考虑多因素的固井二界面胶结抗拉强度室内评价方法

受井壁表面粗糙度、钻井液残留和温压扰动等因素的影响，固井二界面是整个环空封隔的最薄弱环节，且极易发生张拉破坏导致环空密封失效，但已有的评价方法只能获得固井二界面的胶结剪切强度，不能很好地评价固井二界面抗拉破裂性能。为此，考虑岩性、界面粗糙度、钻井液残留、冲洗液清洗和水泥浆等主要因素，建立了一种固井二界面胶结抗拉强度室内评价方法，从冲洗效率、胶结细观结构、抗拉强度、破裂形貌等多个维度对固井二界面胶结抗拉性能进行了系统评价。研究结果表明，该评价方法科学合理、步骤清晰、简单适用、试验结果离散性小，不同因素下测试结果区分度好，进一步完善了固井二界面胶结强度评价方法，具有较高的推广应用价值。     

固井形成的水力封隔系统封隔能力评价方法

油、水井固井的主要目的是保护生产管柱和封堵相邻的油、气、水层.固井水泥凝固后形成了一个纵向上的水力封隔系统,影响这个系统水力封隔能力的因素包括系统的缺陷和系统的强度.目前的固井质量评价方法主要检测套管、水泥环胶结情况,没有直接针对固井的目的(层间水力封隔情况)给出评价.在深入分析声波测井方法和水泥环密度测井方法特点的基础上,提出了油、水井固井质量综合评价方法,即利用声波测井和水泥环密度测井资料进行优势互补,解释固井第Ⅰ界面微环、水泥环抗压强度、固井第Ⅱ界面胶结状态,再针对固井的目的,综合以上各参数评价固井形成的水力封隔系统的水力封隔能力.     

高温高压高含硫气井固井水泥环封隔能力评价技术

随着中海油海上及海外复杂油气田大力开发,高温高压高含硫井开采数量不断增多,固井水泥环封隔性能失效引起的环空带压或酸性气体泄漏问题,已经成为制约高温高压高含硫气田安全作业和生产的瓶颈。从分析固井水泥环封隔能力影响因素、失效机理等方面出发,总结了高温高压高含硫固井水泥环封隔能力失效的主要原因,分析认为在高温高压高含硫条件下水泥石力学性能和结构变化是影响水泥环封隔能力的重要因素之一;结合高温高压高含硫井特点,设计了固井水泥环封隔能力评价思路,建立了固井水泥环层间封隔能力评价方法,提出了改善水泥环长期封隔能力的技术措施,为提高高温高压高含硫固井水泥环密封完整特性和延长油气井生产寿命,提供了新的工程技术发展方向与解决途径。     

固井二界面泥饼的固化反应

对比考察了现有技术和泥饼固化(MCS)技术的固井二界面胶结强度,通过环境扫描电子显微镜(ESEM)考察了固井二界面泥饼的微观形貌,并通过差示扫描量热仪(DSC)测试对固化反应动力学进行了动态分析。实验结果表明,95℃水浴养护3 d、7 d和15 d条件下,MCS技术的固井二界面胶结强度分别较现有技术的平均提高了439.33%、471.37%和194.11%。ESEM分析表明,MCS技术使固井二界面胶凝固化为一个胶结致密整体,泥饼固化效果显著。在泥饼固化剂作用下,泥饼发生了溶蚀-胶凝固化反应,实现了固井二界面整体固化胶结。Kissinger法和Ozawa法求取的固化反应表观活化能分别为101.33 k J/mol和106.55 k J/mol;固化反应级数为0.95,泥饼固化反应是由多个简单反应复合而成的复杂反应。     

