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。     

有杆泵漏失新模型

分析了传统泵漏失模型中存在的2个问题:1认为剪切漏失与压差漏失方向不同;2在计算压差漏失量时忽略液柱在抽汲过程中产生的动载。在此基础上,提出了一种新型的有杆泵偏心环隙压差-剪切流漏失模型。该模型在计算漏失压差时全面考虑了柱塞上部液柱的静载荷与动载荷,同时利用数学方法证明了井下往复泵环隙剪切漏失与压差漏失是同向的,提高了抽油泵漏失计算的准确性。使用该模型对冲次、泵深等参数进行敏感性分析,其结果与现场实际情况相吻合。最后,与实际试验数据对比表明,该模型的精度高于传统漏失模型,对现场实际生产有一定的指导意义。     

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。     

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。     

裂缝性地层钻井液漏失动力学模拟及规律

井漏是裂缝性地层钻井过程中较为常见的井下复杂情况之一,为从本质上认识漏失的发生机理,以流体动力学为基础,将钻井液看作宾汉流体,裂缝看作是表面粗糙、指数变形、存在倾角的二维单条裂缝,建立了宾汉流体在二维粗糙裂缝内漏失控制方程。运用有限单元法对漏失控制方程进行了求解,基于所建立的模型分析二维粗糙裂缝中钻井液的漏失规律。研究结果表明:裂缝越光滑,漏失速率与累积漏失量越大;裂缝倾角对漏失速率影响较小,对累积漏失量有一定的影响;裂缝面积越大,漏失速率与累积漏失量越大;裂缝长度越小,漏失速率与累积漏失量越大;裂缝宽度越大,漏失速率与累积漏失量越大;井底压差越大,漏失速率与累积漏失量增加明显;流体动切力对漏失速率影响不大,对累积漏失量有一定的影响;塑性黏度越小,漏失速率与累积漏失量越大。     

深层脆性页岩井钻井液漏失机理及主控因素

四川长宁区块页岩气资源丰富,但在水平井钻井中钻井液漏失问题突出,制约了长宁区块页岩气资源勘探开发进程。基于单井测井数据与地震解释数据,建立了长宁区块页岩气地层裂缝、地应力及地层压力展布模型,研究了三者与钻井液漏失情况的响应关系。结果表明：长宁区块构造背斜高部位裂缝密度大,地层埋藏浅地应力小,闭合裂缝的开启临界压力与裂缝延伸临界压力都较小,地层孔隙压力低,钻井液漏失情况严重;构造向斜低部位裂缝密度相对于构造高部位小,地层埋藏较深地应力大,闭合裂缝的开启临界压力与裂缝延伸临界压力都较大,地层孔隙压力高,钻井液漏失情况不突出。长宁区块断层裂缝发育,钻井液漏失主要为压差性漏失和闭合裂缝扩展性漏失。研究结果揭示了长宁区块深层页岩钻井液漏失机理,明确了其主要影响因素,可为长宁区块页岩储层防漏及效益化开发提供科学依据。     

顺北油田二叠系火成岩防漏堵漏技术

井漏是影响顺北油田安全、快速、高效钻井的重大技术难题之一。通过对现场漏失资料的统计分析,明确了顺北油田二叠系地层具有非均质性强、多尺度裂缝发育和裂缝易扩展的特点,且整体上北部漏失程度较轻,南部漏失程度较严重;二叠系漏失机理为压差性漏失和裂缝扩展性漏失,并以压差性漏失为主。优选了高效随钻封堵剂SMGF-1,钻井液中加入3%的SMGF-1,可使得0.45～0.90 mm砂床承压达8.5 MPa,具备良好的防漏效果;研发了高效承压堵漏剂SMKZD-1,1～3 mm裂缝承压均大于5.0 MPa,具有良好的广谱封堵效果。现场应用表明,该防漏堵漏技术可以提高二叠系火成岩地层的防漏与堵漏效果。      

裂缝内钻井液的漏失规律研究

为了揭示裂缝性漏失宏观规律和缝内微观流动特征的机理,通过室内实验研究了压差、缝宽、钻井液黏度变化时平板型光滑裂缝的漏失规律,结合CFD数值模拟分析了天然裂缝面的起伏粗糙特征对漏失的影响,讨论了影响漏失各个因素的特点。研究表明:缝宽和压差是决定漏失速率的关键因素,漏失速率对钻井液黏度的敏感程度相对较弱;裂缝面的整体起伏使其在局部对顶接触是一般裂缝形成有效流道的主要原因,而形成微裂缝有效流道的主导因素则是微凸体的分布与形态特征;天然裂缝面存在局部接触,从而引起液体流动阻力增大、流道变得更加曲折,漏失速率减小。该研究成果为裂缝性地层的漏失评价、堵漏材料优选、井漏控制提供了一定的理论依据。     

