深水井控的七组分多相流动模型

针对深水井控的特点,考虑深水钻井外部的多温度梯度环境和天然气水合物相变,将井筒内流体分为7种不同组分,建立了七组分井筒多相流控制方程。利用全尺寸实验井对井筒多相流动规律和井筒压力计算精度进行了验证。以墨西哥湾Mississippi Canyon井钻井工况为例,应用所建立的七组分多相流动模型算法,从溢流和井喷过程模拟、压井过程模拟及天然气水合物相变对井控参数影响等几个方面对深水井筒多相流动规律进行了分析。模拟发现,气体在沿井筒上升初期膨胀量比较小,进入隔水管内后开始明显膨胀,越靠近井口膨胀越剧烈。从溢流发展到井喷可分为3个阶段：井涌发展阶段、井喷阶段和井内喷空阶段。在井涌阶段末期,井底压力、泥浆池增量、隔水管内的气体体积分数等会发生剧烈变化,在极短的时间内演化为井喷。在深水压井过程中,由于节流管线内气体交换效应,节流压力的调节速度要高于陆地井控。由于水合物的生成,减小了泥浆池增量,降低了关井套压,给溢流的检测及气侵程度判断带来困难。     

双通道钻杆反循环钻井方法在深水钻井中应用的可行性探讨

以陆地双通道钻杆反循环钻井技术为基础,结合深水钻井工艺特点,设计了深水双通道钻杆反循环钻井工艺流程及关键设备;计算分析了双通道钻杆反循环钻井方法应用于深水钻井中的优势,探讨了该方法应用于深水钻井所面临的技术难题,并提出了解决措施。这些研究成果对双通道钻杆反循环钻井方法应用于深水钻井具有借鉴意义。     

油气井二氧化碳腐蚀的缓蚀研究

在实验室内采用挂片法和电化学法,评价了FHH-02,956和BUCT三种缓蚀剂对油气井二氧化碳腐蚀的缓蚀效果.实验结果表明,缓蚀剂具有选择性,BUCT缓蚀剂针对江苏油田油气井产出水的缓蚀效果较好,腐蚀速率可以从3.06 mm/a降到0.11 mm/a,缓蚀率达96.5 %.     

早期溢流及漏失的新型及时高精度监测计量系统

溢流和漏失是影响油气钻井施工安全的最为严重的两种复杂情况,常用的溢流和漏失监测方法存在着监测不及时、溢流漏失总量计量精度低的缺陷,有可能因为发现不及时或者处理不当而造成井塌、卡钻、井喷等复杂事故。为此,在对比分析钻井现场常用的几种溢流和漏失监测方法的基础上,设计出了一种具备早期监测报警、溢流漏失速度和漏失总量计量以及自动灌浆功能的新型溢流漏失监测计量系统,并通过室内实验验证了该系统的可靠性。研究结果表明:(1)该系统的监测罐被分割为主、副两个腔室,井筒返出钻井液一部分通过主腔室返回振动筛,另一部分溢流进入副腔室;(2)副腔室内部横截面积小,大大提高了液位变化反应的灵敏度,能够更加及时地发现溢流和漏失;(3)主腔室出口管线水头保持不变,出口流量稳定,通过副腔室内液位的变化可以定量地计算溢流漏失速度和溢流漏失总量,溢流漏失速度监测误差小于8%;(4)起钻过程中,监测罐内钻井液在自重作用下进入井筒,可以始终保持井筒满液位,消除了灌浆不及时和灌浆不满的不良现象。结论认为,新型溢流漏失监测系统可以有效地发挥地面测量优势,报警及时准确且经济实用。     

Simulation of gas kick with high HeS content in deep well

The phase transition, from asubcriticalstate to a gaseousstate, of the natural gas with high H₂S content and thesolubility of the H₂S component in the drilling fluid will make the multiphase flow behavior very different from the pure natural gas-drilling fluid two-phase flow under the gas kick condition in a deep well. With consideration of the phase transition and thesolubility of the H₂S component in the natural gas, a multiphase flow model is established. Thesimulation analysis results indicate that, for a typical case of a well depth of 4 325 m, the density of the 100%-H₂S natural gas can be 4 times higher than that of the 0%-H₂S natural gas, and thesolubility of the 100%-H₂S natural gas is 130 times higher than that of the 0%-H₂S natural gas. These will make the detection of the gas invasion more difficult. While the invasion gas moves up along the wellbore to a certain position, the phase transition and the release of the dissolved gas may cause a rapid volume expansion, increasing the blowout risk. The calculation results alsoshow that the risks of a gas kick can be reduced by increasing the wellhead back pressure.     

低渗气藏中分支水平井的产能预测公式

采用齐成伟的环形裂缝群复势通式,重复陈小凡等人的推导过程,得出了低渗气藏中分支水平井的产能预测公式。该预测公式可以严格退化为陈小凡等人的低渗气藏水平井产能修正公式。     

控制压力钻井技术应用研究

控制压力钻井(MPD)是已在国外得到应用的一种先进钻井技术,该技术能够解决复杂地层钻井中出现的复杂问题,提高钻井效率,降低钻井成本.介绍了MPD钻井技术的目标、优点和实现方法,加深了对MPD技术的特征及相关概念的理解,为研究和发展这一技术提供了理论基础.介绍了MPD技术的多种应用形式及其适用条件,为一口井设计与实施MPD技术的应用提供了可筛选的方案.MPD技术的应用需要配套的设备、监控系统和水力学程序相互配合才能完成,其中,配套的设备是应用MPD技术的首要条件.对MPD技术的相关设备进行了介绍,为MPD技术的应用提供了装备基础.     

井内喷空工况压井方法研究

钻井中井内钻井液喷空是一种严重的井控事故,由于常规井控方法无法使用,研究井内喷空时的非常规压井方法就十分必要。通过研究压回法、动态压井法、动力压井法与动量压井法等4种方法的原理和工艺过程,对每种压井方法的适用性及特点进行了总结和比较。根据以上比较和总结,得出了井内钻井液喷空工况下非常规压井方法的优选方法,并对现场空井实施非常规井控提出了切实可行的措施和建议。