东营地区地热回灌井钻井完井技术研究与试验

为了解决砂岩热储地热水回灌难题,确保地热资源的持续开发利用,开展了胜利油田东营地区地热回灌井钻井完井技术研究。在分析热储层地质特点及回灌井钻井完井技术难点的基础上,将油田油气井的钻井和射孔完井工艺应用到地热回灌井中,进行了钻具组合、钻井液和完井技术研究,形成了地热回灌井钻井完井技术,并在探灌1井进行了现场试验。结果表明,探灌1井热储层位于沾化凹陷馆陶组,试水温度68 ℃,试水水量90～105 m3/h,回灌量90～105 m3/h,实现了完全回灌。东营地区地热回灌井钻井完井技术解决了砂岩地热水回灌技术难题,保障了该地区地热能产业的健康发展,具有较好的推广应用价值。      

水平井压裂过程中固井界面裂缝的扩展规律北大核心

页岩气水平井压裂过程中,高压流体的注入可能会引起压裂液沿水泥环一、二界面的窜流,对页岩气井井筒完整性提出了严峻挑战。基于CZM模型建立了定注入压力下水泥环一、二界面裂缝扩展模型,分析了水泥环、地层力学参数对固井界面裂缝扩展的影响规律。研究结果表明:提高固井二界面的胶结强度能同时抑制一、二界面的裂缝扩展;水泥环弹性模量由4 GPa增加至9 GPa,一、二界面扩展长度分别降低10 m、19 m,当弹性模量超过6 GPa时,其对二界面的影响减弱,泊松比由0.2增加至0.3,一、二界面裂缝长度分别降低10 m、1 m,表明泊松比主要会对一界面的裂缝扩展有所影响;地层弹性量从25 GPa增加到35 GPa,一、二界面裂缝长度分别增加3 m、9 m,表明弹性模量较低的地层有助于控制界面裂缝扩展。研究结果对水平井压裂过程中水泥环密封完整性的评价以及水泥浆体系的优选具有一定的指导意义。     

河3支平1井TAML5级分支井钻完井技术

为满足分支井眼可以合采也可以分采的要求,验证TAML5级完井分支井技术对胜利油田复杂地质环境的适应性,胜利油田在河3区块部署了1口TAML5级完井分支水平井——河3-支平1井。该井施工工艺复杂,操作难度大,对井径扩大率要求高,对井眼轨迹要求严格,复杂尾管串下入难度大,对井眼连接器总成和上分支井眼回接的密封性能要求高。该井在钻完井过程中综合应用了地质导向钻井、井眼轨道优选、套管开窗侧钻、陀螺定向、防碰绕障、井径扩大率控制与井壁稳定技术,确保了该井的顺利完成,为TAML 5级完井分支井技术的推广应用积累了经验。分析了该井钻完井的主要技术难点,介绍了该井的工程设计、钻完井技术措施,重点介绍了该井的完井过程。      

高密度弹韧性水泥浆力学数值模拟

深层页岩气具有埋藏深、地温高、破裂压力高等特点，压裂过程中，大排量、高泵压的施工方式导致气井环空带压问题较为突出。相较于浅层页岩气，深层页岩气井由于气层高压，水泥浆需要进行加重以满足现场施工需要，水泥环不仅是由纯水泥构成，还包含加重剂以及弹韧性改造用的弹性剂。因此，为从水泥浆配方上改善深层页岩气井水泥环的力学性能，针对高密度弹韧性水泥浆体系建立了相应的细观力学模型，初步分析了外掺料的加入对水泥石力学性能的影响。研究发现：(1)加重剂与弹性剂由于其刚度的差异，改变了水泥环的宏观力学性能；(2)水泥浆体系设计需考虑弹性剂与加重剂的几何尺寸，并提高弹性材料与水泥基体的胶结强度；(3)优选类菱形加重材料及亲水性弹性材料，通过合理配比设计出密度为2.3 g/cm³的高密度弹韧性水泥浆，该水泥浆48 h抗压强度大于20 MPa，弹性模量小于7 GPa，实现了深层页岩气水泥环低弹性模量、高强度的力学性能改造目标。研究成果对深层页岩气水泥浆体系的设计具有重要指导意义。