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基于非等温三相流模型的欠平衡钻井井底压力预测

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石油勘探与开发 2022年第2期49卷 358-365页

作者： FALAVAND-JOZAEI A HAJIDAVALLOO E SHEKARI Y GHOBADPOURI S 伊斯兰阿萨德大学阿瓦士分校机械工程系阿瓦士***伊朗阿瓦士沙希德查姆兰大学机械工程系阿瓦士***伊朗阿瓦士沙希德查姆兰大学钻井研究中心阿瓦士***伊朗亚苏季大学机械工程系亚苏季***伊朗

考虑欠平衡钻井中钻屑的影响以及由于地层和钻井液之间热量传递导致的温度变化,应用气-液-固三相流模型来模拟井筒流体,计算井筒温度和压力分布,分析不同参数对环空内流体压力和温度分布的影响。研究表明,与两相流模型及其他考虑地温梯... 详细信息

考虑欠平衡钻井中钻屑的影响以及由于地层和钻井液之间热量传递导致的温度变化,应用气-液-固三相流模型来模拟井筒流体,计算井筒温度和压力分布,分析不同参数对环空内流体压力和温度分布的影响。研究表明,与两相流模型及其他考虑地温梯度的三相流模型相比,考虑传热的非等温三相流模型能够更加准确地预测欠平衡钻井井底压力。井筒内黏性耗散、旋转钻柱与井壁间摩擦及钻头钻进产生的热源以及储集层油气流入对环空内流体温度分布有重要影响,进而对井底压力产生重要影响。井底流体温度随着液相流量、循环时间、液相和气相比热容的增加而降低,随着气相流量的增加而升高。井底压力与气相和液相流量的相关性较强,液相流量增加则井底压力增大,气相流量增加则井底压力减小;井底压力与循环时间、液相和气相比热容的相关性较弱。

关键词：欠平衡钻井井底压力流体温度钻屑三相流模型温度分布井筒传热

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欠平衡钻井正气举过程井筒瞬态流动数值模拟

石油学报 2014年第1期35卷 166-171页

作者：魏纳孟英峰李皋李永杰徐朝阳李红涛西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500

正举法气举作业的实施效果直接决定着欠平衡钻完井施工的成败,特别是气举过程中的井下压力动态演变,关系到整个作业过程中的井控安全。正举法气举作业的实质是在井下停止循环的初始条件下氮气连续气举作业,井下流体由静止状态到气体穿... 详细信息

正举法气举作业的实施效果直接决定着欠平衡钻完井施工的成败,特别是气举过程中的井下压力动态演变,关系到整个作业过程中的井控安全。正举法气举作业的实质是在井下停止循环的初始条件下氮气连续气举作业,井下流体由静止状态到气体穿越液体滑脱至井口的不同于常规稳态流动的瞬态气液两相流动。针对这一特殊流动研究,完成了停止循环开井条件下气举时井下瞬态气液两相流动特征参数变化数值模拟计算方法和数学求解模型的建立,通过实际井数值计算连续气举时井下瞬态气液两相流特征参数变化得出规律性认识,如氮气沿井眼滑脱上升运动速度逐步加大、顶出钻井液随时间的增多、井底流压瞬时波动在初始阶段最大等。研究成果丰富了欠平衡氮气钻完井施工正举法气举作业的井筒流动模型体系和压力控制方案,增强了该特殊流动规律的认识,为井控安全提供了理论保障。

关键词：欠平衡钻井停止循环气举瞬态流动数值模拟

深层页岩欠平衡钻井气液固三相瞬态流动传热模型研究

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石油钻探技术 2023年第5期51卷 96-105页

作者：张文平许争鸣吕泽昊赵雯中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国石油油气和新能源分公司北京100007 中国石油青海油田分公司采气二厂青海茫崖816499

井底压力的准确预测和有效控制是深层页岩欠平衡钻井作业的关键,但岩屑及环空流体与周围环境之间的对流换热对传统井底压力计算模型精度的影响较大。为此,建立了瞬态非等温井筒气液固三相流动模型,根据连续性方程和动量守恒方程,计算了... 详细信息

井底压力的准确预测和有效控制是深层页岩欠平衡钻井作业的关键,但岩屑及环空流体与周围环境之间的对流换热对传统井底压力计算模型精度的影响较大。为此,建立了瞬态非等温井筒气液固三相流动模型,根据连续性方程和动量守恒方程,计算了流体速度、相体积分数和压力,并求解了不同径向层的能量守恒方程,得到了整个井筒-地层系统的温度分布,并采用迭代法,耦合求解了深度和径向方向上的温度、压力和流体性质;模型计算结果与欠平衡钻井作业的现场数据之间误差小于5.0%,验证了该模型的准确性与可靠性。基于所建立的模型,对比分析了考虑和不考虑岩屑存在及对流换热效应时预测的压力和温度差异,分析了欠平衡压差、机械钻速、地温梯度等因素对井筒压力和温度分布的影响规律。深层页岩欠平衡钻井气液固三相瞬态流动传热模型为控压钻井、欠平衡钻井在深层页岩油气中的高效应用提供了理论支撑。

