Limit analysis of extended reach drilling in South China Sea

Extended reach wells （ERWs）, especially horizontal extended reach well with a high HD （horizontal displacement） to TVD （true vertical depth） ratio, represent a frontier technology and challenge the drilling limitations. Oil and gas reservoir in beaches or lakes and offshore can be effectively exploited by using extended reach drilling （ERD） technology. This paper focuses on the difficult technological problems encountered during exploiting the Liuhua 11-1 oil field in the South China Sea, China. Emphasis is on investigating the key subjects including prediction and control of open hole limit extension in offshore ERD, prediction of casing wear and its prevention and torque reduction, φ244.5mm casing running with floating collars to control drag force, and steerable drilling modes. The basic concept of limit extension in ERD is presented and the prediction method for open hole limit extension is given in this paper. A set of advanced drilling mechanics and control technology has been established and its practical results are verified by field cases. All those efforts may be significant for further investigating and practicing ERD limit theory and control technology in the future.     

基于模糊综合法的L-CNG加气站风险评价研究

以某L-CNG加气站为例,结合行业的安全标准规范,采用模糊综合评价法,从LCNG加气站的人员、设备、环境3个方面考虑影响L-CNG加气站安全的13个主要因素,确定评价指标和权重集的计算方法,建立了L-CNG加气站安全评价体系,通过计算求出评价总分,以达到风险辨识的目的。通过运算结果分析,模糊综合法在L-CNG加气站风险评价中的应用是可行的。     

Water-Based Drilling Fluid Technology for Extended Reach Wells in Liuhua Oilfield,South China Sea

Abstract

To reduce the dependence of oil-based drilling fluids for extended reach well drilling, a newly developed water-based drilling fluid system has been used to drill the extended reach wells in Liuhua oilfield located in the east of the South China Sea. Based on numerous experiments, the formulations of this water-based system for various sections of extended reach wells were determined, and several key characteristics, such as lubricity, inhibition, and rheological properties, were evaluated. Using the well Liuhua 11-1-21 (A4) ERW3 as an example, the field applications of this water-based drilling fluid are elaborated in this article. Laboratory experiments and field tests indicate that this kind of specially formulated KCl/polymer system not only possesses excellent shale inhibitive character, but also has proper rheological parameters, good lubricity, and strong ability of anti-contamination for calcium ions. Hence, it can meet the demands of extended reach drilling operations in this area. A unique and integrated technology of water-based drilling fluids for extended reach well drilling in Liuhua oilfield has been formed.     

基于漏失压力极限法的压力衰竭气藏大位移水平井井身结构设计

地层压力衰竭气藏在油气压力下降后,岩石特性参数以及地应力会发生改变,如果沿用压力未衰竭时的井身结构设计方案将会导致井身结构设计不合理,易发生井漏、井塌等井下复杂情况。为此,在分析压力衰竭地层大位移水平井钻井难点与对策的基础上,将井筒最大液柱压力与漏失压力平衡作为初步确定套管下深的约束条件,同时考虑循环当量密度的影响,建立了压力衰竭气藏水平井井身结构设计方法,并在莺歌海盆地东方1-1气田进行了现场应用。研究结果表明:(1)井内压力平衡的上限取漏失压力,其值等于水平最小主地应力;(2)水平最小主地应力将随着气藏开采地层流体压力的降低而减小;(3)套管下入极限深度受到钻井液循环当量密度(ECD)的制约,即随着水平段的延伸,环空压耗将增加至压漏临界点深度;(4)东方1-1气田主力储层地层压力衰竭严重,井身结构优化后采用四开井身结构,使得3个不同压力体系的储层不同存于一个裸眼井段,有效地降低了井下复杂情况的发生概率。结论认为,该方法可为压力衰竭气藏的大位移水平井井身结构设计提供理论依据。     

南海流花超大位移井套管磨损预测方法

在超大位移井的钻进过程中,造斜段的技术套管会发生严重的磨损问题。建立了超大位移井技术套管磨损后剩余壁厚的定量预测方法。根据能量原理,即套管内表面的磨损体积与旋转钻柱在相同位置所作的功成正比,建立了技术套管磨损体积与井眼轨迹、钻具组合、机械钻速、转速、钻进井段长度及套管磨损系数之间的函数关系。在假设磨损截面为新月形的条件下,根据磨损截面的几何关系,建立了套管磨损深度与体积之间的关系。应用一口超大位移井的实测数据对建立的模型进行验证,结果表明该模型可以用于超大位移井技术套管磨损深度的预测。根据研究结果,简要说明了套管防磨技术的主要方法。     

利用模糊综合评价法进行断层封闭性预测

断裂带对油气成藏和分布起着至关重要的作用.它不仅可以作为油气聚集过程的遮挡物形成油气藏,而且可以作为连接烃源岩与圈闭之间的纽带和桥梁,但同时又可以对早期形成的油气藏起到破坏作用.因此,断裂在油气成藏中的作用主要取决于断层的封闭性.利用模糊综合评价法对琼东南盆地2号断裂带的乐东段、陵水段和松南-宝岛段进行了断层封闭性的综...     

