钻井全过程井筒-地层瞬态传热模型

井筒-地层温度是影响井筒压力控制、井壁稳定性预测、井下动力钻具与测量设备优选的关键因素之一。基于钻井液循环和停止循环期间井筒-地层各单元控制组件能量交换机理,建立了实际钻具组合与井身结构条件下循环和停止循环期间井筒-地层传热耦合数值模型。结合1口深井基础数据,分析了循环与停止循环期间井下温度分布规律。研究表明：套管下深长度对井筒温度影响较大,在套管段随着循环和停止循环时间增加,环空温度几乎不变,而在裸眼段随着循环时间增加环空温度降低,随着停止循环时间增加环空温度逐渐升高;循环期间钻井液对地层温度的扰动距离为2.8m,而停止循环期间扰动距离为4.6m。     

气井零液流量可视化试验研究

零液流量气提流动是产水气井中一类独特的持液流动现象,是油管中由于微量液体长时间逐渐地积存形成了液柱,而气体流速又不足以将液体带出井筒所致,表现为井筒中存在2相流气提区,而井口处的液体流量为零。该现象气液2相流动滑脱损率为100%。其现场意义在于它相当于积液气井气举排水过程中始喷点的概念。给出该流动现象的压降和持液率计算数学模型,并设计建立总高为16ITI、内径040mm的可视化试验台架模拟该物理现象。试验采用先进测试手段采集得到其流型图片以及压降、井口压力、注气量、持液率等数据。通过理论计算与试验数据对比,验证该理论模型的正确性;给出算例,模拟计算实际气井零液流量气提流动和无滑脱气液2相流动,从而得出规律性认识。该研究成果对于指导严重积液气井气举排水采气设计以及优化注气量有积极的意义。     

川西须家河组致密砂岩高温后微组构特征及对力学性能的影响

高温热处理致密砂岩能改善其渗流能力,是致密气开发的潜在技术,但同时会改变岩石力学特性,导致并壁失稳等工程问题.选取川西须家河组致密砂岩试样,对常温及100℃～1200℃热处理后的试样开展三轴压缩实验,结合热失重分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)获取的微组构特征,探究致密砂岩高温后微组构特征及其对力学性...     

川西彭州地区雷四段储集层构造裂缝特征及定量预测

川西彭州地区雷四段储集层构造裂缝发育,但其分布特征不清楚,严重影响雷四段天然气的高效开发。利用露头、岩心和岩石薄片观测,描述了储集层构造裂缝的发育特征,采用有限元方法模拟了喜马拉雅运动期的构造应力场,基于岩石破裂准则和弹性应变能预测了雷四段储集层构造裂缝的发育情况。结果表明,储集层构造裂缝以剪切裂缝为主,裂缝走向主要为北东—南西向、北西—南东向、近南北向和近东西向,裂缝延伸长度主要为10~70 m,构造裂缝密度主要为5~10条/m,喜马拉雅运动期生成的裂缝大都未被充填。喜马拉雅运动期雷四段最小水平主应力、最大水平主应力以及差应力分别为72.30~106.50 MPa、126.00~183.47 MPa和48.51~92.46 MPa。研究区断裂带预测构造裂缝密度远超过15条/m,雷四段预测构造裂缝密度主要为5~11条/m,背斜高部位的构造裂缝密度较两翼低,说明研究区裂缝的分布同时受构造位置和断层的控制。构造裂缝密度预测结果与实测结果的相对误差为4.2%~10.7%,预测结果可靠,为彭州地区雷四段碳酸盐岩气藏的勘探开发提供了地质依据。     

QL1井井底突发性岩爆动力学机理及动态演化过程

氮气钻井钻遇致密砂岩高压裂缝圈闭导致井底岩爆是四川盆地西部白马庙构造QL1井恶性井喷事故的根本诱因。利用研究井壁失稳的理论方法来进行井底岩爆的动力学机理分析，并借助Visual Basic语言和Matlab软件编程，进行了岩爆的动态演化模拟。研究认为，当井底逐渐接近高压裂缝圈闭的过程中，裂缝面周向应力和径向应力差值逐渐增大，主应力之间的差值所引起的剪应力增长使裂缝面产生压剪破坏及压剪-拉伸复合破坏，直至破坏区连通井筒，高压气体携带大量碎屑喷入井内，释放大量能量，产生井底岩爆。该研究成果系统解释了QL1井录井监测参数的异常变化，其研究结果不仅可为岩爆的防治提供理论基础，而且在石油工程领域为深部岩体动力学失稳研究提供了一个新的视角。     

