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基于管外光纤监测的页岩气水平井多簇压裂效果评价

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石油钻探技术 2024年

作者：何乐朱炬辉梁兴赵智勇管彬安树杰中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司中国石油浙江油田分公司中油奥博(成都)科技有限公司

为了评价页岩气水平井分段压裂多簇进液影响因素，采用套管外分布式光纤开展压裂过程实时监测。以昭通页岩气示范区龙马溪组页岩水平井压裂光纤实时监测数据为基础，结合压裂设计数据和压裂施工数据，开展了分段多簇压裂过程中典型压裂... 详细信息

为了评价页岩气水平井分段压裂多簇进液影响因素，采用套管外分布式光纤开展压裂过程实时监测。以昭通页岩气示范区龙马溪组页岩水平井压裂光纤实时监测数据为基础，结合压裂设计数据和压裂施工数据，开展了分段多簇压裂过程中典型压裂事件和分布式光纤声波传感（DAS）信号联合分析评价。分析结果表明：压裂初期孔眼欠完善、近井扭曲严重，容易激发强DAS信号，孔眼冲蚀伴随DAS信号减弱；多簇间流量分配存在随机性动态变化，影响多簇进液均衡性，有效进液簇数与施工压力具有一定相关性；暂堵、停泵-再启泵措施能够干预簇间流量分配，暂堵效果受到裂缝实时状态、暂堵参数等多因素影响；段间窜通存在2种光纤DAS信号响应模式，可揭示管内和环空2种段间窜漏路径。光纤监测手段和综合分析方法对于深入认识水平井分段多簇压裂机理，指导压裂方案优化和压裂实时调控具有重要的参考价值。

关键词：分布式光纤孔眼冲蚀流量分配暂堵转向砂堵

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CCUS井水泥环腐蚀预测模型及影响因素

石油与天然气化工 2024年第3期53卷 86-91,104页

作者：杨川余才焌石庆王志刚刘世彬徐璧华中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司西南石油大学石油与天然气工程学院

目的CCUS井的水泥环长期处于CO_(2)腐蚀环境中,水泥环将被腐蚀导致CO_(2)泄漏,需对腐蚀速率进行预测。然而目前的腐蚀预测模型以井眼和半经验公式为主,导致水泥环腐蚀预测不准确,制约了CCUS井水泥环腐蚀防治技术的研究。方法针对这一问... 详细信息

目的CCUS井的水泥环长期处于CO_(2)腐蚀环境中,水泥环将被腐蚀导致CO_(2)泄漏,需对腐蚀速率进行预测。然而目前的腐蚀预测模型以井眼和半经验公式为主,导致水泥环腐蚀预测不准确,制约了CCUS井水泥环腐蚀防治技术的研究。方法针对这一问题,基于CO_(2)和钙质量守恒定律,建立了CO_(2)腐蚀深度预测模型,并利用该模型分析了腐蚀时间、温度、CO_(2)分压、水灰比和耐腐蚀材料加量对腐蚀深度的影响规律,并建立了评价模型,对影响因素的影响程度进行排序。结果CO_(2)腐蚀深度随腐蚀时间、温度、Cl—浓度、CO_(2)分压、水灰比及含水饱和度增加而增大,随着水泥环密度、耐腐蚀材料加量增加而减少;水泥环中CO_(2)含量随腐蚀深度呈非线性降低。影响因素由强到弱为:含水饱和度>耐腐蚀材料>水灰比>CO_(2)分压>腐蚀时间>水泥环密度>Cl—浓度>温度。结论研究成果对于CCUS井控制CO_(2)对水泥环的碳化腐蚀保障井筒完整性具有指导意义。

关键词： CCUS井 CO_(2)腐蚀水泥环沉淀腐蚀深度

库车山前超深巨厚致密砂岩纵向细分层改造技术

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石油钻探技术 2024年第2期52卷 187-193页

作者：彭芬张宝杨鹏程薛浩楠彭建新盛志民中国石油塔里木油田分公司油气工程研究院新疆库尔勒841000 中国石油集团西部钻探工程有限公司井下作业公司新疆克拉玛依834000

