速、漏失速率及漏失量等动态模拟;近井筒附近裂缝内钻井液流速较高,远离井筒处裂缝内流速较低;经过对数变换后,钻井液漏失速率曲线具有明显的无规律波动现象,与单条裂缝的漏失存在明显区别,可以用于识别裂缝网络地层;裂缝应力敏感性对漏失影响较大,考虑应力敏感性后,钻井液漏失量增加;数值模拟得到的漏失量与理论漏失量十分接近,证实模型可靠度高。现场应用表明,研究成果可有效识别出裂缝网络漏失,并以此采取了合理的堵漏技术方案,堵漏一次成功。      

伊朗北阿地区碳酸盐岩地层漏失压力统计分析

伊朗北阿地区碳酸盐岩地层在钻井和固井作业中频发严重漏失,而揭示地层漏失机理,确定漏失层位的漏失压力是解决的关键。本文依据伊朗北阿地区碳酸盐岩地层漏失数据,利用统计学方法从漏失层位分布、工况、井漏发生率、漏失通道进行分析,初步得出了漏失机理;依据漏失压差与漏失速率分布规律,建立了伊朗北阿地区漏失压力预测模型,并根据现场数据对模型进行了验证。结果表明,伊朗北阿地区碳酸盐岩地层微小裂缝发育,漏失类型主要为渗透性漏失和局部漏失;漏失较为严重的地层顶深在2 800 m~3 200 m,厚度在700 m~1 000 m;漏失压力预测模型应用表明,预测结果与实际情况相符,为伊朗北阿地区防漏堵漏提供了一定依据。     

地层漏失压力研究在哈拉哈塘凹陷的应用

在碳酸盐岩地层中,裂缝和溶洞较发育,若按照地层破裂压力确定钻井液安全密度窗口,极易引起井漏事故.根据漏失发生的不同机理,将漏失压力分为破裂漏失压力和自然漏失压力,并建立了这2种漏失压力的计算模型,据此预测了哈拉哈塘凹陷哈斜1井的漏失压力.利用破裂漏失压力计算模型,预测了哈斜1井新近系、白垩系和二叠系井段的破裂漏失压力,最大误差为3.15％,能够满足钻井工程需要,可将其应用到哈拉哈塘凹陷开发井设计、施工中.利用自然漏失压力计算模型,预测了哈斜1井奥陶系漏失压力,结果与现场实际情况一致,说明该预测模型准确,在哈拉哈塘凹陷开发井设计中,可根据该模型预测奥陶系的自然漏失压力.     

易漏失地层承压能力分析

随着各种复杂地质条件下勘探井作业数量的增多和井深的不断加大,因漏失引起的复杂情况不断增多。为了顺利钻达设计深度,施工中常常需要采用人工承压手段检验和提高上部地层承压能力,以便能用较高密度的钻井液钻至较深的地层。实际的承压作业中,往往会遇到反复承堵但无法提高承压能力的情况,即现场常说的地层抗破裂强度不够。结合现场实践经验,对室内实验结果进行的综合分析表明,地层的承压能力与裂缝的变化情况直接相关,并受裂缝分布形式和分布范围的影响,当裂缝波及范围较小时,处理时应尽可能形成较厚的封堵层;当裂缝波及范围较大时,则应首先在漏失通道中形成阻流带,再尝试采用其他手段逐渐提高承压能力。同时分析了室内模拟实验结果与现场应用结果的差异,探讨了造成差异的原因。     

基于LSTM-BP神经网络的地层孔隙压力计算方法

地层孔隙压力是油气井从设计到完钻过程中重要的基础数据,准确计算地层孔隙压力是保障钻井安全、提高钻井效率的重要前提。为了克服传统地层孔隙压力计算方法精度不足、计算效率不高的问题,本文考虑到钻井与地层沉积均为序列性和非线性过程,提出了将长短期记忆神经网络(LSTM)和误差反向传播神经网络(BP)相结合计算地层孔隙压力的方法,利用LSTM层提取钻-测-录多源数据中的序列性特征信息,经过BP层构建特征信息与地层孔隙压力之间的非线性映射关系。通过对油田现场钻测录数据进行清洗并综合相关性分析和钻井经验知识优选了18种输入参数,对LSTM-BP地层孔隙压力计算模型进行训练和测试,并采用网格搜索法对LSTM-BP神经网络模型的5种模型超参数进行了优选,效果最优的单井计算模型和邻井计算模型的平均绝对误差分别为4.92 MPa和2.34 Mpa,均方根误差分别为6.65 Mpa和3.03 Mpa,平均相对误差分别为4.36%和8.31%。最后与传统BP模型、LSTM模型和支持向量机(SVM)模型的最优结果进行对比,结果显示,本文所建立的LSTM-BP神经网络模型精度均高于BP模型、LSTM模型和SVM模型...