盐间非砂岩储气层井控技术

1井控的技术要求 1)合理的地面设备钻头穿过油气层,特别是水平穿过油气层,由泥浆与油气层的密度差作用,导致泥浆严重气侵(如果泥浆密度很高,泥浆也会气侵).当气侵泥浆循环到离地面500～600m时,气体开始膨胀,当气侵泥浆到地面时,体积增400～500倍,所以合理的油气分离器十分重要.当气体循环,接近地面时,气体膨胀必然导致环空静液压力的变化,井口必须有良好的井控装置实现节流循环.根据盐间非砂岩有些次生裂缝压力异常低的特点,可以设计欠平衡钻井.     

盐间非砂岩储气层井控技术

1)合理的地面设备钻头穿过油气层，特别是水平穿过油气层，由泥浆与油气层的密度差作用，导致泥浆严重气侵(如果泥浆密度很高，泥浆也会气侵)。当气侵泥浆循环到离地面500-600m时，气体开始膨胀，当气侵泥浆到地面时，体积增400-500倍，所以合理的油气分离器十分重要。当气体循     

国外泥浆除气器发展概况

一、前言 在油气井钻进过程中,泥浆往往会被井中的天然气或空气所污染,比重因此急剧降低,井筒内的泥浆静柱压力减小,于是就有可能引起井喷的危险。同时,气侵也使泥浆的粘度增高,从而加大泵送设备的负荷,增加泵的磨损,造成泵送系统的超载和损坏。     

控制泥浆帽钻井泥浆帽高度影响因素分析

在控制泥浆帽钻井过程中,主要通过泥浆泵调节泥浆帽的高度实现对井底压力的控制。以多相流理论和控制泥浆帽钻井基本原理为基础,建立了环空多相流计算模型,并利用有限差分法对模型进行了求解。通过仿真算例,讨论了气侵时间、排量、钻井液密度、初始井底压差、气相渗透率、井深、钻井液黏度等对泥浆帽高度的影响规律,结果表明:气侵时间越长、排量越小、钻井液密度越小、初始压差越大、气相渗透率越大、钻井液黏度越小,需要调整的泥浆帽高度越大;在其他条件相同的情况下,井越深,泥浆帽高度的峰值出现得越晚。研究结果为控制泥浆帽钻井过程中泥浆帽高度的合理调节提供依据。     

控压钻井技术在漏涌同存地层的应用

为了解决某油田活跃沥青层造成钻井复杂情况的难题,在A井、C井分别应用了恒定井底压力控压钻井技术和加压泥浆帽控压钻井技术,对控压钻进、控压接立柱时的回压施加方式和井底压力变化、加压泥浆帽钻进的施工工艺进行了介绍。通过对施工工艺的描述,分析了气侵对钻井液密度和井底压力的影响,对加压泥浆帽施工过程中的参数变化、现象进行了分析和判断;根据施工参数分析和温度测井结果解释,分析了漏失层层位;结合地质研究成果和沥青层地层压力测试数据,分析了沥青层的成因和沥青层压力,总结了解决沥青侵造成复杂的3种方案。这为下一步的施工提供了经验,指出了需要研究的方向。     

碳酸盐岩地层重力置换气侵特征

碳酸盐岩地层钻井中,重力置换气侵时常发生,会对井底压力产生影响,若控制不当,重力置换气侵则会引起井喷事故。根据气-液两相流理论,建立了井筒气侵计算模型及气侵边界条件和初始条件;通过对井底不同进气量模拟,得到了重力置换气侵井底压力、泥浆池增量及井筒不同深度含气率的变化,得到了井口回压对重力置换的影响;通过改变边界条件,得到了重力置换气侵转变为欠平衡气侵时井筒流动参数的变化。研究认为,当井底压力控制不当时,重力置换气侵会转变为欠平衡气侵,井底压力、泥浆池增量和井底含气率会发生突变,造成井筒压力失控,对过平衡钻井重力置换气侵认识及控制具有指导意义。     

钻井气侵工况压力信号波动特征实验研究

钻井过程中基于地面测量信息的气侵工况识别存在判别时间严重滞后问题。实时准确地判断气侵工况的需求促进了井下随钻测量技术的发展,但国内外对气侵工况下井下随钻测量的压力信号波动特征研究甚少。本文自主研发了钻井复杂工况模拟实验装置,并开展了钻井气侵工况模拟实验,采用概率密度、小波、频谱、相关性等信号分析方法,探讨压力信号波动响应特征与气侵工况的关系。分析结果表明：气侵工况发生时,压力信号幅值波动剧烈,压力信号频谱图的低频段产生复杂频率成分,相邻测点的压力信号呈现很好相关性;应用小波多级分解的d9频段细节信号可定位气侵工况发生时刻;井下随钻压力波动信号响应特征可实时有效判断气侵工况,缩短气侵判别时间。     

压力波气侵检测理论及应用

压力波在气-液两相流中传播速度模型被分析和研究表明:压力波在气液两相流中传播速度远低于在纯液与纯气中传播速度.在一定的井深及泥浆性能等情况下,对于一定的地层进气量,在环空中将出现对应的气液两相流型及对应的气体上升速度.根据压力波在环空中传播时间变化情况,通过求解气液两相流偏微分方程组,可以在地层气体侵入井眼不久即可检测出气侵高度及气体含量.本方法比传统方法发现气侵的时间早得多.     

