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邛崃1井氮气钻井事故分析(Ⅰ)——构成事故的重要事件

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天然气工业 2015年第10期35卷 125-134页

作者：孟英峰吴苏江陈星元张彦平王增年王新虎 '油气藏地质及开发工程'国家重点实验室·西南石油大学中国石油天然气集团公司安全环保部中国石油天然气集团公司咨询中心中国石油天然气集团公司工程技术分公司中国石油集团石油管工程技术研究院

位于四川盆地西部的邛崃1井在侏罗系沙溪庙组地层实施氮气钻井时发生了恶性井喷爆燃事故,这是发生在我国的第一起氮气钻井事故,对尚处于起步阶段的气体钻井技术的发展产生了很大的负面影响,并已经导致了气体钻井应用的大幅度减少。因此... 详细信息

位于四川盆地西部的邛崃1井在侏罗系沙溪庙组地层实施氮气钻井时发生了恶性井喷爆燃事故,这是发生在我国的第一起氮气钻井事故,对尚处于起步阶段的气体钻井技术的发展产生了很大的负面影响,并已经导致了气体钻井应用的大幅度减少。因此,对该次事故进行系统分析并形成正确的认识将是恢复气体钻井技术良性发展的紧迫需要。为此,首先证明了地层产气量过大并非该井事故的根本原因,然后推测了构成事故的重要事件;首次发现气体钻井钻穿裂缝性气层时由于岩石突然爆碎而引发的岩石和天然气猛烈喷出的现象,并将这种现象命名为气体钻井中的"气炮式岩爆井喷",参考矿山行业术语简称"岩爆"或"岩炮"。研究结果表明:①在裂缝性致密砂岩气层中实施气体钻井时的"岩爆"现象是第一位的重要事件或根源事件;②岩爆的大量碎屑和高压气体喷入井内,并在井内反复产生堵塞和卡钻,是岩爆的诱发事件;③然而事故最直接的重要事件却是岩爆碎屑在排砂管线内的堵塞和由此产生的井口高压;④井口高压使得排砂管线爆裂并引发天然气喷出和爆燃,这是事故的直接表象。

关键词：四JiI盆地西部邛崃1井裂缝岩石致密砂岩气藏氮气钻井气炮式岩爆井喷爆燃事故

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氮气钻井井底岩爆机理及动态过程演化

天然气工业 2019年第7期39卷 99-105页

作者：罗成波孟英峰李皋刘厚彬杨旭林楠 “油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学中国石油西部钻探工程公司巴州钻井公司

氮气钻井钻遇致密砂岩裂缝圈闭高压导致井底岩爆是QL1井恶性井喷事故的根本原因,针对岩爆机理进行系统分析并形成正确的认识是恢复气体钻井技术良性发展的紧迫需要。为此,通过分析井底岩石性质、计算井底岩石裂缝面应力,利用常规井壁失... 详细信息

氮气钻井钻遇致密砂岩裂缝圈闭高压导致井底岩爆是QL1井恶性井喷事故的根本原因,针对岩爆机理进行系统分析并形成正确的认识是恢复气体钻井技术良性发展的紧迫需要。为此,通过分析井底岩石性质、计算井底岩石裂缝面应力,利用常规井壁失稳分析方法研究井底岩爆机理;在此基础上,借助Visual Basic语言和Matlab软件编程,进行了岩爆的动态演化模拟,分析判断QL1井录井监测参数的异常变化。研究结果表明:当井底逐渐接近裂缝圈闭高压的过程中,裂缝面周向应力和径向应力差值逐渐增大,主应力之间的差值所引起的剪应力的增长使裂缝面产生压剪破坏以及压剪和拉伸复合破坏模式,直至破坏区连通井筒,高压气体携带大量碎屑喷入井内,释放大量能量,产生井底岩爆,上顶压缩钻具。结论认为,该研究成果系统地解释了QL1井录井监测参数的异常变化,其分析方法可以为井底岩爆的防治提供理论基础。

关键词：氮气钻井有效应力缝圈闭高压弹塑性井底应力井底岩爆

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马鞍塘组裂缝性灰岩地层井壁稳定性研究

中国海上油气 2021年第2期33卷 156-163页

作者：刘厚彬崔帅孟英峰邓虎王佳珺韩正波西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300

马鞍塘组裂缝性灰岩地层的岩石力学特性是影响该地层井壁稳定性问题的重要因素。通过室内三轴力学实验,研究了马鞍塘组灰岩的岩石力学特性,分析了井壁渗流能力及井筒与地层间不同渗流情况的应力场变化规律。研究结果表明,马鞍塘组灰岩... 详细信息