塔里木油田库车山前白垩系储层为超深巨厚裂缝性致密砂岩储层,天然裂缝发育,非均质性强,已改造井产气剖面测试显示常规笼统改造纵向厚储层动用不充分,产能释放不彻底。为了解决这一问题,对于油层厚度大且中间有明显隔层的井可实施分层压... 详细信息

塔里木油田库车山前白垩系储层为超深巨厚裂缝性致密砂岩储层,天然裂缝发育,非均质性强,已改造井产气剖面测试显示常规笼统改造纵向厚储层动用不充分,产能释放不彻底。为了解决这一问题,对于油层厚度大且中间有明显隔层的井可实施分层压裂,提高纵向改造程度。通过工程地质一体化研究,利用多种测井数据,建立了一套多尺度近远井裂缝精细识别方法;基于钻井漏失量与产量关系认识,建立了一套综合考虑构造位置、钻井井漏、裂缝发育情况、力学活动性等资料的储层评估分类方法;通过双封隔器管柱力学精细校核,增加伸缩管,优化暂堵材料粒径,形成了“机械+暂堵”软硬分层压裂技术。该技术实现了巨厚储层高效动用,应用20口井,改造后单井产气量由6.7×10^(4)m^(3)/d提高至34.0×10^(4)m^(3)/d,平均增产4倍,提产效果显著,为巨厚致密砂岩储层高效开发提供了技术支撑。

关键词：库车山前超深厚储层致密砂岩复合分层精细改造

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连续管井下电视作业及压裂进砂评价系统研究

石油机械 2024年第5期52卷 132-137页

作者：汤清源房伟刘统亮杜宇成盖志亮袁翔梁建龙中石油江汉机械研究所有限公司中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司中海石油(中国)有限公司海南分公司

国内外油气田开采过程中,针对页岩油、页岩气体积压裂,需要对压裂体系效果和产能进行辅助评价,利用井下电视获取井下静态图像或运动图像,可以直接视觉呈现井内真实状况,利用软件定量分析炮眼个数及尺寸,在压裂后产层评价应用领域具有其... 详细信息

国内外油气田开采过程中,针对页岩油、页岩气体积压裂,需要对压裂体系效果和产能进行辅助评价,利用井下电视获取井下静态图像或运动图像,可以直接视觉呈现井内真实状况,利用软件定量分析炮眼个数及尺寸,在压裂后产层评价应用领域具有其他测井手段所不具备的独特优势。针对连续管井下电视作业及压裂后需计算进砂量、进行产能评价的问题,研发了连续管井下电视作业地面配套设备,包含钻磨、洗井和井下电视测井3种重要组成工艺及其井下工具配套方案。采用Python+OpenCV识别技术进行相机标定、图像增强、偏心矫正等图像预处理模块开发,同时利用YOLOv5+Deepsort神经网络形成了特征目标检测及跟踪技术,并结合炮眼冲蚀理论及进砂量分析,使用C#开发了一套含基础组件、炮眼定量分析工程、报告输出为一体的压裂进砂评价系统,实现可视化、定量分析算法。研究结果可为页岩油气产能评价提供一定技术支撑。

关键词：连续管井下电视压裂进砂评价系统研究

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致密气试油期间天然气回收工艺在川西北部文兴气区的应用及评价

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钻采工艺 2024年第1期47卷 175-180页

作者：何泉练兴元张晋海王德坤王欢欢徐柱天中国石油西南油气田分公司川西北气矿中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司四川省江油市621700

川西北部文兴气区沙溪庙组气藏是典型的致密砂岩气藏,酸化和加砂压裂对提高气藏采收率具有良好效果,注入地层的酸化液和压裂支撑剂在试油期间与原料气混合,通常在试油排采阶段返排回地面直接点火燃烧,资源浪费的同时也有环境伤害的风险... 详细信息