基于模糊综合评判法的欠平衡钻井方式优选

欠平衡钻井是一种提高钻速、发现和保护储层的钻井技术,也是一项投资较大的系统工程。在实施欠平衡钻井前,对待评估地层进行不同欠平衡钻井方式的筛选评价,可提高钻井的成功率和经济效益,有效避免工程投资风险。基于不同欠平衡钻井方式的优缺点和适应性,综合选择了多个技术性和经济性参数作为评价指标,利用隶属函数将参数量化,引入加权模糊评判运算模型,建立了简便的欠平衡钻井方式优选模糊综合评判模型。评判模型对不同的欠平衡钻井方式进行了量化判断,克服了以往主观认识定性评价的缺陷。最后以大庆油田外围地区为对象进行实例计算,模型评价结果与现场情况符合较好。     

基于模糊综合评判法的地下储气库方案优选

地下储气库的设计方案涉及因素多,必须对方案从整体上进行综合评价,建立正确的决策模型,从而客观合理确定优选方案.介绍了改进层次分析法及模糊综合评价法的原理,提出了将改进层次分析法和模糊综合评价相结合的决策模型.将该决策模型应用于北京某地下储气库方案优选,在优选过程中考虑了影响地下储气库建设方案的8个主要因素,对备选的6个方案建立了“优、良、中、差”4个评价等级,利用改进的层次分析法确定了各因素的权重,并对各方案进行了模糊综合评价.结果表明该决策模型所选方案与实际所选方案一致,说明了该决策模型的适用性.     

模糊综合评价模型优选完井方式研究

完井方式的选择受多种因素的制约,如产量、净现值、完井成本、完井产能、边底水锥进、储层岩石坚 固程度等,各因素间存在着不确定性、随机性以及模糊性。通过采用相对偏差模糊矩阵、模糊层次分析法 及非线性模糊矩阵合成算子,改进了模糊综合评价模型。其模型综合了各种因素,并权衡技术、经济等指 标,对完井方式进行了综合评价,分析求取了最优完井方式的隶属度。改进后的模型评价其结果与实际更 为相符,验证了该模型的可行性及可靠性,具有评价优势。     

抽油泵故障树及模糊综合评判组合分析研究

故障树分析可以描绘出系统失效和零部件失效的逻辑因果关系,能够给出抽油泵中影响可靠性的一些共性因素。对于实际运行的抽油泵系统,又有一些特殊的个性因素(不确定因素)影响其可靠性。作为研究不确定信息手段的模糊理论可以弥补故障树分析和评估中的不足。文中将故障树分析和模糊综合评判分析相结会,建立了组合分析法,并对抽油泵进行了可靠性分析。根据有关文献中给出的故障树分析结果,进行了实际分析计算。实际应用表明,将故障树及模糊综合评判用于抽油泵的可靠性分析及评价是可行的,其分析评判结果可作为制定提高抽油泵可靠性的依据。     

辽河油田水平井完井方式适应性分析

为了研究不同类型油藏水平井完井方式的适应性,结合辽河油田不同油藏类型水平井完井技术现状和现场应用情况,分别对巨厚稠油水平井完井结构和注汽效果、严重出砂水平井完井结构和防砂效果及薄层边底水稠油油藏和薄层边底水稀油油藏水平井的完井方式进行了分析和评价,优选出了适用于不同油藏类型水平井的最佳完井方式,对于提高辽河油田水平井开发效果具有十分重要的现实意义,可以作为水平井完井方式选择的参考。     

模糊综合评判法在水驱开发效果评价中的应用

注水油藏水驱开发效果评价是提高有效注水、分析油藏开发开采水平和提出下步合理调整措施的重要依据。传统的评价方法大多是基于行业标准和矿场实际情况对某些影响水驱开发效果的生产指标进行分析来评价油藏开发效果,这种方法对不同流体性质、不同储层物性、不同开发阶段油藏水驱开发规律的差异性和整理评价性体现不够。本文在充分考虑油藏地质特征和开发动态的基础上,参考行业标准,结合机理模型数值模拟方法,筛选影响厚层砂岩油藏注水开发效果的12种重要参数,构成水驱开发效果指标评价体系,引入模糊综合评判法,建立厚层砂岩油藏水驱效果评价方法。评价指标的权重计算应用层次分析法,评判矩阵中单因素评价向量的确定采用因素评判矩阵法。利用此评价方法对B油田注水开发效果进行评价,结果认为该油田目前水驱效果较差,与油田实际开发动态相符,注水有待进一步加强和细化。文中所用评价方法简单、实用,可以为油藏今后的开发调整提供依据。     

