重馏分特征化对油气藏流体相态特征模拟计算的影响

目前最常用的重馏分特征化方法是直接将C7＋（或C11＋）按伽马分布函数中指数分布延伸,即常常直接将伽马分布函数的形态系数值取为1。不同类型的油气流体,这样处理未必能与实际的重馏分组成分布实现最佳匹配,有可能使状态方程预测的相行为出现严重的偏差。以实测油气流体的烃组成数据为基础,运用热力学分布函数预测理论,借助WinPorp相态模拟软件,通过延伸北海油田等多个实际油气烃类体系C7＋和C11＋重馏分中各窄馏分的组成分布,分析伽马分布函数形态系数取值对C7＋和C11＋不同碳数重质组分延伸起点的适应性,以及不同延伸计算结果对相态模拟的影响,说明正确的重馏分特征化方法对相态模拟的重要意义,并给出改善重馏分特征化合理性的建议。     

气体钻井MMWD随钻测量方法研究

气体钻井中EM-MWD技术受复杂地层影响大、信号衰减快和抗噪声能力差,导致其信号测传深度受限,为此提出了在气体钻井中利用钻杆作为微波波导实现井下参数随钻测量与信号传输的MMWD技术。在研究钻杆内高频波传输特性与影响微波传输的主要因素基础上,优选了微波频率并验证了其适用性,得到了可在钻杆中传播的8个波形及其衰减系数,研制出了MMWD样机,并开发了配套的控制处理软件。该样机在元坝气田元陆x井进行了多次下井试验,单次入井无故障工作时间达120.0 h,总工作时间234.0 h,最大测传深度超过3 000.00 m,测传的井下温度数据基本符合地层温度分布规律,且测传井斜角与测井井斜角也较为吻合。研究表明,MMWD技术弥补了EM-MWD技术测传深度受限的不足,测量结果准确可靠,为气体钻井提供了一种新的高效随钻测量手段。      

硬脆性泥页岩地层气体钻井最小注气量影响因素分析

气体钻井由于其低压,具有机械钻速高、避免井漏、消除泥页岩水化及保护储层等不可比拟的优势,目前已受到钻井界越来越多的青睐。但该技术在川西地区三叠系须家河组硬脆性泥页岩钻进过程中,经常发生井下掉块、崩落等现象,造成扭矩增大、钻具憋跳,严重时可能造成井壁坍塌、卡钻、埋钻等井下事故。目前气体钻井对于该类地层钻井可供借鉴经验并不多,还缺乏理论和实践的指导。通过对泥页岩性能分析,并建立与其相对应的单位时间岩屑量方程与安全携岩最小注气量的关系,结合修正的携岩模型进行数值模拟,计算结果与川西某区块实际钻进情况较为吻合。这对今后该地层硬脆性泥页岩钻进最小注气量和机械钻速提供了重要的参考依据。     

井眼扩径条件下气体钻井风险研究

气体钻井具有机械钻速高、避免井漏以及保护储层等常规钻井不可比拟的优势,目前在国内外得以大范围的应用。但由于气体钻井井筒内压力几乎为零,容易引起井眼的坍塌扩径,为此,应用ＣＦＤ软件模拟不同注气量以及钻头处于扩径段不同位置时井筒中的流场分布,并结合现场实际应用,提出了起下钻过程中当钻头进入扩径段时增大注气量,并放慢钻具运动速度,充分冲刷扩径段堆积岩屑,并且选用牙轮钻头保障大颗粒岩屑能够通过钻头周围的空隙回落到井底重复破碎,保证井眼的清洁。这为扩径段气体钻井过程中注入参数调整以及井筒净化等提供了重要依据,为气体钻井的安全实施提供了保障。     

储层孔隙结构分形特征与损害研究

采用泡压法测试得到储层岩石的孔隙结构特征,其包含多种储层损害内部和外部控制因素,能够反映连通喉道渗流分布特征,在此基础上建立分形维数计算方法,并对孔隙结构进行描述;进行水锁实验和应力敏感性实验,研究分形特征与储层损害之间的相关性,实验结果显示分形维数越大,水锁损害率和应力敏感损害率越高。     