关于现代井控技术中几个问题的探讨

本文阐明了现代井控技术的特点及其必须遵循的一个原则和九个配套,并对允许关井套压、溢流量与套压、气侵对泥浆柱压力的影响和井涌时的关井方法等四个问题进行了讨论。     

川西深井协同控制立压与套压循环排气研究

考虑压力波速、井底压力响应时间、气体滑脱等因素,结合立管压力与套管压力对U形管的共同作用原理,通过协同控制立管压力与套管压力,建立了抑制井底气侵的控制方程。提出了协同控制套管压力-补偿环空压降模型,利用计算机编程对其求解。以某深井钻井为例,结果表明,气侵量增大、气侵发现延迟,套管压力呈现增大趋势; 气侵从井底循环出井口的过程中,套管压力呈现先增大后减小的控制趋势; 当井底出现气体时,立管压力首控同套管压力首控比较,4 000 m井深的首控时间可节约75.4%,这是由于立管中未遭受气侵,几秒内可将立管压力作用于井底,而套管中遭受气侵,呈现多相流动形式,井底接受套管压力的响应时间滞后数十秒; 发现气侵后,首控立管压力,抑制气侵发生,同时微调套管压力,可达到快速抑制气侵的目的。     

高含硫地质环境钻井硫化氢气侵规律研究

针对硫化氢的特殊物性,研究了硫化氢组分、气体偏差因子、硫化氢黏度等重要的物性参数对气侵两相流的影响.运用气液相流的原理和方法,建立了硫化氢气侵时环空气液两相流流动模型,研究了硫化氢气侵时井底压力和井筒压力的特征及变化规律,并用实例对理论模型进行了验证,进而分析了气侵时钻井液密度、钻井液黏度、井口回压、井底气侵速率等重要参数对井底压力的影响规律.在确定钻井液附加密度时,应充分考虑硫化氢气侵对井底压力和井筒动压的影响规律,其结果会更加合理.     

声波气侵早期检测技术

过去钻井中都是通过气测仪，泥浆液面法，泥浆出口流量差法检测气侵，往往发现得太晚。本文通过对声波在气侵两相流中的传播速度的研究，运用其传播规律帮成检测仪，在中原油田全尺寸实验井进行了实验，效果较好，从而提出了依据气侵时间及声波在环空内的传播时间变化及有关模型来确定气侵高度及井底含气率的结论为井控提供了可靠的依据。     

深水钻井浅层气气侵井喷流体仿真研究

以深水钻井钻遇浅层气发生气侵、水下井口井喷为研究对象,通过理论分析了不同水深、不同埋藏深度的浅层气发生气侵后钻井液液柱的压降,并考虑了温度、压力的影响,结合FLUENT流体仿真研究了浅层气从水下井口喷出的速度以及浅层气喷出井口后在海水中的质量分布特征。结果表明：浅层气气侵后钻井液液柱的压降会随着气侵程度的增加而增大,温度、压力会减小气侵后钻井液液柱的压降,但主要体现在浅层气埋藏较浅、气侵程度较低的情况下。不考虑温度、压力影响,计算得到的压降较大,导致调整钻井液密度可能过重,循环排气时存在压漏地层的风险;当浅层气气侵井眼后会形成“环状流动”的现象,并迅速占领井眼,到达水下井口时的速度达到最大;当埋藏压力相同的情况下,埋藏较浅的浅层气喷出时的速度更大,更为危险;随着埋藏压力的增大,浅层气喷出速度随之非线性增大,达到480 m/s左右的速度后,增长放缓;浅层气从水下井口喷出后,呈现出不同的发展阶段,到稳定阶段后会形成扩散状“气柱”,并不断向海水中扩散,可能形成水合物,也可能溢出海面。     

超重泥浆压井方法

利用比重大于正常压井泥浆比重的泥浆压井,可以降低套压及地层所受的压力,是防止地下井喷的一种有效手段。本文给出了确定超重泥浆比重及用量的方法,推导和研究了立管压力的计算公式和变化规律。     

