南海流花超大位移井井壁稳定性分析

大位移井钻井的主要技术难点之一是如何保持井壁稳定,井壁稳定与否是关系到一口井成败的关键。利用流花油田已钻井的测井数据,采用EATON法分析了流花油田孔隙压力,得出该油田的孔隙压力为1.02~1.04g/cm3;利用声发射凯塞尔效应法对取自流花11-1油田的岩心进行了地应力测定;应用已钻井测井资料并结合录井岩性剖面对流花11-1油田地层强度进行了计算分析。在此基础上定量分析了该油田在超大位移井钻井过程中泥页岩地层和灰岩储层的井壁稳定性,并得出了地层破裂压力、坍塌压力随井斜角和方位角的风险分布规律以及安全钻井液密度窗口。现场应用取得了较好的效果,为超大位移井的井壁稳定性控制提供了科学依据。     

南海西江大位移井钻头选型技术研究

优选出与钻进地层相适应的钻头,无论对安全钻井还是对钻井总成本的控制都具有重要的意义。应用效益指数法对研究区块钻头进行初选,然后结合地层岩石力学参数评价结果优选出与地层相适应的钻头。编制了地层抗钻特性评价及钻头选型软件。利用该软件对西江24-1油田测井资料进行处理,优选出了西江大位移井各层段钻头型号。研究结果表明,该方法简单有效,适合现场应用。     

海洋大位移井井壁力学稳定性研究

大位移井的井壁稳定对海洋油气开发过程中的正常钻井十分重要。文章从大位移井井壁稳定的岩石力学机理出发,分析大位移井井壁围岩的应力状态,根据地壳岩石的特性建立了海洋大位移井井壁稳定的各向同性线弹性力学模型,并根据库仑—摩尔强度准则和最大拉应力破裂准则给出了大位移井井壁坍塌、井壁破裂的条件。利用VisualBasic语言编制了Windows环境下的大位移井井壁稳定分析计算软件,利用该软件分析了影响大位移井井壁稳定性的因素,并定量计算大位移井的井壁坍塌压力。对东海某气田的实际资料进行计算处理表明,大位移井井壁坍塌压力与井斜度和井斜方位角有着直接的关系。大位移井井壁坍塌压力随井斜角与井斜方位角的变化规律主要由地层的原地应力状态决定。     

大斜度井水平井井壁力学稳定性技术现状

井壁不稳定是大斜度井和水平井钻井中必须考虑的问题，文中从力学方面对井壁稳定性技术现状进行了回顾，主要包括岩石破坏形式、井壁周围应力状态方程、岩石强度准则、岩石破坏模式和方法等几个方面。介绍了井壁力学稳定理论的现场应用方法和应用情况。     

南海西江大位移井钻头选型技术研究

优选出与钻进地层相适应的钻头，无论对安全钻井还是对钻井总成本的控制都具有重要的意义。以往单凭钻头使用效果或单一的地层岩石力学参数进行选型不足以反映钻头的实际使用情况，把2种因素结合起来进行钻头选型，由于模型中考虑的参数较多，计算复杂，并且有的参数不易获得，不利于现场推广应用。     

确保大位移井稳定性的分析、实践及控制措施

大位移钻井（ERD）的钻进长度变得更具有挑战性时,井壁稳定性保障技术（无论是在前期准备阶段还是实施阶段）也以同步的速度在向前发展。在与地层成高角度钻进过程中井眼周围岩石崩落的理论认识和预测能力上的新进展,解决了在复杂地质条件下遇到的问题。钻进过程中把新的理论认识结合到了实时诊断和监测措施之中,为在复杂地质条件下钻进大位移裸眼井的稳定性提供了技术保障。     

南海西江大位移井摩阻和扭矩数值分析研究

井下摩阻和扭矩,是影响大位移井设计与施工的2个关键因素。对三维井眼中管柱单元进行受力分析,建立了通用的井下摩阻和扭矩计算模型和算法,并开发出大位移井摩阻和扭矩的数值计算软件。该软件在南海西江大位移井钻井和下套管作业案例分析中得到成功应用,对井下摩阻和扭矩进行了数值模拟计算及预测分析,获得较好的结果,并可在今后的大位移井工程中推广应用。     

南海西江大位移井定向控制技术研究

对南海西江大位移井的定向控制技术进行了分析研究。在南海西江大位移井定向钻进控制中,综合使用了滑动导向马达及旋转导向工具2种钻井系统。当使用滑动导向马达时,虽然可实现水平位移超过8km的大位移井导向钻进目标,但施工难度较大,要求必须通过数值模拟来精心设计底部钻具组合;当使用旋转导向工具时,则可顺利实现大位移井的自动导向控制,并且可获得较高的控制质量。综合考虑技术与经济两方面因素,在钻进大位移井的小位移井段时,可使用滑动导向马达通过复合钻进实现井眼轨迹的连续导向控制,而在钻进较大位移井段时,则宜使用旋转导向工具进行自动旋转导向控制钻进。应根据井况对大位移井定向钻进进行变换控制。     

南海西江大位移井钻完井工艺分析研究

南海西江大位移井工程是国内海洋石油开发方案中的一个成功模式,为高效开发海洋边际油田闯出了一条新路。以南海西江已钻6口大位移井的工程资料为基础,结合有关的理论分析与科学计算结果,深入分析和总结了南海西江大位移井钻井与完井工艺的技术特点和成功经验,主要研究内容:井身剖面及井身结构设计,井下扭矩/摩扭预测与控制,井眼轨迹导向控制,井壁稳定与井眼清洁,下套管作业,钻头选型以及相应的完井与诱喷等工艺。这套钻完井工艺,不仅具有科学的理论依据,而且经过现场应用,验证了其具有重要的参考价值。     