马鞍塘组裂缝性灰岩地层的岩石力学特性是影响该地层井壁稳定性问题的重要因素。通过室内三轴力学实验,研究了马鞍塘组灰岩的岩石力学特性,分析了井壁渗流能力及井筒与地层间不同渗流情况的应力场变化规律。研究结果表明,马鞍塘组灰岩的岩石力学特性随取心角度的增加呈先上升后下降再上升的趋势,而钻井液浸泡效应对其影响不明显;裂缝走向与井壁径向平行时的井壁渗流能力最大,考虑渗流场和裂缝弱面效应的井壁稳定性较差。本文研究可以为现场钻井施工方案的优化设计提供一定的理论支撑。

关键词：马鞍塘组灰岩裂缝井壁稳定性应力场弱面效应

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超高温地热井泡沫钻井井筒压力剖面计算方法

天然气工业 2012年第7期32卷 59-62,106页

作者：王文勇龙俊西刘博伟李皋孟英峰 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室·西南石油大学中国石油长城钻探工程有限公司国际钻井公司

肯尼亚OLKARI地区地热井地层温度高达350℃,主要采用泡沫钻井,然而其低压和超高温的特点可能造成泡沫流体相态变化,目前尚没有针对相变条件下泡沫钻井井筒压力剖面的计算方法。为此,利用流体高压物性分析仪,绘制出泡沫钻井液"p-T"相图,... 详细信息

肯尼亚OLKARI地区地热井地层温度高达350℃,主要采用泡沫钻井,然而其低压和超高温的特点可能造成泡沫流体相态变化,目前尚没有针对相变条件下泡沫钻井井筒压力剖面的计算方法。为此,利用流体高压物性分析仪,绘制出泡沫钻井液"p-T"相图,并指出了钻井液相态变化的规律。进而应用现有的欠平衡钻井流体流动模型,建立了一套适应相变的钻井工况参数计算模型。最后,利用OLKARI地区某地热井的温度、压力资料,计算了该口井的流体流动参数,得到了该井井筒中的泡沫相态分布规律。通过井筒内流体压力的计算,可以更准确地了解工作液的工作状态,为预防井下复杂事故的发生提供了理论依据。

关键词：泡沫钻井钻井液超高温实验研究井筒压力计算方法肯尼亚 OLKARI地区地热井

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气体钻井地层出水仿生处理技术研究

西安石油大学学报（自然科学版） 2017年第5期32卷 73-77页

作者：舒小波万里平陈晔希油气田应用化学四川省重点实验室四川广汉618300 中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300 西南石油大学"油气藏地质及开发工程"国家重点实验室四川成都610500 中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司四川成都610051

针对气体钻井钻遇地层出水以后泥页岩自吸水导致黏土水化引发的井壁失稳问题,提出了气体钻井泥页岩表面仿生处理工艺技术,研制了一种仿生泡沫处理液。室内综合性能评价表明,该仿生泡沫处理液具有良好的泡沫性能,其抗盐、抗油、抗温、抗... 详细信息

针对气体钻井钻遇地层出水以后泥页岩自吸水导致黏土水化引发的井壁失稳问题,提出了气体钻井泥页岩表面仿生处理工艺技术,研制了一种仿生泡沫处理液。室内综合性能评价表明,该仿生泡沫处理液具有良好的泡沫性能,其抗盐、抗油、抗温、抗岩屑污染能力强,同时展现出强效、持久的泥页岩抑制能力。采用该仿生泡沫处理液处理后的泥页岩岩样,可将泥页岩表面的润湿性能由亲水性向疏水性转变,从而起到阻止地层水液相侵入泥页岩地层内部的目的,大幅度提高泥页岩在清水中的强度,达到维持泥页岩地层井壁稳定的目的。

关键词：泥页岩井壁稳定地层出水仿生处理

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深层脆性页岩水平井井壁崩落失稳研究

断块油气田 2021年第3期28卷 323-328页

作者：刘厚彬崔帅孟英峰周彦行罗益西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 西南石油大学保卫处安全消防科四川成都610500 中国石油西南油气田分公司通信与信息技术中心四川遂宁629000

随着钻井深度的不断加深,页岩地层的井下复杂情况增加,通常表现为井壁崩落掉块。针对泸州区块龙马溪组深层页岩开展了水平井井壁崩落失稳研究,制定了井下工况下力学加卸载模拟实验方案,分析了围压加卸载速度对岩石力学性能的影响,建立... 详细信息