使用优质钻井液提高固井二界面胶结质量

钻井液对固井界面胶结质量的影响是近年来国内外日益关注的问题。从胶结界面的基本观点、钻井液对固井质量的不良影响和新型钻井液体系对固井界面胶结质量的增强作用等方面对相关文献进行了综述分析，得出结论如下：①钻井液不仅仅是钻井工程的一个重要部分，而且也是完井工程的一个重要组成部分，与固井质量息息相关，直接影响到油气井的勘探开发效益；②在认识钻井液对固井质量的影响方面，不仅要认识到钻井液对固井质量的不良影响，更要看到新型钻井液技术的发展可能会有效地改善和强化固井质量的积极的一面；③应该注意研究新型的能够增强固井二界面胶结质量的钻井液技术，做为固井技术的一个有益的补充，以此更加高效经济地提高特殊工艺井和各种复杂井的固井质量；④由于钻井液在钻井和完井工程中的特殊地位，为了提高油田建井质量和勘探开发效益，应适当加大对钻井液的投入，以保证在钻井的全过程钻井液性能优异，同时为提高固井质量创造有利条件。     

利用晶格膨胀剂提高二界面固井质量技术

固井二界面问题是一个亟待解决的工程难题,它会直接影响勘探开发的效果和效益已是不争的事实。在固井施工中,水泥环与地层的良好胶结是实现有效层间封隔的基础,但是水泥石体积的收缩往往是影响固井质量的主要因素之一研究从这一因素出发,研制出了晶格膨胀水泥浆体系,补偿水泥石的体积收缩,提高水泥石在环形空间的胶结强度,提高二界面固井质量,室内试验和现场应用证明：该技术可有效解决环空水泥石的体系收缩,防止油气水窜的发生,提高了二界面固井质量。     

定量评价固井Ⅱ界面胶结质量的方法研究

声幅-变密度测井技术可以有效地评价固井I界面(套管和水泥环)的胶结质量,但对固井Ⅱ界面(水泥环和地层)胶结质量的评价方法研究还不够完善.结合现场固井资料对比分析了前人评价Ⅱ界面胶结质量的方法,在此基础上提出一种简单、有效的方法定量评价固井Ⅱ界面胶结质量.该方法利用裸眼井声波时差和井径资料估计变密度波列中的地层波到达时间,并以该时刻为起点开窗;然后对时窗内的波形作快速傅立叶变换,在频域内求地层波能量.这样消除了高频的套管波和噪声的影响,获得了准确的地层波能量.考虑到地层声衰减的影响,定义了更合理的Ⅱ界面胶结指数.给出了用该方法处理现场固井资料的例子.     

论固井二界面封固系统及其重要性

固井二界面问题是一个亟待解决的工程难题.阐述了固井二界面封固系统的概念,分析了各系统组分对固井二界面封固系统的作用或影响,建立了系统的状态变化模型和动态破坏模型;并且从油田开采和防止气窜两个角度,剖析了固井二界面封固系统失效的危害性,阐释了解决固井二界面问题的重要性.固井二界面封固系统是指由水泥浆、死泥浆、滤饼和地层壁面四部分构成的一个固化胶结整体;通常地层流体只有破坏了滤饼才能产生水泥石(环)被破坏的情况,导致环空封固不良而引发诸多质量问题.其重要性主要表现在:一口井的产能主要取决于层间封隔程度,而层间封隔程度又主要取决于固井界面的密封程度和水泥环本体的密实程度;此外,固井二界面封固系统的胶结质量问题是环空气窜的根本原因,因为尽管环空静液压力大于地层孔隙压力,但因井筒热力变化或压力波动形成的界面微裂隙和滤饼或死泥浆形成的旁通渠道或微窜槽,仍会给被圈闭于地层的气体创造窜流路径.提出,固井二界面问题的研究和解决必须要从系统的角度出发,采用类似储层保护的技术和方法,才能实现固井二界面封固系统的整体固化胶结.否则,这一难题还将会长期伴随固井界.     

