气体钻井井筒与地层流动耦合分析

气体钻井具有提高机械钻速、降低储层伤害等特点,是开发低压低渗油气田的有效方法。为了分析气体钻井钻开储层时流体的流动规律,基于可压缩流体不稳定流动理论以及地层渗流力学理论,建立了该过程中井筒与地层的耦合流动模型,并结合边界条件与初始条件对模型进行了数值求解。最后,结合钻井实例分析了不同工况下井内流体的流速分布规律和压力分布规律,结果表明,不同的钻井工况在经历一定时间的不稳定流动后都有达到稳定的趋势。     

螺杆钻具在充气欠平衡钻井中的输出特性研究

欠平衡钻井在低压油藏中已得到较好的应用。在充气欠平衡钻井过程中，气体的注入量对马达的输出特性影响较大。因此，了解气体注入量对马达输出特性的影响显得异常重要。充气欠平衡钻井时，钻井液在充入气体前密度、粘度等变化导致了充气欠平衡钻井中在不同气液比情况下马达输出特性发生改变。通过建立马达等效模型求出环空当量直径，从而求出不同气液比时马达的压力降，并得到不同气液比情况下马达压降、扭矩、转速、功率等输出特性。并且对这些输出特性进行比较，得出了马达的各种输出特性随气液比增加的变化规律:马达压降减少，扭矩减小，转速增加。该研究成果为提高欠平衡钻井马达的工作效率提供了理论依据。     

低压低渗透气饱和煤层的应力敏感性及解吸渗流机理

本文从煤层的微孔隙结构描述出发，结合煤层气的吸附及解吸机理，分析了煤层渗透性对煤层气开发的关键性作用，明确指出目前阻碍我国煤层气成功开发的最关键环节是煤层的低渗透性。进而讨论了我国煤层低渗透性的普遍原因，指出我国煤层低渗透性的普遍原因是裂隙被气体饱和的压力封闭型构造应力所约束，并给出了这种约束作用对目前我国煤层气开发的限制程度。     

考虑接头的钻柱摩阻扭矩分析

钻柱接头的直径大于管体直径,在通常情况下钻柱与井壁间的接触发生在接头上.建立考虑接头钻柱的力学模型,并用迭代法进行求解,成功地分析了考虑接头钻柱在钻进、起钻、下钻、空转及倒划眼时与井壁的接触力、摩阻扭矩,并能预测各接头处接触力的大小、方向.通过与现场试验数据相比较,对钩载的预测误差小于5%,对扭矩的预测误差小于7%.该模型为预测钻柱摩阻扭矩提供了一个快捷准确的方法.     

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柴达木盆地东部气田是我国陆上第四大气田,产层属于第四系涩北组,储层岩主要为粉砂岩、泥质松砂,少量细砂岩。储层泥质含量高,成岩性差,胶结疏松。产量稍大就会引起气井出砂严重,地面设备、管线均受损,大大限制了气井产能的发挥。气层单层厚度薄,但总厚度大,气、水关系复杂。针对气田的储层特征,文章系统评价了气层“五敏”伤害的机理和程度;并对气层钻井、完井、射孔、修井 、生产等各个施工过程中的工艺技术特点,诊断出了气层所存在的潜在储层伤害类型和伤害机理,提出了预防气层伤害措施和建议。     

低压欠平衡钻井-勘探钻井技术发展新动向(待续)

从世界石油经济和供求前景分析出发,得到了石油工业上游领域必须重视难拿储量、重视改造挖潜、重视增产增效、重视提高探井水平的结论.从这些必须要重视的技术领域出发,分析了地质特点、储层特点和经济技术特点,指出了完成这些艰巨任务必须要采用低压欠平衡钻井技术.最后介绍了国外低压欠平衡钻井技术发展的现状及存在问题,结合西南石油学院近7年的储备研究成果,介绍了我国低压欠平衡钻井技术发展的重点和方向.     

