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四川盆地南部地区深层页岩气工程关键技术与展望

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天然气工业 2022年第8期42卷 212-219页

作者：谭宾中国石油川庆钻探工程有限公司四川省成都市610051 国家能源高含硫气藏开采研发中心

四川盆地深层页岩气资源量巨大,具有广阔的勘探开发前景,但深层页岩气储层埋藏更深大、温度高、地质条件更复杂,给钻完井工程等带来了一系列的问题,因此深层页岩气的效益开发面临极大挑战。2018年以来,在3 500 m以浅的页岩气工程技术梳... 详细信息

四川盆地深层页岩气资源量巨大,具有广阔的勘探开发前景,但深层页岩气储层埋藏更深大、温度高、地质条件更复杂,给钻完井工程等带来了一系列的问题,因此深层页岩气的效益开发面临极大挑战。2018年以来,在3 500 m以浅的页岩气工程技术梳理、总结的基础上,探索并发展形成3 500 m以深的页岩气特色钻完井技术,主要形成了6项工程关键技术:(1)优选高效钻头和提速工具、控压降密度、使用连续油管等方式大幅提高了钻井施工效率;(2)发展形成漏转溢井控风险综合防控、油基钻井液专用堵漏材料等新技术;(3)优选配套耐高温旋转导向工具,并配合自主研发的降温装置,改善了工具井下工作环境,减少了起下钻趟数;(4)强化压裂施工参数,完善体积压裂和超高压压裂等特色工艺,显著提升改造效果;(5)研发出井筒工程全专业链的工程作业智能支持系统,建设数字化井场,赋能工程技术,辅助科学决策,提高了技术远程支持力度;(6)自主研发钻井废弃物处理技术,满足绿色、低碳要求,实现了清洁生产。这些技术有效支撑了深层页岩气勘探开发,发挥了技术进步和管理创新等方面的引领示范作用。结论认为,深层页岩气工程技术还需不断加强技术攻关与管理创新的力度,尽快形成与工况相适应的关键技术系列,才能满足深层页岩气可持续勘探开发的需要,进而从技术层面保障深层页岩气的有效动用。

关键词：四川盆地南部深层页岩气工程技术钻井压裂智能支持发展展望

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中国石油高密度地震技术的实践与未来

石油勘探与开发 2009年第2期36卷 129-135页

作者：刘振武撒利明董世泰唐东磊中国石油天然气集团公司中国石油勘探开发研究院中国石油东方地球物理勘探公司

自2003年开始,中国石油天然气集团公司在中国西部、东部开展了高密度二维地震试验。2006年以来在塔中地区、准噶尔盆地西北缘、吐哈盆地丘陵油田、松辽盆地、辽河油田欢喜岭、冀东油田滩海等重点地区开展了高密度三维地震试验,满覆盖面... 详细信息

自2003年开始,中国石油天然气集团公司在中国西部、东部开展了高密度二维地震试验。2006年以来在塔中地区、准噶尔盆地西北缘、吐哈盆地丘陵油田、松辽盆地、辽河油田欢喜岭、冀东油田滩海等重点地区开展了高密度三维地震试验,满覆盖面积共计654 km2,其中全数字高密度三分量三维地震覆盖面积100 km2,在高覆盖次数、新地震解释处理技术等保障下取得了良好效果。技术发展使得高密度地震大规模应用已成为可能。用成像道密度来衡量观测系统是否为高密度地震采样更符合叠前成像技术要求,在满足空间采样"充分、均匀、对称、连续"的原则下,结合地质目标和要解决的问题,开展采集、处理、解释一体化等工作是中国石油高密度地震技术未来发展方向。

关键词：中国石油高密度地震地震技术技术试验

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M-G区块高压气井尾管固井技术

钻采工艺 2014年第2期37卷 12-15,115页

作者：赵常青张军孙海芳孙永兴曾凡坤张成金中国石油川庆钻探工程公司井下作业公司西南油气田分公司勘探事业部中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院

针对M-G区块高压气井尾管固井面临高温高压、窄压力窗口、封固段长、油气显示活跃等带来的固井难题。通过优化注替排量、使用半刚性扶正器及改善浆柱结构等措施提高了顶替效率,研制出了高密度大温差水泥浆体系,解决了长封固超缓凝的难题... 详细信息