渤海油田浅层大位移水平井钻井关键技术研究

渤海A油田浅层大位移井最大水垂比为2.98,突破了渤海湾水垂比的现有极限。其浅部地层疏松,井眼轨迹控制难度大,泥岩易水化膨胀,频繁出现倒划眼困难和下套管遇阻等复杂情况。针对以上问题,在定向井轨迹设计、大位移井安全钻井周期、井身结构优化、大位移井摩阻扭矩及钻井液性能等方面进行了技术研究。结果表明,采用大位移井均布设在外排井槽,保持井斜角为73°～76°、浅部地层使用大弯角马达,深部地层使用旋转导向进行钻进,大位移井安全钻井周期约为32 h,建议钻进过程中提高机械钻速;井深在4 000～4 500 m的大位移井,推荐采取五开井身结构;反演得到大位移井套管内摩阻系数为0.25、裸眼内摩阻系数为0.35～0.40,推荐Φ244.48 mm套管选择69.94 kg/m(47 PPF),作业时可根据实际情况选择部分漂浮、全漂浮+旋转以及部分漂浮+旋转这3种下套管方式;储层段采用"预防为主+防堵结合"思路,在传统的无固相钻井液中加入超细碳酸钙,提高承压封堵性能及储层保护性能。该研究成果对于浅层大位移井的设计和施工具有一定参考意义。     

压裂酸化井层模糊综合评价模型的改进与应用

针对传统模糊综合评判法在压裂酸化选井实际应用中暴露出的不足,采用相对优属度矩阵、模糊层次分析法及非线性模糊矩阵合成算子,改进了模糊综合评价模型。改进的模糊综合评价模型可综合考虑各因素的影响并权衡技术、经济等指标,求取压裂井层的优属度。改进模型的评价结果与实际相符,具有评价优势,可为现场优选压裂方案及优选压裂酸化井层提供理论依据。     

流花油田超大位移井泥浆泵设备能力分析研究

为了满足环空携岩需要,使井眼得到充分净化,开展了泥浆泵设备能力分析研究。根据钻井水力学理论,在各井段最小排量确定的基础上,建立了泥浆泵泵压、泵功率预测模型。依据该预测模型和流花油田B3ERW4超大位移井的实际钻井情况,计算得出了各井段满足携岩需要的泥浆泵泵压和泵功率,并对流花LH11-1油田的实际泥浆泵设备能力进行了校核。研究结果表明,目前Nan Hai Tiao Zhan号钻机所配备的12-P-160型泥浆泵不能满足超大位移井的井眼净化要求,同时该研究也为进一步合理选配泥浆泵设备提供了科学依据。     

大位移井钻井技术风险程度灰元价值综合评价

现文把灰色物元、价值工程与功效评价系数体系相结合,构造一个灰色价值综合评价模型来评价大位移钻井技术的风险程度,并用实例说明了其可行性和实用性.     

用多层次模糊综合评判法确定单层剩余油分布

针对非均质多层砂岩油田高含水后期的剩余油分布高度零散、影响因素多、识别难度大等问题,在对影响剩余油分布的地质及开发因素综合分析的基础上,结合不同研究区块的动静态资料情况,提出了利用多层次模糊综合评判法识别单层剩余油分布的有效方法,并在大庆油田高含水后期三次加密试验区剩余油研究中得到成功的应用。经新钻检查井资料检验,单层剩余油识别符合率为81.4%,为非均质多层砂岩油田单层剩余油分布研究提供了新的方法。     

垂直管流压降梯度算法优选综合评判模型中权向量的确定

应用模糊数学方法,选取Orkiszewski等8种相关式、考虑了含水率等7种影响因素建立了垂直管流压降梯度算法优选综合评判模型模型框架。以斯伦贝谢公司的PipSim2003为计算平台,采用正交试验结合方差分析、主成分析的方法,利用方差贡献率可作为评判的权重向量这一观点,经过计算,得到了优选综合评判模型的一个权数矩阵。     

中国南方海相残留盆地勘探风险分析与选区评价

中国南方发育有下海上陆的多旋回生储盖组合,总体形成了震旦系-下古生界及中-上古生界2套大的海相成藏组合;平面上形成以江绍-十万大山断裂为界的南、北两大成藏区,其中北区发育2套组合,南区发育中-上古生界1套组合。平面上古油藏与油气显示分布受古隆起控制,油气成藏经历了加里东-海西期生油、印支期裂解成气、燕山-喜马拉雅期调整与改造3期以上事件。现今保存的海相油气藏具有明显的残留特征。综合分析认为,南方海相普遍存在勘探程度低、技术尚不成熟、油气成藏规律认识局限等方面的风险,其中常规油气勘探风险相对较高,海陆叠合盆地勘探风险相对较低,非常规页岩气勘探风险最低,并由此对南方海相进行了评价与有利区带优选。     

应用模糊聚类分析法预测原油加工方案

运用模糊聚类分析法,对待加工原油的9项性质与已评价过原油的性质进行归类分析。以待加工原油性质最接近的原油特性作为确定加工方案的依据。与西部9种原油相比,待加工原油与南疆原油具有较高的相似度。