关键词：深层页岩欠平衡钻井气液固三相流流动传热瞬态模型

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欠平衡钻井井底压力自动控制技术探究

中国科技期刊数据库工业A 2023年第8期 0194-0197页

作者：王迪赵思萱廖玥长庆油田第十一采油厂甘肃庆阳745000

随着我国社会经济的快速发展,社会各界对于石油资源的需求量越来越高,油田在开采过程中欠平衡钻井技术的应用范围越来越广泛,而在进行欠平衡,钻井过程中经常会发生压力波动较大的状况发生,为了有效避免压力波动较大所引起的平衡状态,降... 详细信息

随着我国社会经济的快速发展,社会各界对于石油资源的需求量越来越高,油田在开采过程中欠平衡钻井技术的应用范围越来越广泛,而在进行欠平衡,钻井过程中经常会发生压力波动较大的状况发生,为了有效避免压力波动较大所引起的平衡状态,降低对油层所带来的损害。在实际开采过程中需要合理利用欠平衡钻井井底压力自动控制技术,对施工过程中所存在的影响因素进行明确,提出针对性的改进措施,实现我国低渗透油田的高质量开采。

关键词：欠平衡钻井井底压力控制

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欠平衡钻井井底岩石的应力状态

石油学报 2011年第2期32卷 329-334页

作者：李士斌窦同伟董德仁张海军王敏刘天恩东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318 中国石油大港油田公司钻采工艺研究院天津300280

欠平衡钻井较常规钻井钻速高,这与其井底待破碎岩石所处的应力状态有着密不可分的关系,而井底岩石的应力状态受地层孔隙压力和温度的共同影响。基于流-固-热三场全耦合基本理论,根据欠平衡钻井中井底待破碎岩石所处的实际状态,对耦合控... 详细信息

欠平衡钻井较常规钻井钻速高,这与其井底待破碎岩石所处的应力状态有着密不可分的关系,而井底岩石的应力状态受地层孔隙压力和温度的共同影响。基于流-固-热三场全耦合基本理论,根据欠平衡钻井中井底待破碎岩石所处的实际状态,对耦合控制方程加以简化,结合与井底岩石应力状态分析相适应的边界条件,利用有限单元法研究了欠平衡钻井过程中地层孔隙压力和地层温度对井底岩石应力状态的影响机理。研究结果表明,随着钻井液液柱压力和井底岩石温度的降低,井底岩石的各个主应力均在减小,降低程度与压差和温差有关:压差和温差越大,井底岩石的各个主应力减小幅度越大。降低速率与岩石渗透率和热传导率有关,渗透率和热传导率越大,井底岩石的各个主应力变化越快,地层孔隙压力辅助破岩的效率越低。

关键词：欠平衡钻井流-固-热三场全耦合井底岩石应力状态有限单元法数值模拟

欠平衡钻井技术在乍得Bongor地区潜山地层的应用

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第6期 0172-0176页

作者：魏祥中国石油集团长城钻探钻井三公司辽宁盘锦124010

乍得Bongor地区潜山属于低孔隙度、低渗透性地层,当量密度较小,一般在0.92-1.18g/cm3,当钻遇潜山地层时,由于较低的地层压力和大量裂缝的存在,常规钻井井漏风险大,且不利于保护油气层,采用欠平衡钻井能有效的降低漏失风险,并最大限度地... 详细信息

乍得Bongor地区潜山属于低孔隙度、低渗透性地层,当量密度较小,一般在0.92-1.18g/cm3,当钻遇潜山地层时,由于较低的地层压力和大量裂缝的存在,常规钻井井漏风险大,且不利于保护油气层,采用欠平衡钻井能有效的降低漏失风险,并最大限度地减小储层伤害,开发潜在低渗油层。本文根据该地区地质特性以及欠平衡钻井工艺需要,主要从欠平衡钻井设备、井口压力控制、钻井参数选择优化、钻井风险防控等几个方面对潜山欠平衡钻井工艺技术难点和施工技术措施进行全方面解析,为潜山欠平衡钻井提供了很好的例证。