川西北部文兴气区沙溪庙组气藏是典型的致密砂岩气藏,酸化和加砂压裂对提高气藏采收率具有良好效果,注入地层的酸化液和压裂支撑剂在试油期间与原料气混合,通常在试油排采阶段返排回地面直接点火燃烧,资源浪费的同时也有环境伤害的风险。针对传统排采方式在经济环保上的弊端,设计并应用“双分离+双除砂+多级节流+超音速脱水脱烃”放喷天然气回收工艺。该工艺在川西北部文兴气区应用效果表明,采用油管特殊丝扣替代传统钢管焊接,设备安装周期可缩短70%;工艺组合针对排采初期复杂地层返排物除砂、分离效果良好,脱水脱烃后气质达标从而实现成功回收;该放喷天然气回收设备设施能耗较低,是绿色低碳清洁效益开发的重要举措。该工艺在现区块应用过程中取得了较好的经济和社会效益,展现出了较好的推广应用价值。

关键词：放喷气回收除砂脱水脱烃绿色低碳效益开发

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连续管疲劳分析软件开发与应用

石油机械 2024年第6期52卷 109-114页

作者：汤清源徐云喜任四武朱硕李伟马翎凯蒲晓莉中石油江汉机械研究所有限公司湖北省荆州市434000 中国石油集团西部钻探工程有限公司井下作业公司

针对连续管在拉伸力及内压作用下发生塑性变形产生疲劳后容易断裂,从而严重影响油气生产安全的问题,基于连续管疲劳试验数据,采用多维曲线拟合方法建立连续管疲劳寿命分析模型,应用VS平台及C++语言开发了连续管疲劳分析软件。该软件可... 详细信息

针对连续管在拉伸力及内压作用下发生塑性变形产生疲劳后容易断裂,从而严重影响油气生产安全的问题,基于连续管疲劳试验数据,采用多维曲线拟合方法建立连续管疲劳寿命分析模型,应用VS平台及C++语言开发了连续管疲劳分析软件。该软件可计算弯曲半径、内压等施工参数对连续管疲劳寿命的影响,支持连续管全生命周期内疲劳分析事件的统一管理。从连续管出厂开始,应用软件跟踪每次操作以确保连续管疲劳评估结果准确。现场应用结果表明:该软件能准确分析连续管疲劳寿命损耗,当循环压力较高,并在某一井深长时间反复起下作业时,连续管最大疲劳急剧增加,应尽量避免此类施工作业。研究结果对连续管在工程中的应用推广和安全评估具有重要指导意义。

关键词：连续管疲劳寿命疲劳试验疲劳管理软件开发

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油气田井下管柱铝热切割的反应热力学分析

中国科技期刊数据库工业A 2024年第1期 13-17页

作者：王江张雷雷梁拥军黄磊刘辉中国石油集团渤海钻探工程有限公司井下作业分公司河北沧州062500

为了对油气田井下管柱铝热切割工具的性能进行深入探究,以便更好对铝热剂配方设计提供参考,对其产生的铝热反应热力学性质理论计算。利用最小自由能原理,通过MATLAB语言编程计算,对油气田井下管柱铝热切割的一种配方进行平衡热力学分析... 详细信息

为了对油气田井下管柱铝热切割工具的性能进行深入探究,以便更好对铝热剂配方设计提供参考,对其产生的铝热反应热力学性质理论计算。利用最小自由能原理,通过MATLAB语言编程计算,对油气田井下管柱铝热切割的一种配方进行平衡热力学分析。结果表明反应初期中有20%左右的FeAl2O4尖晶石物质生成。反应达到1500 ℃后有大量的反应产物转化为气、液态,使反应体系的压力急剧升高,反应的汽化潜热及液化潜热增加。井下压力在60 MPa以后,对反应体系的反应焓影响较小,基本保持在-17000 MJ,井下压力120 MPa后,反应焓值缓慢增大。因此,设计铝热剂体系配方时,应加快体系的放热速度,提高反应的绝热温度,降低FeAl2O4残渣成分含量,减少残渣堵塞本体出口甚至残渣重新粘连油管的情况。压力60 MPa可作为切割工具一个重要的设计参数,铝热反应内部突破60 MPa后才会有更多的流体生成,从而对井下管柱产生冲蚀作用。