大位移井井壁稳定机理及安全密度窗口分析

从井壁稳定的岩石力学机理出发,分析大位移井周的应力分布规律,建立大位移井井壁稳定的力学模型.根据库仑一摩尔强度准则和最大拉应力破裂准则,计算大位移井的井壁坍塌压力与泥浆安全密度窗口.利用Visual Basic语言编制了大位移井井壁稳定分析计算软件,分析影响大位移井井壁稳定性的因素,并计算大位移井的井壁坍塌压力与泥浆安全密度窗口.采用某油田的实际资料,计算出在不同井斜角和井斜方位角下的坍塌压力与泥浆安全密度窗口.计算结果表明,大位移井井壁坍塌压力、安全密度窗口与原地应力状态、井斜角和井斜方位角有直接关系,并提出了最优的井眼轨迹设计方案.     

孔隙流体对井眼稳定的影响

应用固体力学方法推导了孔隙弹性体方程，由渗流力学理论得出孔隙流体压力分布。用有限元方法进行应力分析及设计保持井眼稳定的泥浆密度。本文给出的计算公式对选择完井方式也有指导意义。     

川西须家河组地层井壁稳定性测井评价

针对井漏、井壁坍塌、井喷等现象,分析川西须家河组井壁失稳原因.钻井井壁失稳最基本的原因在于钻井中泥浆密度使用不合理,钻开地层后在井眼周围形成应力集中,钻井液性能不足以有效平衡井壁应力而引发井壁失稳.利用测井资料计算了岩石力学参数,在此基础上计算地层应力、三压力(地层压力、破裂压力、坍塌压力),分区分层位确定合理的安全泥浆密度窗口.根据计算与研究成果,共设计了3口井共计11个层位的钻井液密度安全窗口建议值,有效指导了钻井工程设计.     

流花油田地层岩石力学参数评价及钻头选型技术

钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井成本起着重要作用。应用改进的经济效益指数法对流花LH11-1区块的钻头使用效果进行了评价,结合地层岩石力学参数评价结果优选出了与流花LH11-1区块地层相适应的钻头型号。改进的经济效益指数法考虑了钻头磨损的影响,从而使评价结果更加客观合理。由于没有搜集到按垂深进行地层划分的数据,提出了按照地层岩石力学性质进行地层分层的新方法,该地层分层方法首先将地层的多种岩石力学性质进行聚类分析,然后根据层内离差平方和最小,层间离差平方和最大的原理进行地层划分,此种地层划分方法对于钻头优选、钻进参数优化以及合理制定钻进措施等具有重要意义。现场应用结果表明,文中给出的钻头选型结果和地层分层方法是合理的,能够在大位移井中应用。     

椭圆形井眼及其稳定性的研究

在圆形井眼周围岩石应力分布及井壁岩石变形的计算中,得到了椭圆形井眼的曲线方程。从理论上解释了椭圆形井眼的成因。提出了用椭圆形井眼长短轴半径和地层的力学参数来计算地层应力的新方法;进而通过对椭圆形井眼周围岩石应力分布的分析,对不同岩性的地层确定了不同的井眼稳定性条件。(?)此基础上,提出了在保持井壁稳定的条件下实行近平衡钻井的原则以及为此所需的泥浆密度使用范围。这对于保护油气层、降低钻井成本及提高钻井质量都具有指导意义。     

井壁稳定地质力学分析

系统分析了各种地质力学参数、井眼剖面参数对安全钻井液密度窗口的影响规律,这些参数有井斜角、方位角、原地应力状态、抗拉强度、抗剪强度、地层孔隙压力、有效应力系数和钻井液液柱压力对地层强度的影响等。同时研究了各参数定量变化对安全钻井液密度窗口影响的敏感性,为提高地层三个压力剖面预测精度进一步开展工作指明了方向。     

硅酸盐抑制性及稳定井壁机理探讨

硅酸盐钻井液是一种抑制性能优良、环境相容性好、成本较低的水基钻井液体系。国外近年研究应用较多,而国内研究应用相对滞后。通过抑制性实验、针入度实验及凝胶生成等实验研究,认为该体系稳定井壁机理是:堵塞泥页岩孔隙和微裂缝,阻止滤液进入地层;抑制页岩中粘土矿物水化膨胀和分散;硅酸盐与地层粘土矿物发生化学反应生成利于井壁稳定的新矿物;配合使用的高浓度氯化钠或氯化钾的协同稳定作用。     

川东北地区陆相地层井壁稳定性测井分析

川东北地区的工程地质特征复杂,陆相地层井壁失稳现象严重,给钻井工程施工带来了很大困难.结合岩石力学理论,对该区岩心实验数据、测试资料、刻度测井数据进行研究.形成该地区井壁稳定性测井评价方法,建立岩石弹性参数、地层应力、三压力、钻井液密度安全窗计算模型及参数剖面.确定川东北地区影响井壁稳定性的地质因素主要为岩性复杂多变、裂缝发育和纵向多套压力系统等.研究成果在实钻井中获得较好应用效果,为解决该地区陆相地层的钻井井壁稳定性问题提供重要技术支撑.     

钻井过程中煤层井壁失稳数值模拟研究

煤岩强度低、节理发育的特性使煤岩坍塌与泥页岩坍塌在机理上有本质的区别.研究发现,当节理渗流压力小于某一定值时,煤岩节理最大位移、剪切位移呈线性变化;当节理渗流压力大干该定值时,节理位移呈级数增加.针对这一现象,应用流固耦合计算比较渗流和非渗流状态下不同钻井液密度下的煤岩节理位移,确定煤层防塌的合理钻井液密度,为煤层井壁...