煤层气直井井筒环空压力模型

为实现煤层气直井排采各阶段井筒环空压力分布的计算,为煤层气井的控压排采提供指导。结合国内煤层气井的生产实际,研究了以油管排水、环空产气为生产方式的煤层气直井,在排采各阶段的井筒内流体分布状态。提出了环空内的纯液流仅出现于煤层气解吸产出前;气液两相流阶段的环空内仅产生泡状流与段塞流;环空内气体上升不携液。基于此,采用水动力学方法,建立了3个井筒环空压力模型,分别为环空液体单相压力模型、环空气液两相压力模型以及环空气体单相压力模型,并给出了模型间的过渡条件及模型求解步骤,从而实现煤层气直井排采各阶段的环空压力分布计算。经41口井、共71组实测数据验证,所建立的3个环空压力模型,其计算结果与实测值的平均误差依次为:2. 70%,7. 96%及3. 80%,对煤层气直井井筒环空压力的计算具有一定准确性与实用性。     

气体钻井井筒常见复杂及技术对策探讨

气体钻井是利用气体代替钻井液作为循环流动介质进行的钻井作业,气体钻井的优点有机械钻速高、有效保护和发现油气层、防止井漏和粘附卡钻等,同时,因其具有密度低、粘度低、环空流速高、对井筒施加的压力低等特性,实施过程中易出现钻具阻卡、地层流体侵入等复杂;通过浅析气体钻井井筒常见复杂发生的原因,提出了相应的技术对策。     

东胜气田刘家沟组易漏地层随钻防漏技术研究

东胜气田刘家沟组钻井井漏频发,钻井液漏失量大,井漏治理效率低,导致钻井周期长。借助地质和测井资料、电镜扫描等方法,分析刘家沟组裂缝宽度,明确裂缝型井漏机理。统计刘家沟组漏失数据,基于漏失速率与压差关联性,经数据拟合建立漏失压力预测模型,绘制东胜气田漏失压力横向分布剖面,为钻井防漏技术优化提供定量依据。基于循环压耗、激动压力计算模型,形成井筒压力预测方法,分析循环排量、机械钻速、下钻速度和钻井液性能对井筒压力影响规律,进而优化钻井参数。优选刚性颗粒、纤维材料和片状变形材料,优化粒径级配和组分配比,开发随钻预承压堵漏体系,砂床承压能力可以达到7 MPa以上。经现场应用,东胜气田水平井漏失率由57%降至25.7%,平均单井钻井液漏失量减少80.6%,平均单井漏失次数减少88.1%,助力钻井周期缩短。     

水平井优快钻井技术研究与认识

水平井一直是勘探油气资源的重要技术手段之一。随着国内对油气资源需求的逐步增多,水平井钻井施工面临更加复杂多变的地质情况。在一些复杂地层施工时,钻井液漏失、井壁塌陷、气侵和井涌等成为钻井过程中不得不面对的问题。复杂的地质情况导致机械钻速大幅下降、钻井作业成本迅速增加,高效率低成本的水平井钻井技术是应对上述难题最有效的方案之一。从钻井设计优化、工程技术措施配套和钻井液体系优化三个方面进行研究,以期为提高机械钻速和钻井技术水平提供技术支持。     

低渗气藏气体钻井关键技术研究

根据川东北元坝陆相地层岩石内聚力和原始地层坍塌分析,从气体钻井条件下井壁稳定性分析入手,开展井壁坍塌风险评价、井下安全评价和气体钻井提速潜力评价,通过建立岩石坍塌密度剖面,计算井筒环空压力分布和岩屑浓度,量化井底岩石可钻性级值,评价了元坝地区气体钻井提速潜力。     

井筒内煤粉对单相流煤层气井井底流压的影响

根据煤层气井井底流压的分段计算方法,考虑井筒内煤粉含量和流体流动对井底流压的影响,建立了上行气固两相压差模型和下行液固两相压差模型,给出了考虑井筒内煤粉和流体流动的井底压力计算方法,并分析了井筒内煤粉对井底压力的影响,结果表明:井筒内煤粉对煤层气井井底压力的影响不可忽略。通过实例分析,当井筒内煤粉含量为3%时,由煤粉和流体流动引起的压差最大为0.147MPa,平均压差为0.13MPa。根据实测的井底流压通过该计算方法可以反求井筒内煤粉的含量,即根据井底压力的变化可以监测井筒内煤粉浓度的变化;依据煤粉排出量,可以得到未排出煤粉的量,进而估算未排出而沉积井底的煤粉量,得到埋泵所需时间,为修井作业提供参考。     

