气体钻井空井压井井筒气液两相瞬态流动数学模型

气体钻井钻遇高压、高产气层后往往要进行压井作业,空井压井期间,随着压井液的注入,井筒环空气液两相流动与地层渗流产气发生耦合作用,目前国内外对此研究都很少。为此,基于地层瞬态渗流理论和井筒气液两相流动理论,建立了气体钻井空井压井过程中地层瞬态产气与井筒气液两相瞬态耦合流动数学模型及其数值求解方法。实例模拟计算结果表明:(1)气体钻井空井压井是由气相空井筒—瞬态气液两相流动—纯压井液井筒的物理过程,同时也是一个地层瞬态渗流与井筒气液两相瞬态流动耦合的过程;(2)成功的压井作业需要井口回压、泵排量、压井液密度等关键参数的共同配合,其中控制好井口回压是保证压井作业获得成功的关键。结论认为,研究成果首次量化了气体钻井压井过程,对气体钻井空井压井施工参数的优化设计具有指导意义。     

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直推法压井气井钻井液喷空后在井口装置可以关井、井内无钻具不能进行循环压井的情况下，综合考虑井口井下条件、地层压力恢复特笥和压井过程中的动态压力控制等因素的一种空井压井方法，该方法的关键是要掌握井内压井液液柱压力建立速度在井后地层压力恢复速度之间的关系，确定出套压变化的转折点，即压井是的最大套压值，以此作为压井的边界条件，设计合理的压井程序。经三口井的现场压井资料验证，理论计算结果与实际压井数据基本     

动力压井法理论及适用条件的分析

动力压井法是隶属于非常规井控的一种压井方法,主要是借助于环空流动压降来平衡地层压力,其实质就是使井底流动压力大于或等于地层压力而不超过地层破裂压力.通过全面分析其应用条件和影响因素表明,动力压井法是一种简便、安全、快捷的压井方法,它能解决现有的建立在直井基础上以”泵送模式“作为基本理论的常规压井方法(司钻法和工程师法)所不能处理的许多井喷和溢流问题.动力压井法的应用受到地层压力和现场机泵等条件的限制,根据地层压力和地层破裂压力的关系,得出了动力压井法能否应用的综合判别式,对于现场机泵条件的限制,提出了许多切实可行的措施和建议.     

动力压井法理论及适用条件的分析

动力压井法是隶属于非常规井控的一种压井方法，主要是借助于环空流动压降来平衡地层压力，其实质就是使井底流动压力大于或等于地层压力而不超过地层破裂压力。通过全面分析其应用条件和影响因素表明，动力压井法是一种简便、安全、快捷的压井方法，它能解决现有的建立在直井基础上以“泵送模式”作为基本理论的常规压井方法（司钻法和工程师法）所不能处理的许多井喷和溢流问题。动力压井法的应用受到地层压力和现场机泵等条件的限制，根据地层压力和地层破裂压力的关系，得出了动力压井法能否应用的综合判别式，对于现场机泵条件的限制，提出了许多切实可行的措施和建议。     

气井泥浆喷空后的压井

气井泥浆喷空后的压井，如果压井方法不当，措施不正确，不仅会导致压井失败，浪费人力、时间和材料，而且对油气产层还可能造成严重污染和损害。对于气井泥浆喷空后的压井，现在还没有一种比较成熟的方法，仍是根据经验来确定各压井参数和制定压井工艺措施，成功率不高，其结果往往导致压井失败或将地层压漏。在详细分析气井泥浆喷空后压井过程的基础上建立了平衡点的概念和环空气液两相流模型并结合现场实践经验，提出了气井泥浆喷空后各压井参数的计算方法以及压井施工工艺措施。     

湿沥青地层控压钻井技术先导试验及效果评价

伊朗Ｙ 油田地层湿沥青侵入井眼的机理复杂,部分井井漏、井涌共存,常规钻井风险大。为解决湿沥青地层存在的钻井问题,制订了控压钻井技术方案。在Ｓ３ 井控压钻井先导试验过程中,分别进行了控压钻进、短程控压起下钻、控压接立柱、控压循环封堵等工艺的现场试验。结果表明,控压钻井技术能够为井口提供安全屏障,实现不停钻压井,环空带压钻进,为解决含酸性气体湿沥青地层的钻井问题开辟了新的技术途径。     