钻井工程固井胶结界面研究现状

固井质量问题在石油勘探开发中备受关注，对特殊工艺井钻井、油水井开采寿命和勘探开发效益有直接的影响。对固井胶结界面的研究是从根本上提高固井质量的一项基础性研究工作。为了推动固井胶结界面研究工作的开展，分析了国内外近年来有关固井界面研究的文献，阐述了开展固井胶结界面基础研究工作的意义，着重分析了这一研究领域目前所采用的研究方法，以及提高固井界面胶结强度的主要途径。在分析文献的基础上，提出今后深入开展固井界面研究工作的重点是：1）继续完善研究方法；2）重视动态研究；3）从胶结界面的微观结构和钻井工程整体系统的角度开展研究工作；4）注重改善胶结界面水化产物的微观结构和钻井工作液之间的协调增强作用。     

理想点法在未开发储量优选评价中的应用

针对辽河油区未开发储量存在的主要问题,逐步完善了集“评价基础、评价单元、评价参数和评价方法”四位一体的未开发储量评价模式,研制了理想点法。优选出牛74、荣80和牛1等三个区块,部署并实施评价井5口,取得较好的经济和社会效益,对新区产能建设起到促进作用。     

低渗透油藏CO2驱气窜通道识别方法

低渗透油藏CO2驱开发过程中,面临的最大问题是容易发生气窜。针对目前尚无定量的气窜识别标准,以及现有的气窜通道体积计算方法实用性较差等问题,通过分析产出气中CO2含量的动态变化特征,将气窜类型划分为明显气窜和微弱气窜两大类,明确了见气时间确定方法,建立了气窜识别判断标准。在此基础上,利用物质守恒原理分别计算注入端和产出端的气窜通道体积,并借助气窜通道体积交会图实现对气窜通道体积的校正,从而消除单井产液比例系数或井网形状因子对气窜通道体积计算结果的影响。通过对实际气窜单井的分析和计算表明,该方法具有较强的操作性和实用性,一方面实现了对气窜类型和气窜程度的定性评价,另一方面实现了对气窜通道体积和气窜通道横截面积的定量计算,为后期合理设计封堵措施和堵剂用量提供理论依据。     

未开发油气储量不确定性潜力评价方法

保有未开发储量一般都经过多轮次筛选评价,品位低,储层非均质性严重,整体动用技术配套性差,因而采用传统确定性参数评价筛选整体潜力存在一定的局限性。为此,研究构建了一套未开发储量不确定性潜力评价方法,针对油藏非均质局部“甜点”潜力,通过建立不同技术条件下单井控制可采储量与油藏参数的模型,计算不同技术、经济条件下单井控制可采储量的“甜点”界限,输入相关油藏参数的概率分布,计算得到目标油藏可动用概率。该概率反映了储量动用的难易程度,定量化描述了储量动用的风险和动用规模。应用该方法对中国石化探明未开发储量进行评价,在油价每桶40~70美元条件下,筛选可动用潜力(4 300~5 900)×10⁴ t。通过现场应用表明,该方法能为未开发储量评价筛选提供新的借鉴。     

MTA方法固井二界面整体固化胶结实验

基于泥饼仿地成凝饼的科学构想,采用力学性能评价(如胶结强度)、微观结构分析(如X射线粉末衍射分析、热失重分析、环境扫描电子显微镜分析)和流体溶蚀实验等方法对MTA方法固井二界面整体固化胶结进行了实验研究。研究结果表明:随着养护时间的延长,用MTA方法得到的固井二界面胶结强度较目前提高了37.81%~1 606.31%;泥饼与水泥浆发生了局部的同步水化硬化反应,且生成了少量的团状水化硅酸钙(CSH(Ⅰ))凝胶和片沸石类凝胶,显示固井二界面整体固化胶结;流体溶蚀实验表明,采用目前方法,养护成型的样品浸泡28 d后,泥饼还原成了浑浊的稀钻井液,而用MTA方法得到的凝饼与水泥硬化体已胶结为一体,且凝饼未被溶蚀,表现为杯内流体仍清澈。这印证了两个事实:一是泥饼仿地成了凝饼,二是固井二界面已整体固化胶结。图6表1参16     

