高含硫地层井壁失稳机理及安全高效钻井技术研究

为保证高含硫地层钻井施工的安全,对引起高含硫地层钻井过程中井壁失稳现象的机理进行了分析,提出了针对性的防治对策。应用了一套适合高含硫地层的安全高效钻井液体系,成功进行了现场应用。造成高含硫地层井壁失稳的机理主要包括地应力崩塌、泥页岩水化作用、温度和压力的影响、物理作用以及硫化氢的影响等,在此类地层井施工时应注意控制合适的钻井液密度,提高钻井液的抑制性能、润滑性能和封堵性能,并注意钻井液的除硫措施。安全高效钻井液体系具有良好的基本性能、抗高温性能、抑制性能、润滑性能和抗污染性能,除硫剂RMS-2的引入能够有效降低钻井液中的硫化氢含量,并且其与钻井液体系的配伍性能较好。现场应用中,安全高效钻井液体系能够满足高含硫储层钻井施工的需求,S-101井施工过程顺利,未出现井下复杂事故,现场应用效果良好。     

莺琼盆地高温高压钻井液的开发

在南海西部莺琼盆地高温高压井钻探过程中,经常遇到井底温度在200℃左右,钻井液密度超过2.2g/cm~3,压力窗口在0.05g/cm~3左右的井况。莺琼盆地目的层面临着高温高压、压力窗口窄等难题,并且地层压力台阶多、抬升快。前期高温高压窄压力窗口井钻井作业使用普通重晶石加重的高密度钻井液,在高温高压情况下流变性容易恶化,流变性与沉降稳定性矛盾突出,溢流、卡钻等复杂事故频发。经过室内研究与现场应用表明,超细重晶石加重钻井液具备良好流变性和沉降稳定性,并通过工艺优化控制,实现了窄钻井液密度窗口的安全钻进,并在莺琼盆地多口高温高压窄压力窗口井得到成功应用,为类似海上高温高压井安全钻进提供借鉴。     

新型优快钻井液技术在涠洲12-2油田的成功应用

涠洲12-2油田位于中国南海北部湾盆地,该项目中11口井均采用三层套管井身结构。针对地层情况确定了一整套适应三个井段要求的钻井液体系:即17-1/2″井眼使用新型海水聚合物钻井液;12-1/4″井眼井斜较小的井采用强封堵的聚合物泥浆体系、井斜较大的井使用新型PDF-MOM油基钻井液;8-1/2″井眼定向井使用PDF-MOM钻井液、水平井使用无固相有机盐钻井液。现场应用表明,该套钻井液体系取得了11口调整井作业安全顺利完成,作业效率较前期提高了28%以上,达到了优快钻井的目标。     

新型优快钻井液技术在涠洲12-1油田的成功应用

涠洲12-1油田位于中国南海北部湾盆地,B平台新增7口调整井均采用三层套管井身结构.针对地层情况确定了一整套适应三个井段的要求的钻井液体系,即17-1/2”井眼使用新型海水聚合物钻井液,12-1/4”井眼使用新型PDF-MOM油基钻井液,8-1/2”井眼定向井使用PDF-PLUS/KCL钻井液、水平井使用无固相有机盐钻井液.现场应用结果表明,该套钻井液体系取得了7口调整井作业安全顺利完成,作业效率较前期提高了40％以上,达到了优快钻井的目标.     

莺歌海域某区块安全钻井液密度窗口计算分析

针对莺琼盆地前期已钻深水井及高温高压井复杂情况较多,特别是由于压力窗口窄导致的溢流、压井过程中井漏复杂情况率高等问题,结合其复杂的海洋地质环境,建立了一套切合深水条件的地层压力计算模型。以X-1井区为例,采取了适用于由欠压实作用引起的异常高压区域的伊顿法预测孔隙压力,对于坍塌压力则依据双重有效应力理论建立了考虑地层渗透条件的计算模型,最后基于应力强度因子理论,构建了与深水钻井的破裂环境相吻合的坍塌压力预测模型。根据上述模型确定了X-1井的安全钻井液密度窗口,经与临井实测点比对,压力预测精度达到95%以上,为钻井方案的设计和钻井液密度的选取提供了科学依据。     