对有杆泵环隙压差-剪切漏失方向问题的研究

对目前国内文献关于抽油泵偏心环形间隙流量(即偏心环隙漏失)中的压差漏失和剪切漏失的方向存在争议的问题,提出压差漏失与剪切漏失方向相同的观点,并由此修改了现有的有杆泵环隙漏失公式,建立了新的环隙偏心压差-剪切同向漏失模型。使用该模型对漏失量与冲次、泵间隙之间的关系进行分析,发现冲次越高,漏失量越大;泵间隙越大,漏失量越大。指出快速抽汲可以减少漏失的说法是错误的,快速抽汲对漏失的影响不是减少而是增加。该结论符合现场实际情况,对现场实际生产有一定的指导意义。     

渤海海域裂缝性地层井漏机理研究——以渤中34-9油田为例

渤中34-9油田裂缝性地层井漏频次高、漏失规模大,严重影响油田开发进度和成本.基于渤中34-9油田井漏特征、漏失通道类型、成因和井漏动力学机制分析了渤中34-9油田裂缝性地层井漏机理,提出了地层弱面结构发育是井漏的必要条件、正压差是井漏的主要动力、井漏是过平衡钻井条件下井筒压力—应力—应变再平衡的结果,并针对性配套相应...     

催化裂化装置立管-阀门系统设计及运行分析

立管-阀门系统是催化裂化（FCC）装置催化剂颗粒循环回路的下行流动部分。立管输送催化剂操作的复杂性在于立管内催化剂流态的多样性。介绍了工业FCC装置立管-阀门系统的设计方法、立管操作工况以及压降方程。在某1.0 Mt/a FCC装置上,以再生立管为对象,通过测量不同工况时再生立管的轴向压力分布和采集工艺参数的变化,分析立管内气固两相的流动方向、催化剂密度与速度分布。根据气固两相的流动特征将立管分为3个区,分别为负压差脱气段、负压差持气段和正压差窜气段。总结了半管流形成的原因以及阀门窜气对立管压力分布的影响,提出了再生立管结构优化方案。分析结果可为FCC装置立管-阀门系统的设计和操作调整提供理论支持。     

高保真模拟漏失地层堵漏评价试验装置设计

为了对堵漏材料与漏失地层的配伍性做出科学的评价,研制出一套高保真模拟漏失地层堵漏评价试验装置。通过测井、物探等技术获取漏失地层的物理参数,制作与井下地层复杂地质条件高度相似的模拟漏失地层,利用高压泵将堵漏材料挤入模拟漏失地层进行评价。高保真对开岩心筒能够根据地层压力开启一定的裂缝,当压力释放时,模拟地层使堵漏液返排,根据井下温度可以在模拟装置上进行加热。室内评价结果为现场堵漏材料的配比提供了依据。该装置的研制为堵漏剂的优选、堵漏钻井液性能的评价及堵漏工艺的确定提供了一种科学、有效的试验评价方法,为相关科研和生产提供了科学依据。     

井下双向流动阀在易漏失油井中的应用

胜利海上埕岛油田馆陶组油藏由于注水滞后,地层亏空严重,部分老井作业地层压力系数不到0.6,作业入井液漏失非常严重,即使采取暂堵措施,老井作业后产能也受到很大影响.2001年年底,在油井作业时下入井下流体双向流动阀,既减少作业入井液漏失,又保证检泵作业不再发生入井液漏失,而且该井生产期间的地层处理施工不受影响.埕岛油田应用井下流体双向流动阀以来,加强了油层保护工作,见到了较好效果.     