地热井钻井液对井壁温度分布的影响研究

地热井钻井作业时,井深越大,井眼温度越高,给钻探施工造成的难度越大,因此有必要研究井内循环温度分布。通过分析钻井液循环时热量传导过程,利用井筒温度控制方程,结合雄安新区地热井工程实例中的各项参数,使用全隐式有限差分法求解方程,求解井内钻井液循环时各部分的温度分布。且通过方程模拟研究了钻井液的密度、粘度、排量等工程参数对井壁温度分布的影响,结果表明:钻井液密度、粘度、排量越大,井壁温度越低,井底附近的井壁温度降低幅度越大,其中钻井液的排量改变对井壁温度分布的影响最大。模拟研究结果对于现场施工设计有一定的参考价值。     

影响气测值因素的研究及探讨

电动脱气器是影响气测全烃值高低的因素之一，电动脱气器的结构差异、安装调试、样品泵抽气量、液面高度以及钻井液性能、钻井速度、井眼尺寸、钻井液排量都会对气测值产生影响，通过试验分析了气测值影响因素，提出现场工作建议。     

粒子冲击钻井粒子悬浮携带技术

粒子冲击钻井是近几年发展起来的一种新型钻井技术,特别适合钻深井硬地层。粒子冲击钻井使用的硬质钢粒不同于常规钻屑,其在钻井液中的正常循环是实现粒子冲击钻井的基本条件,为保证钢粒的安全应用,需要对它的悬浮和携带进行专门计算和探讨。分析了粒子悬浮携带参数的计算方法,给出了计算实例。结果显示:钻井液密度一定时,钢粒半径增大,最小排量和安全接单根所需要的最少循环时间随之增大;粒子半径一定时,钻井液密度增加,最小排量和安全接单根所需要的最少循环时间减少。     

气体钻井注气模型优选及设备优化配置分析

计算气体钻井注气排量的方法主要有最小动能法和最小速度法。通过对这两种方法的分析,优选出最小动能法并对812 in井眼不同井深所需注气量进行计算,同时对影响气体钻井设备配置因素进行分析,最终得出不同条件下气体钻井设备优化配置,为气体钻井经济化施工提供科学依据。     

考虑气体压缩性的充气钻井井底压力计算

为了降低钻井液静液柱压力,快速有效地进行钻井施工,向钻井液注入气体是常用的方法,介绍了注入气体后井底压力计算的方法,建立了环空多相流计算模型,通过对多相流有关参数的计算,采用分段叠代的方法计算各个参数,充分考虑了气体的压缩性,从而提高了井底压力计算的精度.在此基础上进行计算机编程,计算结果表明该模型有一定的应用价值.     

影响气体钻井注气排量因素分析

计算气体钻井注气排量的方法有最小动能法和最小速度法,应用最小动能法对气体钻井注气排量影响因素进行了量化分析,对大庆油田深层气体钻井注气排量进行了计算,得出一些指导气体钻井的有益的结论,对进一步深化和完善气体钻井注气排量理论研究以及现场应用具有重要的现实意义.     

钻井液排量优选及其应用

钻井液排量大小直接关系到井眼净化、井壁稳定、钻井速度及井下安全,合理选择排量十分重要.给出了钻井液排量的合理选择原则及与钻井液排量有关的有关参数计算方法.利用编制的计算机软件,对胜利油田CB30A-2井的有关参数进行了计算,利用计算结果对存在问题进行了分析,对钻井液排量及时进行了调节,有效地解决了起下钻阻卡和沉砂问题,保证了钻井作业的顺利进行.     