针对M-G区块高压气井尾管固井面临高温高压、窄压力窗口、封固段长、油气显示活跃等带来的固井难题。通过优化注替排量、使用半刚性扶正器及改善浆柱结构等措施提高了顶替效率,研制出了高密度大温差水泥浆体系,解决了长封固超缓凝的难题,采用两(多)凝水泥浆技术、封隔式尾管悬挂器环空憋压等确保了固井后喇叭口无气窜,实现了固井质量整体上升。

关键词：高温高压长封固段顶替效率封隔式尾管悬挂器固井质量

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非常规超深井井身结构在LG61井的应用

天然气工业 2010年第5期30卷 81-83页

作者：干建华程常修林强陈小华代孟清川庆钻探工程公司川西钻探公司

四川盆地北部LG西区地质情况复杂,以二叠系为目的层的井深度一般都在6000m以上,地层压力高,钻井液密度均在2.00g/cm3以上,喷漏显示频繁。为了解决这一难题,提出LG61井采用非常规的超深井6开制井身结构,LG61井设计井深6690m。主要采用了... 详细信息

四川盆地北部LG西区地质情况复杂,以二叠系为目的层的井深度一般都在6000m以上,地层压力高,钻井液密度均在2.00g/cm3以上,喷漏显示频繁。为了解决这一难题,提出LG61井采用非常规的超深井6开制井身结构,LG61井设计井深6690m。主要采用了如下的钻井工艺技术措施:①小井眼采用特殊小接头88.9mm钻杆,以提高强度;②在小井眼井段,采用了PDC钻头,保持适当的钻压和转速,严格控制扭矩;③在确保井控安全的前提下,尽量降低钻井液密度;④219.1mm、168.3mm、114.3mm套管均采用高强度耐腐蚀无接箍套管(尾管悬挂),小间隙防气窜固井技术;模拟套管刚度特殊通井,经比较套管与钻柱刚度与外形尺寸,摸索出一套非常规井身结构的通井钻具组合,确保套管在小间隙情况下,顺利下至预定井深。该套成功的钻井技术为同类非常规超深井井身结构的设计和施工提供了借供了借鉴与参考。

关键词：超深井非常规井结构探井小井眼 LG西区四川盆地

基于数字图像处理的孔喉内三相接触角自动测量方法

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石油勘探与开发 2023年第2期50卷 391-397页

作者：臧传贞王利达周凯虎于馥玮姜汉桥李俊键油气资源与探测国家重点实验室(中国石油大学(北京)) 北京102249 中国石油新疆油田公司新疆克拉玛依834000 中国石油勘探开发研究院北京100083

借助数字图像处理技术,以微流控水驱油实验视频为数据源,建立了微流控模型孔喉内三相接触角的自动批量测量计算方法;采用人工测量数据验证了新方法测量结果的可靠性,在此基础上,利用接触角概率密度曲线、均值变化曲线揭示了三相接触角... 详细信息

借助数字图像处理技术,以微流控水驱油实验视频为数据源,建立了微流控模型孔喉内三相接触角的自动批量测量计算方法;采用人工测量数据验证了新方法测量结果的可靠性,在此基础上,利用接触角概率密度曲线、均值变化曲线揭示了三相接触角在流动条件下的动态变化规律。研究表明:对于水湿岩石,水驱油过程中,驱替前期接触角均值以锐角为主,随驱替时间的延长,油相受力逐渐由黏滞力为主导向毛细管力为主导过渡,接触角均值不断增大,至驱替中后期以钝角为主。剩余油中的滴状流赋存于孔喉通道中央,不存在三相接触角;多孔流和柱状流在整个驱替过程中接触角变化幅度较小且均值皆为钝角,该类剩余油形成后流动性差,动用难度较大;簇状流在驱替过程中三相接触角均值整体呈上升趋势,剩余油动用难度逐渐升高;膜状流整体呈钝角,水驱后期接触角均值最大,动用难度最大。驱替结束后,不同流态剩余油仅受毛细管力作用的影响,接触角均为钝角,在原油作用下模型孔喉壁润湿性呈油湿特征。