关键词：最小自由能热力学铝热反应管柱切割反应焓

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井底压力下牙轮钻头浮动套轴承性能分析

润滑与密封 2024年第7期 15-22+49页

作者：钟林冷晓栋王国荣王娟魏刚伍小龙西南石油大学机电工程学院西南石油大学能源装备研究院中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司

为了探究井底压力下215.9 mm牙轮钻头浮动套轴承的平衡转速比、摩擦学性能、油膜压力分布随内外间隙比的变化规律，修正了考虑浮动套轴承实际井下环境压力和牙轮钻头密封压差的Reynolds边界条件，利用MATLAB中的PDE Toolbox对浮动套轴承... 详细信息

为了探究井底压力下215.9 mm牙轮钻头浮动套轴承的平衡转速比、摩擦学性能、油膜压力分布随内外间隙比的变化规律，修正了考虑浮动套轴承实际井下环境压力和牙轮钻头密封压差的Reynolds边界条件，利用MATLAB中的PDE Toolbox对浮动套轴承Reynolds方程进行数值求解，分析内外间隙比对浮动套轴承平衡转速比、油膜压力及摩擦因数的影响规律，结果表明：当环境压力为60 MPa、密封压差为20 MPa时，随内外间隙比增加，浮动套平衡转速比呈现先增大后减小的趋势；以轴承的摩擦因数和油膜压力作为综合评价指标，钻头浮动套轴承内外间隙比为2.0时，轴承的摩擦因数较小，油膜压力较高，其轴承综合性能较优；而当浮动套轴承内外间隙比为2.0时，随着环境压力的升高，浮动套轴承的摩擦扭矩和摩擦因数增加，从而加剧轴承的磨损。该研究为牙轮钻头浮动套轴承的结构参数优化及性能提升提供了基础理论支撑。

关键词：井底压力牙轮钻头浮动套轴承内外间隙比油膜压力摩擦因数

高闭合压力下深层页岩气促缝网强支撑压裂工艺

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石油钻采工艺 2024年

作者：李德旗刘春亭朱炬辉胥云王荣张俊成吴凯潘丹丹中国石油浙江油田分公司中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司中国石油勘探开发研究院中国石油辽河油田锦州采油厂

(目的意义)为提高四川盆地深层页岩气D区块储层改造效果，克服储层改造过程中面临的难题，（方法过程）针对面临的高水平地应力差及天然裂缝欠发育导致的裂缝形态单一、高垂向应力导致的破裂压力及施工压力高、高闭合压力导致的裂缝支... 详细信息

(目的意义)为提高四川盆地深层页岩气D区块储层改造效果，克服储层改造过程中面临的难题，（方法过程）针对面临的高水平地应力差及天然裂缝欠发育导致的裂缝形态单一、高垂向应力导致的破裂压力及施工压力高、高闭合压力导致的裂缝支撑效果不理想等问题，采用真三轴模拟试验系统进行页岩岩心水力压裂裂缝扩展模拟实验，结合自研的相场法裂缝扩展软件模拟和现场评价及4口井现场试验，（结果现象）提出了以下针对性技术措施：①密集多簇射孔（8～11簇/段）、高排量(17～18m3/min)、限压不限排量初期造缝模式、压裂综合实时判定与调控的暂堵转向策略形成复杂缝；②前置酸液、粉砂打磨、孔眼数优化（44～50孔/段）降低破裂压力及施工压力；③高强度加砂设计（3.6～4.0 t/m）、支撑剂组合优化保障裂缝导流能力需求。（结论建议）D区块4口井测试平均产气量均超过20万m3/d，印证了系列化技术措施的可行性，具有良好推广应用价值。

关键词：页岩气深层体积压裂多簇射孔暂堵转向裂缝监测加砂强度四川盆地