川西水平井水泥浆防气窜评价方法

为解决水平井开发中油层套管固井质量差的实际难题,从水泥浆防气窜性能设计入手,通过室内实验分析了不同体系水泥浆性能对气窜的影响,评价了各种常用防气窜评价方法的适应性;结合水平井井眼轨迹特点,形成了水平井水泥浆防气窜性能多因素评价方法,即在自由水为0和滤失量小于50 mL条件下修正了水泥浆性能系数（SPNx值）和阻力系数（Ax值）评价方法,并成功应用于川西某口中浅层水平井固井中,为以后川西水平井固井水泥浆防气窜性能设计提供了理论指导。     

探明未动用储量经济评价方法探讨

从石油储量管理的现状入手,通过石油地质学和技术经济学的有机结合,按照未动用储量的落实程度,在现有技术水平、财务政策、开发方式、经营管理体制条件下,按照未开发储量投入开发后预期的内部收益率,将未动用储量分为近期可开发储量、低效一类储量、低效二类储量和暂无效益储量四类。对近期可开发储量的经济评价通常采用常规经济评价;对于低效储量,首先估算出该块近期投入开发的概率分布,通过开发概念设计进行现金流量计算;对于暂无效益储量,主要进行商业开采的风险评价。通过Y1和Y2区块的实际资料验证,证实了研究结果的可行性,它对于科学地盘活地下存量,实现储量探明与开发的有机结合,树立效益第一的观念,具有重要的指导意义。     

断层垂向封闭性定量评价方法及其应用

断层垂向封闭性主要取决于断裂充填物的排替压力,而排替压力的大小与充填物的成岩程度有关,成岩程度又受控于断面所承受的正压力大小。据此提出了定量评价断层垂向封闭性的方法,其基本原理是:首先计算断点处断面正压力;根据地静压力与地层埋深关系计算该断面压力所相当的地层埋深;最后,根据研究区所建立起来的盖岩排替压力与埋深关系,确定该地层埋深下断裂充填物的排替压力。如果所断移的盖层段内存在地层孔隙流体超压,断层的垂向封闭能力应是断裂充填物排替压力与孔隙流体超压之和。用断层垂向封闭性研究结果同研究区与断层有关的圈闭的闭合高度比较,可预测圈闭的油气充满程度。该方法在库车坳陷得到了成功应用。     

钻井液-井壁界面半透膜与隔离层形成机理

在钻井液-井壁界面形成高效率半透膜是一种新的阻水思路。利用活度控制原理,半透膜具有调控水流方向的作用。半透膜通过膜污染进一步转换成隔离层之后,能阻止外来物质进入地层,起到稳定井壁和保护储层的作用。以自制纳米胶乳NM-1（平均粒径为65 nm）和无机纳米粉体NMTO为主剂,配制出纳米钻井液;用渗透压法测定了纳米钻井液的半透膜效应,膜效率为65%;采用滤失量测定法评价了钻井液的隔离层效应,API滤失量在120 min后随时间变化的增量几乎为零,其承压能力在3.5 MPa以上。将成膜后的岩心切片,用扫描电镜分析了膜的内部微观结构。研究表明,半透膜是通过纳米胶乳粒子与聚合物形成网络结构后形成,隔离层是在半透膜的基础上通过乳胶粒的变形、填充、高温黏结而形成的,其厚度为50~60 μm。     

碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害评价新方法

以不锈钢缝板岩心为评价岩心,以储层成像测井资料确定岩心裂缝宽度,对碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害进行了评价,评价实验过程中所用岩心裂缝宽度的相对误差降低到1%以下。应用这种新方法对聚磺钻井液、无固相弱凝胶钻井液以及两种钻井液中加入理想充填暂堵组合剂后进行的储层伤害评价实验结果表明:无固相弱凝胶钻井液的渗透率提高值高于聚磺钻井液,在加入适量优化暂堵组合剂后,两种钻井液的渗透率提高值均明显增大,在不锈钢缝板岩心端面可观察到有致密暂堵层形成。裂缝性储层损害评价新方法即可用于钻井液储层伤害评价和暂堵方案的优选,也可应用于裂缝性储层保护的实验研究。