关键词：微流控模型水驱油实验图像处理三相接触角测量方法剩余油流态

页岩气地质工程一体化过程中的多尺度裂缝建模及其应用

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石油物探 2022年第4期61卷 719-732页

作者：赵春段张介辉蒋佩潘元炜李君军李清山斯伦贝谢中国公司北京100016 中国石油浙江油田公司浙江杭州310023

受复杂地质因素的影响,地质工程一体化一直是页岩气提产增效的关键,其中,多尺度裂缝建模是一体化建模的关键环节之一,直接影响着综合地学模型的准确度和适用性。为了预测天然裂缝对南方海相页岩气水平井钻井和压裂工程的影响,从地球物... 详细信息

受复杂地质因素的影响,地质工程一体化一直是页岩气提产增效的关键,其中,多尺度裂缝建模是一体化建模的关键环节之一,直接影响着综合地学模型的准确度和适用性。为了预测天然裂缝对南方海相页岩气水平井钻井和压裂工程的影响,从地球物理、地质、测井和地质力学等多学科的角度对天然裂缝空间分布及其受力状态进行了精细刻画,具体如下:①对叠前地震道集进行精细化针对性的处理,提高地震资料的分辨率和保真保幅性,而后进行蚂蚁追踪和多尺度裂缝预测,并结合成像测井、录井和钻井数据进行验证,准确预测天然裂缝的空间分布;②结合成像测井揭示的天然裂缝产状,建立分尺度离散裂缝模型;③由于不同尺度裂缝的力学参数对钻完井工程存在不同程度的影响,故以分尺度的方式对裂缝模型进行粗化;④采用等效原理对裂缝的地质力学参数进行分尺度赋值,合理刻画天然裂缝对地应力场的扰动,预测天然裂缝应力状态,为研究天然裂缝对钻完井工程的影响奠定基础。利用上述方法有效预测了钻井过程中的泥浆漏失,方法应用结果表明,包含天然裂缝影响的地质力学模型更能反映真实原场应力,可用于研究压裂过程中水力裂缝与天然裂缝的相互作用,优化水平井压裂设计。

关键词：页岩气断裂系统天然裂缝龙马溪/五峰组昭通示范区等效原理地应力场

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基于安全程控的双向锚定密封悬挂封隔器研制

天然气工业 2016年第9期36卷 102-106页

作者：刘玉民刘哲岳中国石油大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院中国地质大学(武汉)资源学院

为了满足水平井裸眼分段压裂工艺对悬挂封隔器的"下得去、挂得住、脱得开、封得住、提得出"的更高要求,研制了双向锚定密封悬挂封隔器。该悬挂封隔器由中心管、主体、双向锚定管柱机构、环形空间密封机构、定位球及控制阀组成,其主要技... 详细信息

为了满足水平井裸眼分段压裂工艺对悬挂封隔器的"下得去、挂得住、脱得开、封得住、提得出"的更高要求,研制了双向锚定密封悬挂封隔器。该悬挂封隔器由中心管、主体、双向锚定管柱机构、环形空间密封机构、定位球及控制阀组成,其主要技术特点包括:(1)该悬挂封隔器不但具有双向锚定管柱、密封环形空间的功能,而且还具有无需钻柱倒扣或者另设丢手工具就可以实现钻柱与悬挂封隔器分开的特性;(2)具有"只有投球后进液通道才能打开—悬挂机构坐挂—密封机构坐封—中心管解脱"联动程序的控制阀,避免了悬挂封隔器提前坐挂、完钻后钻杆无法解脱的问题,也确保了悬挂封隔器若未坐挂可应急提出整个管柱;(3)新颖的多级防退设计,提高了双向锚定管柱、环形空间密封的性能;(4)设计了具有在常规解脱失效时确保钻具提出的安全机构。地面模拟试验结果表明:所研制的双向锚定密封悬挂封隔器的双向锚定管柱、环形空间密封、安全起出钻柱等性能均达到设计要求。

