页岩气水平井井筒清洁技术的难点及对策

页岩气储层采用水平井钻井和大型加砂压裂能够获得增产,但气井井筒堵塞的问题也频繁出现,如何清除钻塞作业残余的桥塞碎屑及砂粒,确保页岩气井井下生产通道的畅通,成为气井安全生产的重要环节。为此,在分析水平井井筒清洁生产技术现状的基础上,总结了页岩气水平井井筒清洁处理面临的技术难点,结合当今世界页岩气井井筒清洁技术的进展,对清洁工具及工艺、工作液性能进行技术攻关,研发了清洁处理工具,提出了清洁处理技术对策,并对其现场应用效果进行了评价分析。研究结果表明:①所研发的针对大通径桥塞处理的套磨打捞一体化工具,可实现工具入井后对大通径桥塞的套铣、打捞一次性作业;②形成的换向旋流冲砂工艺在长水平段中作业时能避免砂粒沉降,能实现将砂粒冲洗出井筒的目标;③常压及高压井可以选用气井返排液、KCl、CaCl2溶液等作为工作液,而低压井则可选用泡沫流体作为工作液;④对于低压井,通过优化设计局部压差打捞工具形成局部压差吸附的方式带动井内碎屑物或沉砂进入工具内部,进而完成打捞作业。结论认为,所形成的适合页岩气水平井的井筒清洁工艺技术为后期大规模页岩气井筒清洁处理奠定了基础。     

常压电磁感应加热油管清洗工艺与装置研究

介绍一种采用循环水做清洗介质,旋转机械刷做除油工具,电磁感应加热为辅助除油手段的油管常压清洗工艺技术。在详述工艺流程的基础上,提出这种工艺方法中影响油管清洗质量和清洗速度的主要工艺参数,以及他们之间的相互作用规律。经过与国内同类工艺手段类比分析证明,油管常压清洗工艺技术在安全、环保、高效、节能等四个方面具有显著技术优势。     

招远市黄金生产对水环境的影响及对策

招远市地处胶东半岛西北部,面积1433.18km2,人口56.55万人。黄金生产加工有着悠久的历史,年产量约占全国的七分之一,居全国县级市之首,被誉为“中国金都”。2004年全市生产黄金46805kg,销售收入126亿元,增加值36亿元,占全市工业增加值的31%。黄金生产极大地带动了全市经济的发展,给全市人民带来了丰富的物质文化生活,但也给水环境带来了严重的影响,使水资源的供需矛盾进一步加剧。因此,解决黄金生产过程中对水环境造成的影响,对保障招远市经济社会的可持续发展,十分必要。1.采矿对地下水的影响金矿在采矿过程中大量抽排地下水,导致矿区及周…     

水泥环完整性研究进展

水泥环位于套管和地层之间,可以支撑保护套管并且封隔地层,水泥环完整性失效会造成套管环空带压,地层流体窜流等一系列后果。通过总结国内外理论模型研究与整体密封性失效和具体失效形态及水泥环强度变化等物理实验模拟研究的进展,目前的主要面临物理实验难以模拟而理论模拟研究可信度不高的局面,最后展望了未来的发展趋势:改进实验环境更加贴近现场实际与更新监测手段是突破目前研究瓶颈的重要途径,建立完善的水泥环破坏机理模型和完整性评价体系是未来的主要方向。     

流体通道形成机理及在四川页岩气套管变形分析中的应用

本文针对四川威远-长宁页岩气区块出现的套管变形问题,提出了压裂液通过某条通道进入断层,激活断层从而造成套管变形的机理。本文重点研究了流体通道的形成条件,地质力学理论和实例分析表明,沿最小水平地应力方向的井眼,水力压裂过程中通常会形成轴向裂缝,从而形成井壁通道,页岩气大排量高泵压的施工条件下,层理张开并扩展,从而形成层理通道。根据套管变形机理,提出了3条有针对性的预防措施：加强地震资料解释,分析断层的位置和大小,优化井眼轨迹,降低套管变形几率,又能提高单井产量;在固井质量差的井段,控制施工压力,避免井壁产生轴向裂缝;在层理容易扩展井段,添加转向剂,改变裂缝扩展方向,既可以避免沟通断层,又可以加密裂缝网络,提高产量。该研究成果可为解决页岩气套管变形问题提供指导。     