深井钻井随钻测量压力脉冲信号传播规律研究

针对深井钻井过程中面临的随钻测量难题,从井筒钻井液流动基本控制方程出发,综合考虑壁面剪切力、重力和黏性耗散作用,提出了深井钻井随钻测量压力脉冲传播速度和衰减系数的解析计算模型。建立了水平管压力脉冲模拟试验装置,模型计算结果与试验结果吻合较好。研究表明,脉冲频率、钻井液塑性黏度、流速对传播速度和衰减系数的影响明显,较低的脉冲频率、钻井液塑性黏度、流速有利于降低压力脉冲的衰减。深井钻井中,高温高压环境下的钻井液密度动态变化对压力脉冲的传播和衰减有着不可忽视的影响,受密度分布的影响,压力脉冲频率和衰减系数沿井深变化,并随循环时间的不同在下部井段呈现出差异。     

欠平衡钻井随钻储层监测评价技术研究

通过对储层欠平衡钻井过程中流体、压力及各项钻井参数的随钻监测和实时解释评价,可以实时获得储层的多项特征参数并综合判断井筒工况条件.为此,首先研究了储层欠平衡钻井随钻监测原理及流体、压力、钻井参数和钻井液监测的系统组成,然后研究了井筒压力、地层压力、储层产能、井筒欠平衡状况评价的基本原理和方法,最后探讨了该项技术在欠平衡钻MRC井、欠平衡钻井安全监测与风险控制,及欠平衡钻井随钻完井决策等方面的应用.研究结果表明,欠平衡钻井随钻储层监测评价技术有助于准确快速识别评价产层、判断欠平衡钻井条件和井下复杂,提高欠平衡钻井工艺水平和综合效益,具有良好的应用前景.     

欠平衡钻井录井监测技术研究

随着欠平衡钻井技术的广泛应用,常规综合录井设备、技术与方法已经无法满足现场录井工作的需求。文中分析了在欠平衡钻井条件下,常规综合录井技术与方法的不足;针对欠平衡钻井过程中出现的一些监测技术难题,如井底压力与欠平衡状态的监测,以及气体钻井过程中井下燃爆与地层出水的监测等方面进行分析与探讨;对欠平衡钻井条件下的录井监测提出了相应的配套技术与方案。通过研制的欠平衡地面监测系统,可以对欠平衡钻井过程中的关键参数进行监测,从而提高录井信息的完整性与准确性,弥补了常规录井技术的不足。通过现场多口井的应用和推广,取得了良好效果。     

控压钻井井筒压力控制技术初探

常规钻井技术钻遇压力衰竭或复杂地层时,经常遇到钻井液安全密度窗口窄,并引起漏、喷、卡、塌等井下复杂问题。控压钻井(MPD)通过控制井筒环空循环流体介质的流量与流态、井口施加压力等因素,结合环空压降模型计算,使环空压力保持在一定的范围,就可以降低甚至避免这些钻井问题,减少非钻井作业时间,提高钻井效率,降低作业成本。     

NP2-82井欠平衡随钻储层评价初探

为了探明南堡2号构造潜山南断块奥陶系含油气情况,在NP2-82采用注气控压欠平衡钻井,并应用随钻压力监测和随钻储层评价技术。通过随钻地层压力测试技术地层压力系数为1.027,通过地面压力检测和井筒多相流计算获取了实时井筒液柱压力剖面并有效的控制井底欠平衡状态和井筒流态,同时通过注入与产出气量监测、气体组分监测、随钻地层压力测试、井筒液柱压力计算和随钻储层参数解释技术,得到NP2-82井奥陶系渗透率范围(0.001～32)×10-3μm2,平均渗透率在0.741×10-3μm2,储层介质类型为主要为裂缝型灰褐色灰岩,评价结果与钻后测井数据吻合较好。