超深井优快钻井配套技术的研究与应用

DT1井位于中央坳陷达巴松背斜带,该区地层压力系数高、区域变化大,深部地层岩石可钻性差,漏失频繁,机械钻速低,钻井周期长。通过综合分析该区块钻井地质特点,有针对性地开展优快钻井配套技术研究。通过异常地层压力预测技术,合理设计井身结构,优选钻头和高效提速工具,选用胺基钻井液技术和抗高温高密度有机盐钻井液技术,实现了DT1井的高效快速安全零事故钻井。现场试验表明,DT1井地层压力预测精度达到90%以上,白垩系侏罗系平均机械钻速9.46 m/h,单只PDC钻头进尺最高达2 051 m,复杂时率为0。     

金龙2井区井身结构优化钻井液技术应用研究

准噶尔盆地金龙2井区地层岩性复杂,易水化膨胀、分散或剥落掉块,安全密度窗口窄,井身结构优化难度极大。根据地质工程特征及钻井液技术难点,提出针对性技术措施,设计聚胺有机盐钻井液的配方,并在JL2124、JL2301、JL2308等9口井中进行了成功应用。结果表明,该钻井液具有极强的抑制、封堵性能和良好的流变性,有效扩宽了安全密度窗口,降低了钻井复杂,缩短了钻井周期,保障了金龙2井区9口井安全钻井作业,现场应用效果良好。     

水包油钻井液在文96储5井的应用

文96储5井是储气库建设的一口注采井。通过文96储5的地层岩性、储层特点、地层稳定性、地层压力等多方面等进行论证,在室内针对文96储5井水包油钻井液进行试验研究,在此基础上完成现场应用,确保该井定向、钻井、取芯、完井作业顺利施工。文96储5井的顺利完钻,标志中原钻井院具有在储气库井施工水包油钻井液的能力。     

龙凤山气田抗高温防塌钻井液研究与应用

龙凤山气田青山口组、泉头组和登娄库组地层岩石胶结能力差,在钻井过程中经常发生垮塌、卡钻、井漏等复杂情况。针对该区块的地质特性和钻井要求,研制了一种以SMNA-1为封堵防塌剂的抗高温防塌钻井液,并进行了性能评价。实验结果表明,该钻井液体系具有抗温能力强、流变性能良好、滤失量低和防塌效果显著的特点。在北8井的现场应用中,钻井液性能稳定,无垮塌现象,起下钻、电测和下套管作业无遇阻,很好地满足了现场钻井施工的需要。     

对现场石油检测溢流的认识与实践

随着青海油田开发力度的加大,从老区块调整井到新区勘探,时有井控问题出现,老区块钻井由于地层长期注釆不均衡而造成地层压力异常。部分新区块地层压力系数高。在钻进过程中由于不能及时发现地层流体进入井筒,在钻井液密度形成的液柱压力不能平衡地层压力时,现场实施二次井控作业。二次井控的核心问题就是溢流的及早发现。对如何及时发现溢流,结合现场经验,对钻进工况下如何有效发现溢流做了有益的探索。     

高能量、高强度发射药配方研究

从理论和实验两个方面对一种高能量、高强度发射药进行了探讨，确定了以混合硝酸酯增塑的聚醚聚氨酯作为发射药网络结构的主体。研究了发射药的基本配方，并初步测定了燃烧性能、力学性能。结果表明：聚醚聚氨酯发射药具有较高的能量(火药力高于1251KJ／kg)，同时具有良好的力学性能，特别是良好的低温力学性能。对该发射药的加工方法进行了初步的摸索，用挤压成型方式制成了多孔发射药。可以预见，此类发射药会成为一类具有应用前景的高能、高强度发射药。     

高刚性高结晶聚丙烯的开发

为了提高通用聚丙烯的刚性和热变形温度,通过剖析市场上深受用户欢迎的一种进口南韩的高刚性高结晶聚丙烯(PP)的产品,对照茂名石化现有PP产品,找到性能相近的一种PP产品进行改性,改性产品V30K与进口大韩油化均聚HJ4012性能相当,产品V30K顶替进口产品HJ4012顺利进入市场,深受用户好评.     