新型高压水射流试验系统的研制与测试

针对水射流研究领域试验设备存在的不足,研制了一套集试验及控制功能于一体的高压水射流室内试验系统。该系统主要由高压水射流试验台、磨料供给系统、3DPIV测试系统、模拟井下围压测试系统、高压水射流试验状态监测与压力流量采集系统等子模块组成。通过不同模块组合,该系统可用于新型喷嘴设计开发,喷嘴性能测试与结构优化,非淹没条件下射流破碎靶体性能分析,模拟井下围压环境下射流冲蚀靶体性能评价,射流辅助钻井等钻进相似模拟试验与性能测试,射流发生系统结构设计、优化与性能测试,以及新型射流形成机理与射流结构分析。初步试验结果表明:该系统功能齐全、操作简单、安全性高。新型高压水射流试验系统的成功研制,为高压水射流技术在石油工程中的应用奠定了基础。     

钻井液处理剂对固井水泥浆的污染影响

深井固井中水泥浆和钻井液界面接触污染是一项危及施工安全的技术难题。为此,以川渝气田为例,有针对性地开展了固井中流体相容性的室内实验与分析。实验测定了目前常用的钻井液处理剂对常规密度水泥浆流动度、稠化时间的影响;利用红外光谱分析、电镜扫描、X射线衍射分析获得了聚丙烯酰胺钾盐(KPAM)和生物增黏剂的红外光谱数据,以及添加处理剂的水泥浆的红外光谱、电镜扫描、x射线衍射分析数据;同时还探讨了常用钻井液处理剂对固井水泥浆的污染机理。实验结果表明,KPAM和生物增黏剂等处理剂为高分子,其长链易吸附水泥浆中的水泥颗粒形成混合网状结构,造成水泥浆颗粒团聚增稠.进而失去可泵性。最后建议,进一步完善钻井液处理剂对固井水泥浆污染影响的评价实验方法,尽早形成一种能帮助解决固井水泥浆污染问题的规范标准,以便为固井前钻井液性能调整、钻井液处理剂合理选材、新的钻井液处理剂研发等提供技术参考。     

基于腐蚀时间效应的含H_2S/CO_2环境中的腐蚀速率预测模型

高含H_2S/CO_2高温高压气井中井筒油管、套管的腐蚀已成为制约井筒完整性的主要因素,一旦井筒完整性失效将会给油气田的开发造成重大影响,并可能导致严重的人员安全、环境及经济损失。由于高温高压H_2S/CO_2环境腐蚀机理较为复杂,国际上使用较为广泛和经典的DE Waard腐蚀速率计算模型已不能预测类似高温高压复杂环境下井筒的腐蚀速率。目前,实验室通常开展短期的腐蚀测试试验,并以此数据预测长期的腐蚀速率,但长期的腐蚀速率与短期腐蚀速率差异甚大。因此,为了准确地预测服役寿命周期内油套管的腐蚀状况,采用自主设计制造的高温高压材料损伤试验平台,模拟气井井筒的实际腐蚀环境,开展CO_2、H_2S腐蚀环境中的电化学腐蚀速率测试试验,研究了不同测试时间下的腐蚀速率,分析了腐蚀速率的时间效应。结果表明:在管柱服役早期,其腐蚀速率较大,随着服役时间的延长,由于形成了腐蚀产物膜以及腐蚀性气体浓度的降低,腐蚀速率逐渐降低直至稳定于某一较低值。最后,利用数理统计方法建立了考虑腐蚀时间效应的腐蚀速率预测模型,可为合理选择油套管材质和油气井的安全评价提供依据。     

水泥环径向膨胀收缩实验研究

固井水泥环径向膨胀收缩特性是影响固井界面胶结质量的关键因素之一。围绕水泥环在实际工况下膨胀收缩特性测试的技术难题,通过对测试仪釜体的升级改造,使测试仪不仅具备了传统方法测试水泥石轴向膨胀收缩的能力,而且具备了水泥环径向膨胀收缩的测试能力。应用固井水泥环径向膨胀收缩评价装置和评价方法,对川渝地区在用的韧性防窜水泥浆体系和柔性自应力水泥浆体系的膨胀收缩特性进行评价,找出了水泥浆体系的体积变化特性。同时,在不同温度压力下,对水泥浆的膨胀收缩临界点测试,为不同井段的水泥浆设计时的体系选用提供了重要的实验依据,为保障川渝油气田固井质量提供参考。