关键词：潜山欠平衡钻井钻井参数优化压力控制风险防控

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欠平衡钻井技术探讨

化工管理 2023年第18期 66-68页

作者：张洪杰中海油田服务股份有限公司一体化和新能源事业部天津300459

欠平衡钻井技术(controlled pressure drilling)作为现代钻井技术的一种方式,越来越受到人们的重视,其原因不仅在于欠平衡钻井技术一些固有的优点,勘探开发作业越来越多的转移到难开发地区、低孔低渗储层和衰竭油气藏的开发也是欠平衡... 详细信息

欠平衡钻井技术(controlled pressure drilling)作为现代钻井技术的一种方式,越来越受到人们的重视,其原因不仅在于欠平衡钻井技术一些固有的优点,勘探开发作业越来越多的转移到难开发地区、低孔低渗储层和衰竭油气藏的开发也是欠平衡钻井得以蓬勃发展的另一个重要原因。文章根据在全球几十个国家的作业经验讨论了欠平衡钻井在国际上通用的分类、IADC对每一项分类的定义、各项技术的优缺点、局限性以及使用设备。

关键词：欠平衡钻井提速钻井控制压力钻井井底压力

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欠平衡钻井溢流风险分析方法

天然气工业 2011年第5期31卷 73-76,121页

作者：潘登魏强肖润德杨玻祝秀娟川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院

川渝地区采用欠平衡钻井技术提速效果明显,但在钻进过程中,易发生发现气层后关井不及时,压井循环排气套压过高的问题。对欠平衡钻井溢流风险进行评估,可以为每口欠平衡井制订安全预案提供理论依据。为此,利用实钻资料,对欠平衡钻井潜在... 详细信息

川渝地区采用欠平衡钻井技术提速效果明显,但在钻进过程中,易发生发现气层后关井不及时,压井循环排气套压过高的问题。对欠平衡钻井溢流风险进行评估,可以为每口欠平衡井制订安全预案提供理论依据。为此,利用实钻资料,对欠平衡钻井潜在的溢流风险进行了分析,提出了欠平衡钻井前开展溢流风险分析的方法。其核心是:根据欠平衡井钻遇的地层特性,预测不同欠压值下的地层出气量,再通过压井计算确定循环排气时的最大套压值,最后判定允许的溢流量及关井时间。以四川盆地合川构造的合川X井为实例进行了计算,计算结果与实钻结果相符,证明上述欠平衡钻井溢流风险分析方法是切实可行的,并提出了控制欠平衡钻井溢流风险的对策与措施。通过分析欠平衡钻井溢流风险、规范欠平衡操作、明确施工细节,可以确保及时发现溢流、及时关井、严格控制溢流量,进而实现快速安全钻井。

关键词：欠平衡钻井钻井提速溢流风险分析方法压井溢流量关井时间川渝地区

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深层页岩气水平井“一趟钻”技术探索与实践

石油机械 2023年第8期51卷 26-33页

作者：吴鹏程汪瑶付利陈烨王元张震张恒中国石油西南油气田分公司页岩气研究院中国石油西南油气田分公司中国石油集团工程技术研究院有限公司油气钻完井技术国家工程研究中心

页岩气水平井“一趟钻”技术能大幅提升钻井效率、降低钻井成本,在北美页岩气开发中得到了广泛应用。我国川南深层页岩气储层埋藏深、温度高、地质条件复杂,“一趟钻”技术面临诸多挑战。基于地质工程一体化理念,通过三维地质精细建模... 详细信息

页岩气水平井“一趟钻”技术能大幅提升钻井效率、降低钻井成本,在北美页岩气开发中得到了广泛应用。我国川南深层页岩气储层埋藏深、温度高、地质条件复杂,“一趟钻”技术面临诸多挑战。基于地质工程一体化理念,通过三维地质精细建模与关键层位标定形成了井眼轨迹优化设计与预调预判方法;利用大数据钻头效能评价机制,完成PDC钻头型号优选;融合钻井液地面降温、高温储层旋转导向工具优选、储层降密度欠平衡钻井等方法,最终形成了川南深层页岩气水平井造斜-水平段“一趟钻”钻井技术集成配套。在Y101H65-7井开展现场试验,首次实现了造斜-水平段“一趟钻”2330 m完钻,四开钻井周期较邻井缩短67%,较泸州区块缩短68%;水平段机械钻速15.78 m/h,较邻井提高129%,较泸州区块提高141%;井底循环温度相比邻井降低6~8℃。现场试验结果证明:该配套系列技术是实现川南深层页岩气造斜-水平段“一趟钻”高效经济开发的有效手段。研究结果可为我国深层页岩油气开发提供技术参考和借鉴。

关键词：深层页岩气水平井一趟钻轨迹优化钻井液降温欠平衡钻井