随着钻井深度的不断加深,页岩地层的井下复杂情况增加,通常表现为井壁崩落掉块。针对泸州区块龙马溪组深层页岩开展了水平井井壁崩落失稳研究,制定了井下工况下力学加卸载模拟实验方案,分析了围压加卸载速度对岩石力学性能的影响,建立了深层脆性页岩水平井井壁崩落失稳模型。研究表明:龙马溪组深层页岩脆性矿物质量分数高,脆性强,但层理缝较为发育,井底压力环境下容易沿层理缝发生脆性劈裂破坏;不同工况下井底有效液柱压力变化明显,井底激动压力变化越迅速,越容易引起井壁岩石沿层理缝发生崩落掉块;根据理论模拟结果,起钻、停钻停泵后,水平井段上、下井壁的页岩受拉应力,将会发生小范围拉伸崩落。研究结果对深层脆性页岩水平井安全钻进具有一定的指导意义。

关键词：深层脆性页岩围压卸载激动压力崩落井壁稳定水平井

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基于仿生技术的泥页岩井壁稳定处理液研究

石油钻探技术 2017年第3期45卷 15-20页

作者：舒小波孟英峰李皋油气田应用化学四川省重点实验室四川广汉618300 中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学) 四川成都610500

为解决气体钻井钻遇地层出水引发的泥页岩井壁失稳问题,根据植物叶面的"荷叶效应",优选了仿生处理剂,研制了泥页岩仿生处理液,并进行了室内性能评价试验。试验结果表明,该仿生处理液能有效降低泥页岩表面的表面能,形成类似于荷叶或芋叶... 详细信息

为解决气体钻井钻遇地层出水引发的泥页岩井壁失稳问题,根据植物叶面的"荷叶效应",优选了仿生处理剂,研制了泥页岩仿生处理液,并进行了室内性能评价试验。试验结果表明,该仿生处理液能有效降低泥页岩表面的表面能,形成类似于荷叶或芋叶表面的微米—纳米突起结构,实现泥页岩表面从亲水向疏水转变(清水接触角大于120°),从而达到阻止泥页岩自吸水的作用,提高泥页岩在水溶液中的强度,维持泥页岩井壁稳定;同时,该仿生处理液形成的疏水表面具有一定耐磨性和热稳定性,不受地层水矿化度的影响,适用于中性或碱性条件,但地层温度不宜高于80℃。研究表明,利用仿生学原理,通过控制泥页岩的自吸水作用避免泥页岩黏土水化,可作为一种解决气体钻井地层出水导致井壁失稳问题的有效途径。

关键词：泥页岩井眼稳定荷叶效应仿生处理液

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大庆外围探井钻井速度的影响因素分析

石油学报 2007年第2期28卷 113-116页

作者：周英操张书瑞刘永贵大庆石油管理局钻探集团黑龙江大庆163411

对影响大庆外围探井钻井速度的地质因素及钻井工程技术因素(井身结构、钻井设备和钻井液)进行了分析,制定了合理的设计方案和井身优化结构。通过合理降低上部大井眼岩屑切削面积及合理增加中下部复杂井段井身结构,采用先进的钻井工艺技... 详细信息

对影响大庆外围探井钻井速度的地质因素及钻井工程技术因素(井身结构、钻井设备和钻井液)进行了分析,制定了合理的设计方案和井身优化结构。通过合理降低上部大井眼岩屑切削面积及合理增加中下部复杂井段井身结构,采用先进的钻井工艺技术,进一步优选了钻头,试验和推广了低压和负压钻井等新工艺新技术,加强了对固控技术的研究,改进了现有钻井工艺。这些技术措施的实施提高了大庆外围地区深探井的钻井速度。

关键词：大庆油田深井探井钻井工艺钻井速度影响因素

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欠平衡钻井环空多相流井底压力计算模型

石油学报 2005年第2期26卷 96-99页

作者：周英操高德利刘永贵中国石油大学北京102249 大庆石油管理局钻探集团钻井工程技术研究院黑龙江大庆163413

随着欠平衡钻井技术的发展,对井底负压值精确控制的要求越来越高,目前已经开发了随钻井底压力测量仪器。对井底压力的大小实测发现,原有的气液两相流井底负压控制计算模型的计算误差较大,达到13%。为此,在***所建立的钻井过程气侵时的... 详细信息

随着欠平衡钻井技术的发展,对井底负压值精确控制的要求越来越高,目前已经开发了随钻井底压力测量仪器。对井底压力的大小实测发现,原有的气液两相流井底负压控制计算模型的计算误差较大,达到13%。为此,在***所建立的钻井过程气侵时的两相流模型基础上,建立了直井环空多相流井底压力流动型态新的计算模型。该模型充分考虑了岩屑固相和多相加速度压降的影响,精度较高,利用深层欠平衡钻井实测数据,计算表明误差小于3%,为欠平衡设计计算与精确控制井底负压值提供了理论依据。

关键词：直井欠平衡钻井环空多相流井底压力计算模型