关键词：水平井分段压裂悬挂封隔器悬挂器安全程控双向锚定密封

考虑颗粒随机分布特征的水平井环空岩屑起动流速

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天然气工业 2022年第10期42卷 107-114页

作者：陈烨郑有成曾波范宇吴鹏程王旭东中国石油西南油气田公司页岩气研究院中国石油西南油气田公司中国石油西南油气田公司工程技术研究院

水平井钻井技术已广泛用于页岩气开发,但水平井钻井过程中环空岩屑易沉降在井眼低边形成岩屑床,导致钻柱高摩阻、高扭矩,卡钻、埋钻事故频发。目前考虑环空岩屑颗粒随机分布特征对起动速度影响的研究较少,受力及作用规律分析尚不完善,... 详细信息

水平井钻井技术已广泛用于页岩气开发,但水平井钻井过程中环空岩屑易沉降在井眼低边形成岩屑床,导致钻柱高摩阻、高扭矩,卡钻、埋钻事故频发。目前考虑环空岩屑颗粒随机分布特征对起动速度影响的研究较少,受力及作用规律分析尚不完善,为了明确岩屑床颗粒重新起动流速及规律,更好地保障井筒的流动安全,在引入粒子随机分布函数确定岩屑起动百分比,考虑净重力、拖拽力、举升力、附加质量力、固体颗粒黏结力、液流压耗、钻井液静压力、范德华力建立了岩屑滚动、举升起动力学模型的基础上,分析了不同影响因素的作用规律,并利用已有的实验数据验证了模型准确性。研究结果表明,(1)举升方式的起动流速大于滚动方式,当床层高度足够小时,对应的流速即为无岩屑床生成的钻井液最小流速;(2)随着岩屑粒径的增大,岩屑起动流速先增大后降低,临界粒径为1.1 mm左右;(3)岩屑颗粒的相对隐蔽度、岩屑密度、钻井液有效黏度、钻柱偏心度、岩屑起动百分比越大,所需的起动流速越大,但岩屑起动流速随着井斜角的增大而降低。结论认为,研究取得的新认识可为页岩气水平井水力参数设计和岩屑运移提供技术支撑,保证了页岩气水平井的安全快速钻进。

关键词：页岩气水平井岩屑随机分布岩屑起动临界流速固液两相流

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利用小角中子散射表征页岩闭孔结构与演化

沉积学报 2021年第2期39卷 310-323页

作者：张林浩徐嫣然孙梦迪蒋恕张钰莹 Chunming Wu 张介辉梁兴王高成构造与油气资源教育部重点实验室武汉430074 中国地质大学(武汉) 武汉430074 澳大利亚中子散射中心新南威尔士洲悉尼市2234 中国石油浙江油田分公司杭州311100

随着页岩孔隙网络结构表征更加精细与定量化,页岩中闭孔含量、结构与演化引起了广泛关注。为研究页岩的闭孔特征,通过小角中子散射、氮气吸附、高压压汞和氩离子抛光—场发射扫描电镜等实验手段对四川盆地威201(W201)井中下志留统龙马... 详细信息

随着页岩孔隙网络结构表征更加精细与定量化,页岩中闭孔含量、结构与演化引起了广泛关注。为研究页岩的闭孔特征,通过小角中子散射、氮气吸附、高压压汞和氩离子抛光—场发射扫描电镜等实验手段对四川盆地威201(W201)井中下志留统龙马溪组页岩、上奥陶统五峰组页岩和下寒武统筇竹寺组页岩中的闭孔含量及孔隙结构进行了测定,同时分析了闭孔的演化规律。实验结果表明,W201井页岩在三个层位中均有闭孔发育,且闭孔的发育均与有机孔隙网络体系有关。发现五峰龙马溪组页岩所测得的分形维数与闭孔率存在良好地正相关性。对于三个层位深度的纵向分析发现,随着深度的增加页岩压汞闭孔率逐渐升高,其主要原因是随着页岩孔喉的变化,小孔喉不断消失,汞可充注的孔喉下限将会增大。通过对比氮气吸附和小角中子散射的结果显示W201井的闭孔孔径从大到小依次为五峰组页岩、龙马溪组页岩和筇竹寺组页岩。对页岩储层中闭孔特征的研究可以为评价页岩储层的储集性和渗透性提供新的思路,在页岩油气的勘探与开发中也具有重要的地质与工程意义。

关键词：闭孔小角中子散射流体注入法孔隙结构海相页岩