钻井液流变参数计算方法及现场应用软件开发

钻井液流变模式的合理选择和流变参数的准确计算是钻井液优化设计的前提.针对目前比较常用的4种钻井液流变模式,分析了流变参数的常规计算方法及回归分析计算流变参数的方法;利用回归分析的数学方法,对4种流变模式下流变参数进行了数据处理并开发了计算机软件,通过计算机软件计算流变参数及其相关系数,输出各流变模式的流变曲线,从而实现流变模式优选,最后应用DN204井钻井液数据进行了实例验证.     

非均匀海流、表面波与内孤立波共同作用下钻井隔水管准静态分析

针对我国南海内孤立波活动频繁的实际情况,建立了非均匀海流、表面波和内孤立波联合作用下钻井隔水管的准静态分析模型,并分别采用Airy线性波理论和两层流的Kd V理论计算表面波和下凹型内孤立波的速度和加速度,利用有限差分离散和LU分解法求解钻井隔水管的静态微分方程。方法验证结果表明,本文方法与其他文献结果吻合较好,具有较高的可靠性。实例分析结果表明,表面波和内孤立波分别在相位角为12°和0°时对隔水管的准静态性能影响最大;内孤立波使上层流体中隔水管的横向偏移、弯矩、Von Mises应力大幅增加;在内孤立波波谷对应深度附近,隔水管弯矩呈"台阶状"突变,剪力呈"尖峰状"突变;内孤立波振幅越大、上下两层海水密度差越大,内孤立波对隔水管受力与变形的影响越剧烈。建议加强我国南海各油气区内海洋内孤立波的监测和预测,更好地指导海上钻井隔水管安全作业。     

一种三维地层流体势的计算方法及其应用

流体势是控制地层烃类运移和聚集的重要因素。综合利用三维地层压力和Hubbert流体势模型建立了三维地层流体势的计算方法,即利用测井约束地震反演求取三维地震层速度体,结合已钻井的测井资料,以单点算法假设和克里金插值算法为基础求取三维地层压力,然后根据三维地层流体势和三维地层压力的对应关系计算得出三维地层流体势。以胜利油区博兴洼陷高89井区为例,对其三维油势进行计算,进而分析油势的分布特征及其在预测油气优势运移方向和有利聚集区带中的应用。研究结果表明,与常规的流体势等值线图相比,该方法计算的三维地层流体势在横向和纵向上的精度较高、连续性较好,便于得到各深度及各层位切片上的流体势分布特征,预测的油气低势区与实际生产情况较为吻合。     

高温高压气井生产管柱内气体参数分析

高压高产气井管柱内的流体参数对于气井生产动态分析具有重要的意义.考虑气体参数之间的相互影响和实际气井的井身结构、井斜、油管变径等因素,采用将井筒分段迭代的数值解法,以塔里木油田大北202井(高温高压气井)现场采集资料为依据进行了实例计算,得出了气井生产管柱内气体压力、温度、密度、流速等参数在不同产量下随井深的变化曲线,...     

利用层速度预测砂泥岩地层孔隙压力单点算法模型

提出一种利用层速度预测砂泥岩地层孔隙压力单点算法模型,并介绍其部分应用情况.该方法以有效应力定理为基础,首先,建立层速度与垂直有效应力的关系模型;然后,由层速度直接求取垂直有效应力;最后,通过有效应力定理由上覆岩层压力和垂直有效应力求取地层孔隙压力.该方法不需要建立正常压实趋势线,使用简单,适合于资料极少的预探区.实际应用表明,对泥岩为主的新生界砂泥岩地层预测效果良好.     

三维上覆岩层压力计算方法研究

 提出一种基于单点算法假设的三维上覆岩层压力计算方法,能够利用三维密度数据准确计算三维上覆岩层压力。首先,利用测井约束地震反演技术求取三维密度数据体;然后,以单点算法和空间插值为基础利用密度反演数据逐点计算上覆岩层压力梯度;最后,再次借助空间插值技术重构三维上覆岩层压力体。该算法将单井约束和地质分层信息相结合,有效提高三维上覆岩层压力场的计算精度。根据三维上覆岩层压力计算方法编制相应的计算机程序,以酒东盆地营尔凹陷的一地震勘探区域为例计算该区域的三维上覆岩层压力梯度,并与该区域上的已钻井的单井上覆岩层压力梯度进行对比分析。对比结果证明该方法计算精度较高,可以满足工程需要。     