克拉美丽气田火成岩天然裂缝漏失压力模型

克拉美丽气田火成岩地层发育裂缝,裂缝性地层中存在天然裂缝与孔隙或孔洞的复合结构,钻井过程中漏失压力与地层破裂压力差异较大。根据不同井段火成岩的裂缝—孔隙状态、裂缝开合、连通及充填情况,开展压力漏失机理研究,构建不同裂缝状态的漏失压力模型,依据地层孔隙压力、地应力等参数绘制分层漏失压力剖面,确定克拉美丽气田火成岩天然裂缝的压力漏失规律。研究表明,火成岩的闭合裂缝压力漏失受地应力控制,开启裂缝压力漏失受地层孔隙压力和充填状态影响。结合典型井的钻井参数,分析裂缝漏失压力在不同井轨迹下的变化规律,确定钻井液安全密度窗口,实现安全钻井。     

液相管道流量与压力对小孔泄漏速率的影响

泄漏速率计算是计算泄漏量、评估泄漏风险的前提和基础,通过搭建液相管道小孔泄漏实验系统,构建不同泄漏场景,研究管道流量、压力对管内液体压力及泄漏速率变化的影响规律,提出了小孔泄漏稳定压力计算方法,有效解决经典计算公式中压力求解问题;通过对泄漏模块仿真模拟,得到了泄漏孔口界面的速度分布情况,并研究了管道流量、压力对速度分布的影响。实验和数值模拟结果表明:泄漏发生后,管道压力下降明显,泄漏稳定压力与初始压力、管道流量呈对数关系,初始压力、管道流量越大,泄漏稳定压力越高,但相较于初始压力,泄漏稳定压力差值减小;管道流量越大,达到泄漏稳定的时间越短,泄漏达到平衡越快;泄漏孔处,面对来流方向壁面附近速度较高,背向来流方向壁面附近有负压、涡旋,且随着管道流量、初始压力的增加,最大泄漏速度增加,但负压范围、程度减小。     

元坝1井承压堵漏技术

元坝1井是位于四川盆地川东北巴中低缓构造带元坝岩性圈闭的一口重点区域探井,由于该井在嘉陵江组2段存在高压层,为满足下部井段安全快速钻进的需要,需对上部裸眼并段地层进行承压堵漏作业,使其承压能力达到2.15 kg/L以上.在室内试验的基础上,优选应用了凝胶复合堵漏剂NFJ-1,并给出了适用于不同漏失的堵漏浆配方及现场承压堵漏技术方案.该井须家河组、雷口坡组及嘉陵江组3段底部地层承压堵漏作业获得成功,地层承压能力均达到了设计要求,从而保证了该井的顺利完钻,并为该区块海相地层堵漏方案的确定积累了经验.介绍了该井承压堵漏技术研究、堵漏浆配方的确定、现场堵漏施工过程及效果等.     

毫米缝洞承压堵漏浆配方优化及现场试验

井漏是钻井作业中最为严重的复杂情况之一,导致钻井周期长,钻探成本高。文章以黄骅坳陷王官屯油田钻井过程中井漏为研究对象,开展了地质特征及井漏复杂情况分析,探讨了王官屯油田井漏原因：馆陶组以上地层发育胶结疏松的砂砾岩,易发生孔隙渗透性漏失;沙河街组发育生物灰岩,裂缝开度为1～4mm,易发生裂缝性漏失;现场堵漏材料类型少,封堵层结构稳定性及致密性差。针对馆陶组等渗透性严重漏失,研制了胶结固化堵漏剂,其由红泥废渣、石膏废料和高炉矿渣等工业废料组成,实现对工业废弃物料资源合理利用的同时,降低成本并保护环境,胶结固化堵漏剂与传统桥接堵漏剂复配,可形成高强度固结体,封堵2～4mm开度裂缝及直径为2mm孔隙模块,承压能力达到8MPa。针对沙河街组裂缝性漏失,优选了刚性颗粒、柔弹性颗粒和有机纤维材料等不同类型的堵漏材料,优化了1～4mm不同开度的裂缝堵漏配方,承压能力达8MPa。现场应用表明,胶结固化体系和裂缝堵漏体系提高了现场堵漏成功率和地层承压能力,为解决现场井漏复杂事故提供了技术支撑。     

塔河油田盐上裸眼承压堵漏技术

为开发塔河油田石炭系巴楚组盐膏层以下的油气藏,采用盐上裸眼与盐层同层揭开的方案,由于存在裂缝性地层或渗漏性地层的漏失,同时地层压力复杂,因此承压堵漏技术成为关键技术之一。介绍了塔河油田盐上井段地层岩性特征,分析了漏失类型及区域分布特征,描述了塔河油田盐层井堵漏技术现状,分析了先前堵漏技术的经验教训,提出了针对不同漏失特征地层优选堵漏材料类型、粒径、浓度、配比,并优化出了2种典型的堵漏配方,配合相应的对策和施工作业措施,明显提高了一次堵漏成功率。实践表明,塔河油田盐上井段长裸眼采用承压堵漏技术是可行的,根据具体情况制定的承压堵漏技术,明显缩短了施工时间,满足了盐层钻井施工要求。