中东某区块盐岩地层蠕变缩径的力学分析与应用

在统计中东某区块钻井过程中主要事故和复杂情况的基础上,发现盐岩蠕变、软泥岩流动的控制是解决复合盐膏层钻井技术难题的关键.文章应用Norton蠕变模型,建立了盐岩地层井眼半径随上覆岩层压力、钻井液密度、地层温度、裸露时间变化的解析解,并由此导出了一定蠕变速率下钻井液密度的确定方法.最后结合中东某区块的实钻资料绘制出了推荐现场使用的盐岩地层钻井液密度图版,为该地区能有效抑制因盐岩蠕变发生缩径卡钻等复杂事故提供了理论依据,对该地区井深2 950 m左右的钻井液密度的确定提出了具体方案,对现场有一定的指导意义.     

深水钻井水下防喷器组配置选型研究

深水防喷器组是保障深水钻井作业安全的重要装置,与陆地相比其配置有所不同,因此有必要开展该方面的研究,以便为我国开展深水钻井作业设计提供有价值的指导。参阅了国外深水钻井作业实践和相关资料,并统计了全球最大的深水钻井承包商Transocean公司典型深水钻井船的防喷器组配置情况。在此基础上给出了不同水深时深水防喷器组的推荐配置,包括压力级别、配置方式、质量和高度等,可以作为深水钻井防喷器组配置的参考。     

高温井地层破裂压力计算技术

地层破裂压力的准确预测是安全快速钻井的首要前提，国内外对此进行了大量深入细致的研究，提出了多种预测地层破裂压力的方法，但没有考虑高温井温度变化对破裂压力的影响。通过研究钻井液循环与地层产生热交换而引起的地层温度变化及由此产生的热应力，建立耦合温度的地层破裂压力计算新模式，定量分析了温度变化对破裂压力的影响规律，并用实例进行了对比分析，分析结果表明：新的破裂压力预测模式可大大提高破裂压力的预测精度。     

动态钻井液混合器混合机理研究

钻井液密度动态调节技术是海洋压力控制钻井的重要组成部分,其中高效混合器是主要的部件。利用解析法得到了混合器内纵向涡剪应力的简化计算公式,并以此分析,获得了影响纵向涡混合的因素;对海水射流在低流量时对纵向涡的穿透深度进行了分析。结果表明,利用Y形射流和纵向涡配合可以收到很好的混合效果,Y形射流相互切割,破碎流体组分,纵向涡通过折叠、拉伸完成重钻井液和海水的高效混合。该项研究为设计钻井液混合器提供了技术指导。     

深水表层动态压井钻井液增黏剂的研制

针对海洋深水表层钻井过程中钻井液用量大的技术特点,研制出了适用于动态压井钻井液的增黏剂ZVS,并在此基础上构建了深水表层动态压井钻井液体系。室内研究表明,研制的增黏剂在基浆中预先钝化后不起增黏作用,可满足动态压井钻井液体系基浆的可泵送性;当与加入激活剂的大量海水混合后,增黏剂迅速发挥增黏作用,能满足海洋深水钻井的需求;构建的动态压井钻井液体系基浆具有良好的可泵送性,经海水稀释并激活后,能满足深水钻井的要求。     

高密度防气窜水泥浆

针对南海莺琼盆地地质条件复杂，钻探井深在5000 m以上，井下温度高，地层压力大，压力层系多，易发生气窜等问题。以丁苯胶乳、发气剂作为防气窜外加剂，以1200目铁矿粉作为加重剂，以硅粉控制水泥石强度衰退，研究出了一种新型抗高温防气窜高密度水泥浆体系。结果表明：所研制的水泥浆密度可达2.35 g/cm³、抗温可达180 ℃（BHCT）、失水量可降至70 mL/30 min左右，早期抗压强度高达14 MPa以上，易于保证封固质量；水泥浆的流变性好,稠化时间可调，且稠化时间受温度波动、水质变化以及前置液污染的影响在可控范围内。因此，该水泥浆能够满足现场施工要求；水泥浆的自由水小于0.5%，养护后水泥石没有发生体积收缩且上下密度差较小，具有良好的浆体稳定性和凝结固化稳定性；水泥浆凝固过程，稠化过渡时间短（t_{100 Bc}-t_{30 Bc}＜15 min)，稠度阻力系数值小于0.110，气窜阻力达2.28 MPa，能有效防止气窜。     

海洋深水表层动态压井钻井液体系研究

为了满足海洋深水钻井液用量大以及作业平台的限制,动态压井作业模式被广泛应用。针对动态压井钻井液体系,采用可钝化激活的增粘剂开展了研究,构建了动态压井钻井液体系。室内研究表明:构建的动态压井钻井液体系基浆具有良好的可泵送性,经海水稀释并激活后,能满足深水钻井的需求。     

深水海底浅层喷射钻进过程中钻压与钻速关系

深水喷射法下表层导管过程中机械钻速与地层强度、钻头结构和水力参数等因素密切相关,钻压是影响机械钻速的主要因素之一。为了研究喷射法钻进施工过程中钻压与机械钻速之间的关系,开展了一系列喷射法下导管的模拟试验,来探索喷射过程中钻压与钻速的之间影响规律。通过对大量试验数据的处理和分析,建立了适合南海白云区域海底浅层的钻压与机械钻速之间关系模型。利用建立的钻速计算模型,在白云6-1-1井进行了现场应用。利用理论模型推荐出的最佳钻压和最大机械钻速数据与实测数据吻合良好。现场应用结果表明,文中研究成果能够为海洋深水喷射法下表层导管施工提供科学依据。     

地层温度下疏松砂岩酸溶实验研究

生产测试表明，文昌油田6个疏松砂岩储层都存在不同程度的储层伤害，欲进行酸化解堵。6个储层岩石与盐酸、土酸、氟硼酸、醋酸的酸溶实验表明，储层岩石均可溶蚀但程度不同。同种酸液不同浓度溶蚀率不同，不同酸液溶蚀率也不同；不同酸液的有效成分溶蚀了岩石的不同组成，包括岩石骨架、基质和胶结物。4种酸对疏松砂岩溶蚀率不同的原因与酸的强度、浓度、反应条件以及岩石的成分有关，用四种酸液酸化疏松砂岩会影响储层岩石强度进而影响油井寿命，应慎重使用。     

节理破碎地层井壁稳定的离散元分析

由于节理破碎性地层,井眼很容易出现复杂情况.利用离散单元法中动态松弛法把非线性静力学问题化为动力学问题求解,通过可变形单元模型处理节理岩体的离散元法对煤层井眼周围的应力、位移及裂缝张开情况进行了分析计算.对于裂隙面间的渗流计算程序则采用的是二维离散元UDEC程序.通过计算发现,合理的钻井液密度对井壁稳定起着重要作用,钻井液性能也极为重要.