基于高温环境下高绝缘高响应性铠装热电偶的研究

介绍了一种以新型高温混合材料作为铠装热电偶的绝缘材料,通过大量试验验证了封装后的热电偶传感器具有较高的测量精度、长期热电势稳定性、高绝缘性和较短的热响应时间,能够满足高温、高响应性测量要求。在1 000℃的情况下测量,其性能不亚于以氧化镁作为绝缘材料的产品,因此可应用于工业生产和科学研究中。     

大功率高压变频器的选型

对大功率变频装置的结构、技术性能、控制方式及适用工况进行分析,并就其工程实施及合理选配进行探讨。     

高强高韧GF／PP复合材料的研究

通过在短玻(GF)增强聚丙烯(PP)中添加聚烯烃弹性体(POE),并用马来酸酐对PP进行接枝交联的方法, 制备了高冲击韧性GF／PP复合材料。在该材料中,短切玻璃纤维的加入大幅度提高了材料的拉伸、弯曲强度,而POE 则通过产生形变等方式,提高了材料的冲击韧性;在其中加入马来酸酐接枝聚丙烯增加界面结合力,可使GF／PP／POE 复合体系表现出良好的综合力学性能,其拉伸强度为51．9 MPa,弯曲强度为68．1MPa,冲击韧性为44．2 kJ／m2。     

耐高硬高碱高pH值阻垢剂的研制

以水为溶剂 ,氧化还原体系为引发剂 ,马来酸酐 (MA)、2 -丙烯酰胺 -2 -甲基丙基丙基磺酸 (AMPS)、2 -丙烯酰胺 -2 -甲基丙基膦酸 (AMPP)为单体合成了三元共聚物。探讨了该共聚物合率、阻垢性能与聚合条件 ,如单体配比、引发剂量及配比等之间的关系 ,通过静态和动态实验 ,分析了共聚物用于高硬度、高碱度、高 pH值恶劣水质条件下的阻垢。结果表明 ,该共聚物具有很好聚合率 ,适用于恶劣水质条件下的阻垢。     

高黏度高强度聚酰胺材料的制备

采用扩链挤出法制备了高黏度高强度聚酰胺材料。考察了扩链剂、催化剂、原料配比、工艺参数等对聚酰胺材料黏度和力学性能的影响。研究结果表明:以具有高效活性的环氧树脂作为扩链剂,接枝聚烯烃弹性体(POE)作增韧剂,配以合适的催化剂、抗热氧老化剂、加工流变改性剂,优化加工工艺,可制得黏度≥3.5 Pa.s,缺口冲击强度≥40 kJ/m2的高黏度高强度聚酰胺材料。此外,还解决了聚酰胺热氧老化和加工流变性差的问题。     

Vienna-Type DMA of High Resolution and High Flow Rate

A variant of the Vienna DMA (Winklmayr et al. 1991 Winklmayr, W., Reischl, G. P., Lindner, A. O. and Berner, A. 1991. A New Electromobility Spectrometer for the Measurement of Aerosol Size Distributions in the Size Range From 1 to 1000 nm. J. Aerosol Sci., 22: 289–296. [CROSSREF][CSA][Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar]; Reischl et al. 1997 Reischl, G. P., Makela, J. M. and Necid, J. 1997. Performance of Vienna Type Differential Mobility Analyzer at 1.2–20 Nanometer. Aerosol Sci. Technol., 27: 651–672. [CSA][Taylor & Francis Online], [Web of Science ®] , [Google Scholar]) with inner and outer electrode radii of 25 and 33 mm, and a conventional trumpet inlet diameter of 97 mm has been tested. It incorporates a reduced pressure drop sheath gas exhaust system that enables reaching flow rates approaching 4000 L/min. Several new additional flow features are included to delay the transition to turbulent conditions. A cylindrical geometry with a DMA length L of 97 mm (distance between the aerosol inlet and outlet slits) is seen to keep the flow laminar up to the highest Reynolds number achieved, though showing slight signs of flow quality deterioration at about Re = 20,000. An equally long DMA with an inner electrode shaped as a 5° cone caped by a spherical dome remains stable up to the highest Reynolds number achieved. It is expected to continue this trend to considerably higher flow rates. Both these long configurations exhibit line widths close to the ideal Brownian diffusion limit, reaching FWHH of 4% for a particle mass diameter of 1 nm. A short DMA with an axial length L of 18 mm and an inner electrode shaped as a 5° cone caped by an ellipse of 3/2 aspect ratio remains also laminar at the highest speeds attained, and exhibits FWHH as small as 2.4%. It departs moderately from ideal behaviour at small flow rates, presumably due to its non-cylindrical geometry. More serious departures observed at high Reynolds numbers may perhaps be due to flow unsteadiness radiated into the working section by sound waves from the turbulent exhaust region. This is the first report of a DMA capable of excellent resolution at 1 nm, yet with a sufficiently wide and long working section to enable (in principle) covering the size range up to 100 nm.