井底漫流场数值模拟研究

理论研究、台架实验和现场经验表明：井底流场的特性与钻井效率、钻井安全、钻头寿命等有着密切的关系。而喷嘴几何形状、喷嘴布置方式是决定井底漫流场是否合理的关键因素。为了发展有预见性的定量化井底流场研究技术，应用热流理论井底漫流场进行了数值模拟。模拟结果与台架实验对比表明，井底漫流场数值，模拟能比较客观的反映不同喷嘴组合、不同侧倾角、不同后倾角条件下几股射流的相互作用情况，可为评价井底流场的优劣、钻井效率的高低提供一定的理论依据。     

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对井剖面地层岩石可钻性的确定直接影响到钻头选型和钻速预测,然而,现有的研究岩石可钻性的微可钻实验存在较多问题。现有的岩石微可钻性实验一般通过取心在室内常温常压下进行,脱离了地下高温高压环境后的岩心不仅不能代表地层的可钻性,而且这样的可钻性数据离散、随机、有限、成本高。但若能建立基于岩石物理参数的岩石可钻性预测模型,必将能缓解可钻性评价中存在的这些矛盾。尽管利用测井资料估算岩石可钻性时,由于岩石结构的复杂性以及不适当的参数化工作使测井估算的可钻性也存在不少问题,但利用测井资料获取岩石可钻性的方法能够提供逐点可钻性数值,既能反映出整个钻井剖面岩石可钻性变化的趋势,又能反映出不同地层间的变化规律,而且成本低。鉴于此,推导了利用声波测井资料预测岩石可钻性的计算模型,并结合 Ｓ油田实际资料开展了钻速预测方法研究。     

井底多相介质中S135钢腐蚀影响因素分析

模拟空气钻井中高温高压多相介质腐蚀环境,考察了温度、Cl^-含量、Ca^2＋含量、Mg^2＋含量、空气压力、钻屑量、钻屑粒度、转速、pH值对S135钢的腐蚀影响。结果表明：腐蚀速率随温度、Cl^-含量、Ca^2＋、Mg^2＋含量、空气压力或转速的升高而增大,在低温或低压下,腐蚀为均匀腐蚀;高温或高压下,呈现非均匀腐蚀现象。随腐蚀介质中钻屑量的增多,钢片磨蚀作用增强,腐蚀速率逐渐增大;钻屑粒度越大,则其磨蚀作用越强,腐蚀越明显;均匀混合的钻屑较单一级配的钻屑对钢片的磨蚀程度大。腐蚀速率随pH值的升高而降低,碱性条件有利于防腐。灰关联分析结果表明,各影响因素作用由大到小依次是：温度〉pH值〉空气压力〉Cl^-含量〉钻屑量〉转速〉Ca^2＋、Mg^2＋含量〉钻屑粒度。     

灰岩在三轴变围压循环压缩中的变形特征研究

 岩石在周期荷载作用下的力学性能是影响岩体工程长期稳定性的重要因素之一,需研究循环荷载作用下岩石的特性及演化规律。首先采用声波纵、横波波速测量方法,对岩样进行筛选。设计灰岩在施加不同围压和恒定循环上限应力作用下,三轴变围压循环加卸载下岩石变形特征测试方案。三轴变围压循环试验在GCTS–1000型岩石力学测试系统上进行,通过对试验结果的分析表明：(1) 灰岩在变、恒围压加、卸载循环中,形成一封闭的塑性滞回环。在轴向变形上滞回环面积逐次缩小;而变围压循环在径向变形上滞回环面积逐次增大,而恒围压循环在径向变形上滞回环面积几乎相等。(2) 在三轴变围压循环压缩试验中,围压增加和循环上限应力不变,残余变形量随着循环次数的增加而呈现出一个递减的趋势,轴向应变和径向应变的发展趋势是相反的。(3) 在整个循环加卸载过程中,各个加卸载阶段变形模量值不同,卸载阶段变形模量高于加载阶段变形模量。(4) 变围压循环加、卸载阶段变形模量的值大于恒围压循环加、卸载阶段下变形模量的值。通过试验,揭示灰岩在三轴变围压循环下,加载和卸载2种力学状态时变形特性的差异。同时分析变围压循环和恒围压循环状态下岩石弹性参数的差异性。