后效分析在录井现场的作用

在后效录井时,由于受工程的影响,用累积泵冲法可以较准确地计算油气上窜速度和上窜高度,为工程井控提供可靠的依据;测量后效时录井仪要准确采集气测和钻井液参数,收集其它后效特征资料,如槽面显示情况、泥浆流动类型等;根据后效录井时的气测数据、泥浆参数及槽面显示等分析流体性质和流体压力,有利于解释油气水层、指导井控及对已钻油气层的地层原始压力、压力监测等方面进行定性评价。     

用井口声纳进行声波气侵检测

钻井过程中迅速检测气侵对安全高效钻并非常重要。本文介绍一种根据声波脉冲－回声技术研制成功的新型气侵检测系统。计算机模拟和全尺寸试验结果显示，该系统可检测到深度达１６４００ｆｔ处很小的气侵量。该系统是一种地面装置，不论泥浆是否循环，它都能正常工作。     

注空心球多梯度钻井气侵快速识别分析

为研究注空心球多梯度钻井中分离器位置等关键参数对气侵识别时间的影响,文章考虑多梯度钻井参数、井筒与地层间能量交换对井筒内混合流体的物性参数、气液两相流的瞬态传热过程与流动规律的影响,建立了多梯度钻井瞬态气液两相流新模型,研究了不同多梯度参数对气侵识别时间和井底压力的影响规律,并对在不同影响因素条件下的气侵时间进行了无量纲对比分析。结果表明：在不同空心球体积分数、密度或分离器级数条件下,溢流量和井底压力变化包括“线性分布”和“指数分布”2个阶段;在不同分离器位置条件下,溢流量和井底压力变化包括2个“线性分布”阶段和1个“指数分布”阶段;指数阶段中钻井液池递增速率显著增大可以作为气侵识别的早期信号;0.8 m³溢流量作为气侵监测的阈值时,空心球体积分数的影响最为显著,其溢流量变化规律作为气侵早期监测的依据会更准确;分离器数量的影响程度最小。该研究成果可以为注空心球多梯度钻井的早期气侵监测提供理论参考,对下一步的井筒压力有效干预提供重要依据。     

气侵初期环空压力瞬态变化规律研究

文章在考虑了气侵初期水锤效应对井底压力影响的基础上, 建立了水锤——漂移流综合模型来准确描述气侵过程中环空压力的瞬态变化规律,并采用复合差分格式对该模型进行求解。结果显示气侵发生初期地层气体迅速进入井筒会引发气液交界面以上钻井液柱产生水锤效应,导致环空压力升高并随时间周期性波动,波动振幅随瞬态气侵速率的增加和瞬态气侵时间的减少而增大,而波动频率仅随瞬态气侵时间的减少而增大;在气液交界面以下的两相流区域内环空压力随时间近似线性降低。此外,地层渗透率、井底负压差越大,井眼尺寸越小,则瞬态气侵速率越大,水锤效应越显著,两相流区域内的环空压力下降速度越快。气侵初期的井底压力变化为早期气侵检测提供了可靠的理论依据。     

基于立压套压的气侵速度及气侵高度判断方法

为防止钻井井喷失控,针对钻井气侵情况,从井涌及压井过程中井筒溢流特性出发,建立了气液两相流气侵计算模型,给出了不同时期的初边值条件,采用有限差分法求解。模拟结果表明,钻进期间立管压力与气侵速度和气侵高度呈一一对应关系,常规压井期间套管压力与气侵速度和气侵高度呈一一对应关系。基于以上原理提出了钻进期间立管压力法和压井期间套管压力法,利用相关系数判断钻进及压井期间不同时刻的气侵速度及气侵高度。并开发了计算机自动判断气侵速度及运移高度系统,为气侵参数的判断提供了理论依据。TE21 文献标识码: A     

碳酸盐岩油气藏气侵早期识别技术

针对海相碳酸盐岩油气藏钻井过程中钻遇裂缝孔洞发育储层时,井筒流体与地层流体置换效应形成的复杂流动造成的气侵识别困难,从钻井过程中气体侵入方式研究入手,探讨了各种气侵方式的侵入机理、发生工况及其相互联系,提出了直接侵入方式下含硫天然气侵从定性研究到定量化研究的思路和方法,研究了气体沿井筒的运移、膨胀规律,即气体在上升过程中越接近井口气体膨胀越剧烈。在此基础上,通过对气侵发生时的井筒环空气液两相流动井底压力变化特征进行模拟,揭示了气侵初期在深井小井眼段井底压力会出现小幅上升后下降的变化规律,提出了以井下实时环空压力随钻测量仪器监测井底压力变化对比正常趋势线来识别和预警气侵的方法。利用该方法,可以在气侵第一时间实现预警,为碳酸盐岩复杂油气井安全钻井提供了有效保障。