基于孔隙结构分形特征的水锁损害预测新方法

水锁损害是致密砂岩气藏最主要的损害类型,损害一旦发生则难以完全解除,会严重影响气藏的发现、评价和开发,因此,对储层水锁损害程度进行准确的预测极为重要。运用泡压法测试得到了储层岩石的连通喉道对渗流能力的分布,反映了不同含水饱和度下的渗流特征;在此基础上,建立了包含多种水锁损害控制因素的孔隙分形维数计算方法;最终建立起了基于孔隙结构分形特征的水锁损害预测模型,便可容易地计算不同含水饱和度下的渗透率损害率。应用该模型对四川盆地西部上三叠统须家河组岩心的水锁损害进行了预测,结果显示：对于该类储层,只要保证直径大于1 μm的喉道连通,返排压差高于0.3 MPa,就能保证水锁损害率低于30%。由此表明新方法能够更准确地反映水锁损害程度。     

充气钻井随钻测量脉冲信号衰减规律

基于两相流体模型,考虑相界面的动量和能量交换、各相重力及管面黏性剪切力等封闭条件,建立充气钻井随钻测量(MWD)脉冲信号衰减的数学模型。利用小扰动理论求解数学模型,得到钻井液脉冲信号传播速度和衰减系数计算模型,模型计算结果与现场试验实测的脉冲信号衰减结果吻合较好。利用该模型计算并分析了钻井液脉冲信号衰减的影响因素,结果表明,持气率、系统压力和脉冲频率是影响钻井液脉冲信号衰减的重要因素。低持气率(0～5%)时钻井液脉冲信号的传播速度随持气率的增加而迅速降低,随着持气率的持续增加,其变化逐渐趋于平缓;而其衰减系数则随着持气率的增加逐渐增大,并在达到最大值之后开始下降。相同持气率时,高系统压力下钻井液脉冲信号具有更快的传播速度;低系统压力下钻井液脉冲信号的衰减系数随持气率增加上升速率更快。钻井液脉冲信号传播速度和衰减系数随脉冲频率的增加而逐渐增大,并都在脉冲频率大于100 Hz后逐渐趋于一个较高的稳定值。     

超高温地热井钻井泡沫抗高温性能研究

OLKARI地区地热井地层温度高达350℃,主要采用泡沫钻井,然而其低压和超高温的特点可能造成泡沫流体相态变化,目前没有针对相变条件下泡沫流体抗高温性能的研究。基于超高温地热井泡沫钻井的特殊性,进行了泡沫重复发泡实验、高温失效时间测定实验,实验表明,发泡剂在单个钻井循环周期内具有良好重复发泡性能。若泡沫在循环过程中存在相态变化,也能保持良好重复发泡性能,为超高温地热井泡沫钻井流体的相态分析提供了实验依据。     

钻遇多压力系统气层溢漏同存规律研究

钻遇多压力系统气层,多个不同地层压力系数的漏层、喷层常同存于一个裸眼中,钻进过程极易发生溢漏同存的复杂情况。目前国内外对多压力系统气层溢漏同存的研究,往往局限于现场堵漏压井处理工艺技术。文中阐述了多压力系统气层溢漏同存时的物理规律,并根据井筒环空多相流的理论建立了数学模型,系统总结了气液两相流型转换准则和不同流型的压降计算公式,得出了不同工况下多压力系统气层溢漏同存时的井筒环空压力曲线,以及气液两相流型沿井深的分布。计算结果表明:溢漏同存时井筒环空压力迅速下降,溢流态势更加严重;井筒环空的液体流量急剧减少,气体迅速向上滑脱和运移,导致气液两相流型分布变化较大,模拟结果对现场溢漏同存处理技术具有重要的指导意义。     

基于油水两相渗流的地层流体复合注水井试井模型

目前,注水井试井以单相渗流为基础,缺乏考虑含水率、水驱前缘半径等参数,以及缺乏分析地层性质与流体性质的变化对压力特征曲线影响。根据质量守恒原理,结合注水井岩心归一化相渗曲线,建立含水饱和度与相对渗透率关系,以油水两相流渗流理论为基础,建立地层流体复合注水井试井模型,通过Laplace变换,利用Stehfest数值反演得实空间解,绘制了压力和压力导数双对数样板曲线,分析水驱前缘半径、油水两相驱前半径缘、两相区含水率、两相区含水饱和度等注水油藏重要参数对试井曲线的影响,讨论流体性质与地层性质的变化对试井曲线的影响。研究结果对认识注水油藏的物性参数及注水情况起到重要作用,为注水油藏进一步合理注水开发提供依据。