煤层气井井筒流动状态研究

煤层气井在开采过程中必定经历气液两相流动阶段,气液两相流动的结果,必然导致煤层气藏压力动态发生变化。论文针对生产井井筒气泡段现象进行描述,分析其产生原因,以及如何通过套压、流量、产量等参数变化识别气泡段;适当控制套压对初见气时井筒流动状态以及气泡段的影响;不同套压对井筒流动状态和对气泡段的影响;针对不同生产阶段的井,依其状态优选合理的套压,总结出煤层气井生产过程中,井筒内气液两相的流动规律,定量地研究井筒内气液两相各参数相互之间的影响和变化,以及这些变化对井筒流态稳定性的影响。     

水平井井眼清洁影响因素研究

水平井作为一种高效的油气开采技术,已广泛应用于常规油气藏、页岩气、煤层气等油气资源的开采中。但在井下高温高压环境下,水平井的井筒清洁效率,是水平井能否顺利施工的关键因素之一。井筒清洁效果差会增大钻具的摩阻和扭矩,严重的还会造成卡钻,从而大幅度增加非钻井生产时间。通过对机械钻速、井眼尺寸、偏心率、钻柱转速、钻井液流动形态、钻井液流速和岩屑尺寸等多个因素进行分析,给出了不同因素对井眼清洁效率的影响。     

控压钻井井筒数学模型研究

对控压钻井过程中的井筒数学模型进行了简要分析,指出井底环空压力的计算是该数学模型的根本目的,而通过环空的推导方法要比通过钻具内的推导方法更容易实现,计算环空压力的核心就是计算环空压力损失,这里根据具体情况分段计算,最后累加获得环空压力损失,进而得到井底环空压力,并将其计算结果与实测值进行了比较,计算精度满足工程需要。     

我国钻井液净化和不落地系统现状与对策研究

当前由常规钻井液振动筛、除砂器、除泥器、离心机的组成四级净化系统不能很好地满足当前钻井工艺对钻井液固相控制的要求,而且存在系统复杂、能耗高、大量细小有害固相难以从钻井液循环系统中分离出来、分离出来的钻屑等固相含水率高等问题。而国内主要采用板框压滤机为主或串联振动干燥筛为主的旁通型泥浆不落地系统,存在占地面积大、设备配置多、能耗高、劳动强度大、需要人员多等技术经济效益不高问题。为此,提出一种钻井液固相控制与钻屑随钻处理一体化系统,既能对钻井过程中进行钻井液高效固液分离和固相控制,满足钻井工艺要求;同时也能直接对钻屑浓缩脱液干化、液相回收利用,满足泥浆不落地的随钻处理要求,显著提高现有固控系统及泥浆不落地的经济性、有效性,实现了"全井筒、全排量、全过程"条件下钻井废弃物随钻过程减量化。     

钻柱内钻井液密度对钻柱横向振动的影响分析

在钻井过程中,钻柱振动很容易发生,强烈的振动将引发钻井事故。钻柱横向振动危害较大,影响因素比较多。从理论上分析了钻柱内钻井液密度对钻柱横向振动频率的影响规律,为现场计算钻柱共振转速提供依据,减少钻柱剧烈共振发生。根据最小作用量原理,采用欧拉法建立了考虑钻柱内钻井液密度影响的钻柱横向振动微分方程,得出了钻柱横向振动频率数学模型,分析了钻井液密度对频率的影响规律。并用ANSYS软件建立振动模型模拟分析钻柱振动,求解出振动频率,与模型计算结果规律基本一致。     

基于井内实时水力学模型的环空压力计算及分析

实时水力学模型是现代钻井工程用于预测井下情况最重要的方法之一,通过分析实时水力学模型的影响因素,建立了一套井筒实时水力学计算与分析模型,包括井筒环空压力和当量循环密度(ECD)的计算。该模型充分考虑了钻柱旋转对速度分布的影响。同时,模型紧密结合参数随温度压力和工况的变化,使计算结果更加贴近井下实际情况,提高了该水力学模型计算结果的准确性,使之更具实用性。     

多分支井注气开发煤层气模型

给出了多分支井模拟CO₂注入开采数学模型，模型考虑了气水两相流动、多组分气体吸附、煤基质膨胀和收缩对渗透率的影响以及分支水平井井筒压降；根据数学模型得到了相应的数值模型和计算程序，进行了模拟计算对比.计算结果显示:与只进行排水采气的基本衰竭开采方式相比， 注入CO₂后，煤层甲烷日产气量和累积产气量都有了很大幅度的提高.