基于四参数流变模式的套管下放速度分析

固井下套管作业中,井底压力平衡与波动压力的大小密切相关。套管下放速度是影响波动压力的主要因素,因此确定合理的套管下放速度,对安全固井具有重要的意义。基于下套管工况,以先进的四参数流变模式为基础,利用窄槽模型,根据井筒流体流动的连续性和相应的边界条件,得出窄槽模型下的环空流量,以此流量与常规模型下得到的流量相等为条件,建立套管最大安全下放速度计算模型。模型验证结果显示,该模型计算的套管安全下放速度与实例井套管下放速度误差在10% 以内,表明该计算模型具有一定的精度,可以为现场固井下套管作业提供参考。     

长沙岭构造带三维地层压力计算方法及分布规律

长沙岭构造带是酒东盆地重要的油气勘探区,构造带内普遍存在异常高压。提出了一种基于单点假设的三维地层压力计算方法,能够利用三维层速度数据准确计算三维地层压力,并运用该方法对长沙岭构造带的三维地层压力进行计算分析。首先建立了构造带内几口重点探井的单井地层压力剖面,确定了合适的模型参数;其次对构造带的三维地震资料进行反演,获得了该区域的三维层速度数据;然后根据三维地层压力计算方法编制了相应的计算机程序,计算了长沙岭构造带的三维地层压力;最后结合计算的三维地层压力数据,对长沙岭构造带地层压力分布规律进行了系统分析。分析结果符合地层实际。     

四参数模式流变参数准确计算方法及其应用

通常根据牛顿流体所得剪切速率计算非牛顿流体流变参数,计算结果存在误差,不利于准确描述钻井液流变性及提高水力计算精度,因此需要修正其剪切速率。根据四参数流变模式本构方程,运用幂级数展开理论推导,得出了流体在水平旋转运动中的流变规律及剪切速率表达式。编制了流变参数计算程序,根据剪切速率计算式迭代修正剪切速率,再利用修正的剪切速率回归计算流变参数。应用不同类型钻井液数据及一组水力实测数据对文中计算方法进行了流变分析及水力计算评价。结果表明：未修正的剪切速率误差较大,修正剪切速率后所得流变参数能够更好地描述钻井液流变性;运用剪切速率修正后所得流变参数进行水力计算,压降计算精度提高0.5 MPa,井底附加循环当量密度（ECD）与实测数据吻合更好,表明该方法具有一定的理论与应用价值。     

巴喀地区防塌钻井液技术的研究与试验

通过开展X-射线衍射分析以及滚动回收率和膨胀率实验,分析了巴喀地区地层黏土矿物理化性能变化规律。针对巴喀地层岩性特点和钻井液使用技术难点,结合现用的几种钻井液体系(分别为聚磺钻井液、聚醚多元醇钻井液和胺基聚醇钻井液),主要开展了常规性能、抑制性能和封堵防塌能力的评价,并采用最佳配方钻井液在柯21-平1井进行了现场试验。实验结果表明,煤层黏土矿物含量较高,且以伊/蒙混层为主,要求钻井液在煤层井段应具备强抑制性,下部应具备封堵防塌能力。优选出抑制性和封堵防塌能力均最好的胺基聚醇钻井液体系配方为(4%~5%)膨润土+0.5%胺基聚醇AP-1+0.5%铝基聚合物防塌剂DLP-1+(0.8%~1%)水解聚丙烯腈钠盐NaHPAN+0.5%NaOH+(0.3%~0.5%)羧甲基纤维素CMC+(3%~4%)阳离子乳化沥青+3%磺甲基酚醛树脂SMP-1+(3%~5%)磺甲基酚醛树脂SMP-2+3%褐煤树脂SPNH+2%无侵入保护剂BST-2+3%磺化单宁SMT+(2%-4%)磺化腐殖酸铬PSC,其API滤失量4.2mL,高温高压滤失量为12mL,能有效抑制泥岩水化膨胀,具有良好的封堵防塌能力。柯21-平1井的现场试验结果表明,煤层段钻井过程中未发生井下复杂事故,成功钻穿多套煤层及含煤地层,同时,还确保了定向钻井时的井壁稳定,使钻井周期明显缩短,且钻井液性能易于维护,操作简单,满足了煤层井段安全钻井的要求。图2表6参3