M3井井漏原因分析及录井监测预防方法

在多年录井实践及综合研究的基础上,以M 3井下技术套管后循环钻井液时发生的井漏为典型实例,系统分析研究了钻井液静液压力、正常钻进时环空压耗、套管外循环钻井液时环空压耗等求解公式和方法,求证出在套管外循环钻井液时,由于环空较小,较大的钻井液排量产生了较大的环空压耗,是导致井漏的主要原因。就如何借助综合录井实时采集参数多、智能化等优势,实时监控、预测地层压力、地层破裂压力,实时计算出不同钻井液排量下的环空压耗,实时预测发生井漏的最小钻井液排量等,提出相应解决思路。由此得出的结论表明,充分利用好工程录井技术,可减少井漏事故的发生。     

川渝地区窄安全密度窗口天然气深井固井新技术

川渝地区钻探作业中,长裸眼井段、多压力层系并存、安全密度窗口窄、井漏和溢流共存现象较为普遍,因而固井面临漏失低返、顶替效率低下以及固井后环空带压影响固井质量和井完整性等问题.通过应用精细控压固井新技术,准确掌握地层压力和漏失压力、精确计算固井下套管与泵注期间环空动当量密度,量化作业窗口区间值,使井筒静液柱压力与井口动态...     

抽油井不压井工艺技术在吐哈油田的研究与应用

吐哈油田地层压力低，层内脱气造成抽油井气液比上升，出现了大批的低压、高气液比抽油井，针对这类油井维护作业地层易污染、产量恢复周期长的问题，开展抽油井不压井作业技术研究与推广应用，共完成有杆泵不压井检泵26口、自喷井不压井转抽作业5口，成功解决了油套环空和油管内部的密封问题，避免了外来液体大量漏入油层，作业后无需产量恢复期，对地层无损害。     

空井压井方法计算的完善和应用

在“平衡点”空井压井方法的基础上提出了“等效平衡点”的概念。在等效分析的前提下,将空井压井分为三个阶段。又针对空井压井中出现立压负值问题,提出了两种解决方法。     

新型环氧树脂在四川壳牌区块弃井项目的应用

气井环空带压问题是全球普遍存在的问题,四川壳牌项目是高温高压气井,部分井由于生产或固井等原因造成A、B环空带压,永久弃井要求至少设置两道永久井屏障,必须治理环空带压问题。其中少数井采用多次挤水泥封堵效果较差,水泥浆在治理环空带压问题存在极大困难。新型环氧树脂具有穿透微间隙能力强、抗压强度高、韧性好等特点。采用阶梯式挤注环氧树脂的方式,在四川壳牌区块的多口井成功封堵环空气窜,治理环空带压问题,为四川壳牌区块弃井项目解决了关键问题,为以后治理环空带压和提高井筒长期完整性提供了借鉴。     

环空底部加压固井技术的研究与应用

江苏油田老区由于多年的注水开采,地层压力紊乱,钻井施工中易引发油气侵、溢流,同时固井候凝期间的水泥浆失重也会诱导油气侵和溢流的发生,对固井质量影响较大。研究应用了环空底部加压固井技术,固井碰压后,首先坐封封隔器封闭下部环空,再通过套管内加压对环空注入一定量的水泥浆,保持套管外环空憋压候凝。该项技术共完成7口井现场试验,后5口井连续获得成功,固井质量优质。     

库车山前大尺寸套管固井技术

针对库车山前大尺寸套管环空带压的问题,结合现场资料和室内试验评价,分析了大尺寸套管环空带压产生的原因,并在此基础上,通过强化井筒,提高管柱居中度,增加浆体摩阻级差和壁面剪应力,严格要求水泥浆稠化、过渡和起强度时间,细化憋压候凝程序等措施,形成了快速封固、全程压稳的大尺寸套管固井技术。研究发现,分级固井方式对复杂工况的处置有限,顶替和压稳措施针对性不强,导致大尺寸套管固井窜槽严重,未压稳地层高压流体,造成一次固井质量差,从而引起库车山前大尺寸套管环空带压。大尺寸套管固井技术在库车山前成功应用6井次,整体固井顶替效率达到95%以上,水层段固井质量合格率大于90%,固井质量良好,具有一定的推广应用价值。      

新型地层测试井下关井阀的开发应用

针对常用的MFE、LPR-N、RD安全循环阀等井下测试关井阀在高温高压井地层测试中存在的问题,研制了新型地层测试井下关井阀。该阀将井下关井和循环压井分开进行,保证了井下压力计在录取关井压力恢复数据时免受干扰;采用球阀结构,并重新设计了球体与球座间装配预紧力的产生方式,使阀的密封严密;环空加压的操作方式也简单可靠。经现场应用证明,新型关井阀关井可靠,密封严密,取得了合格的地层压力恢复资料。     

窄压力窗口井段精细控压压力平衡法固井设计方法与应用

四川盆地复杂深井、超深井钻进受套管层序的限制,同一裸眼井段通常钻遇多个压力系统,纵向地层出现窄安全密度窗口,虽然钻井常采用控压钻井(MPD)技术保证了安全有效钻进,但也给下部小间隙尾管固井带来了巨大的挑战,因而开展既能满足四川盆地小间隙尾管固井质量又能保证窄度安全密度窗口地层固井安全的固井工艺技术研究具有重要的现实意义。为此,在借鉴控压钻井成功应用的基础上,提出了精细控压平衡压力法固井技术:在注水泥设计时将环空流体静液柱压力设计为欠平衡(略低于地层孔隙压力),然后利用精细控压钻井装置MPD在井口节流产生回压或施加井口补偿压力,使注水泥过程通过井口压力和流体在环空的流动摩阻达到平衡孔隙压力,注水泥结束后环空继续施加一定的补偿压力,防止静压不足与水泥浆失重造成候凝期间环空窜流。四川盆地某探井(超深井)应用该技术后,全井段固井水泥胶结合格率为97%,胶结质量优的井段为76%。结论认为,该技术无需增加其他设备,仅借助控压钻井的设备就能实现高顶替效率下的固井施工安全和固井质量提升。     

深水压井井筒瞬态传热及复杂流动行为研究

在深水压井循环期间,随着压井液的循环,井筒瞬态温度场不断变化,导致环空多相流动行为变化复杂,进而影响压井过程中的井筒压力分布.为快速准确地预测深水压井过程中不同循环时间和压井排量下的井筒瞬态温度分布,基于能量守恒原理,综合考虑压井液、钻杆、环空、地层、海水以及隔水管之间的热传递,建立了深水压井过程中井筒瞬态温度场解析模...     

挤压法压井计算与应用

挤压法压井是在不能建立正常循环时实现井控的一种有效方法,它的基本思路就是在井口设备、套管抗内压强度、地层破裂压力等所有因素安全的前提下进行压井施工,在井口将压井液通过环空或钻柱泵入到井内,将井内溢流气体或混合流体压回地层并重新建立循环。根据在挤压法压井的原则,总结了挤压法压井应用条件和注意事项。根据挤压法压井原理进行了理论推导,建立了相关参数的数学模型,并编制了计算程序。实例计算表明,所编制挤压法模拟计算程序计算结果正确,可用于挤压法压井模拟计算。      

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压井是试油中经常采用的一项工艺技术，多年来对于压井暂闭通常是采用重泥浆压井，有时还在井内加注一个水泥塞。对于压井酸化、通常是在井底压降较大的情况下进行。过去的这种压井方法不仅对地层造成了较严重的污染，而且在些井还造成了严重的工程事故，耗费了大量的人力和财力。为了防止这些问题的发生，着重针对四川碳酸盐地层高压高产气井的压井暂闭、常规压井酸化增产措施中防止地层污染、防止工程事故的问题进行了研究。从实际     

孔雀亭B2H井卡钻事故处理与认识

孔雀亭B2H井在φ212.725 mm井眼钻井施工中因地层垮塌埋钻具造成了卡钻事故,在处理本次事故中,采用大吨位活动钻具、蹩扭下压、带压上提、机械震击等手段均未能解卡。现场结合钻具在井眼中状态、地层及套管承压能力,采用环空打压的方式,最终成功解卡。环空打压方式的使用,拓宽了卡钻事故处理方法,为后续同类型事故的处理积累了经验。     

从典型井喷案例谈一次循环法压井工艺

一次循环法压井方法（即工程师法、等待加重法）是常规压井方法,但在应用中常因套压控制不当等原因,导致压井失败。以元坝272-1H井和清溪1井压井作业为例,分析认为对井内压力平衡问题认识不到位、套压控制不当、压井排量不合理等是导致一次循环法压井失败的主要原因,并以井内压力平衡控制为基础,给出了环空仍然有钻井液和环空喷空2种情况下的一次循环法压井参数计算方法与压井工艺,该压井工艺在HF203井井喷压井中进行了成功应用。研究与应用表明,基于井内压力平衡的一次循环法压井工艺,对于能够正常循环的溢流井喷,具有非常好的可操作性,能够实现快速压井成功。