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新型全油基钻井液体系

石油勘探与开发 2014年第4期41卷 490-496页

作者：李建成杨鹏关键孙延德匡绪兵中国石油长城钻探公司工程技术研究院钻井液所

为了满足深井、超深井、页岩气井等复杂结构井的钻井要求,研制了全油基钻井液用有机土和降滤失剂,确定了新型全油基钻井液体系配方,并通过室内实验和现场应用研究了其性能。采用长碳链季铵盐作为有机改性剂,制备用于全油基钻井液的有机... 详细信息

为了满足深井、超深井、页岩气井等复杂结构井的钻井要求,研制了全油基钻井液用有机土和降滤失剂,确定了新型全油基钻井液体系配方,并通过室内实验和现场应用研究了其性能。采用长碳链季铵盐作为有机改性剂,制备用于全油基钻井液的有机土;采用褐煤类单体与胺类单体合成油基降滤失剂。有机土和降滤失剂性能优良、配伍性好,且降滤失剂的降滤失效果优于国内外几种同类型降滤失剂。通过研究各组分加量对全油基钻井液体系性能的影响,确定了各组分的加量,配制的不同密度全油基钻井液均有良好的基本性能。室内实验结果表明：全油基钻井液沉降稳定性较强,抗温可达200℃,密度在0.9~2.0 g/cm3可调,抑制性能强,抗污染和润滑性能较好,储集层保护效果好,具有泥页岩水化抑制作用。现场应用结果表明：全油基钻井液性能稳定,满足现场施工要求,可延长钻头使用寿命并有效抑制井壁失稳,与水基钻井液相比密度更低、平均机械钻速更高。

关键词：全油基钻井液有机土降滤失剂井壁稳定

GW-CP194-80A型保压取心工具的研制

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天然气工业 2020年第4期40卷 91-96页

作者：杨立文苏洋罗军孙少亮中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院

保压取心技术可以使取出的岩心保持在原始地层压力状态下,能最大限度地减少岩心中油气等组分的损失,进而准确求取井底条件下储层流体饱和度等重要地层参数,是目前最先进且技术难度最高的钻井取心技术。但是,较之于国外同类产品,国内现... 详细信息

保压取心技术可以使取出的岩心保持在原始地层压力状态下,能最大限度地减少岩心中油气等组分的损失,进而准确求取井底条件下储层流体饱和度等重要地层参数,是目前最先进且技术难度最高的钻井取心技术。但是,较之于国外同类产品,国内现有的保压取心工具在岩心直径和保压能力两项主要技术指标方面尚存在着明显的差距,尤其是在保压能力方面,难以满足深海钻探、陆上深井和水平井保压取心作业的需求,限制了该技术的应用范围和普及率。为此,基于已有的GWY194-70BB型保压取心工具,设计研发了GW-CP194-80A型起钻式保压取心工具(以下简称新工具)。现场应用效果表明:①通过采用可受控转动的大通径球阀密封装置和高强度保压内筒,新工具所取岩心直径由原来的70 mm提升到80 mm、额定保压能力由原来的20 MPa提升到60 MPa;②新工具的内提式差动总成和上下同步密封机构,有效地解决了大斜度井、水平井取心作业过程中球阀关闭、保压成功率低的难题;③新工具共应用于现场5口井27筒次,取心平均收获率为87.5%、保压成功率达92.6%。结论认为,新工具达到了岩心直径和保压能力的设计目标,满足了深海、深层、非常规油气藏保压取心作业的需求,可为常规及非常规油气藏的储层评价、增产改造等提供技术支撑。

关键词：钻井取心保压取心工具岩心直径保压能力大通径球阀密封装置保压内筒岩心收获率

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威远区块页岩气水平井固井技术难点及其对策

天然气工业 2016年第3期36卷 55-62页

作者：袁进平于永金刘硕琼徐明李连江沈吉云中国石油集团钻井工程技术研究院中国石油长城钻探工程公司固井公司

针对四川盆地威远一长宁国家级页岩示范区威远区块页岩气水平井固井中所面临的油基钻井液与水泥浆不相容、高密度油基钻井液驱替困难、水泥环在大型体积压裂条件下易破坏等问题,有针对性地开展了水泥环密封力学参数理论依据、保证界面... 详细信息

针对四川盆地威远一长宁国家级页岩示范区威远区块页岩气水平井固井中所面临的油基钻井液与水泥浆不相容、高密度油基钻井液驱替困难、水泥环在大型体积压裂条件下易破坏等问题,有针对性地开展了水泥环密封力学参数理论依据、保证界面胶结的驱油前置液、满足压裂条件的韧性水泥石和有利于井筒密封的固井工艺技术等研究,取得了如下成果:①建立了考虑水泥环塑性特征及界面胶结强度的水泥环密封完整性理论模型,可指导页岩气水平井水泥石力学性能设计,减小微间隙的发生;②开发了驱油前置液,其对油基钻井液的冲洗效率超过90%且与油基钻井液及水泥浆相容性好;③根据水泥环密封完整性理论模型所开发的韧性水泥石,在保证相对较高抗压强度的同时杨氏模量降低30%;④确定了清水顶替等适用于页岩气井的固井技术,有利于保证井筒的密封性能。该研究成果应用于现场的12口井,水平段平均固井优质率达到92%,后期压裂效果良好,有效地保证了井筒的密封完整性,为页岩气高效开发提供了技术支撑。

关键词：四川盆地威远—长宁国家级页岩示范区威远区块页岩气水平井井筒完整性驱油前置液韧性水泥理论模型固井

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提高四川盆地页岩气开发效益的工程方案

天然气工业 2019年第5期39卷 93-98页

作者：刘乃震高远文王廷瑞黄志强高玮王西贵刘锦霞中国石油集团长城钻探工程有限公司中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院

四川盆地川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩是该区页岩气开发的目的层,甜点主力气层为龙马溪组龙_1~1小层,其上的龙一_1~3—龙一_2非主力气层因水平井压裂裂缝缝高延伸受限未能得到充分的改造,采用新井开发又不经济,导... 详细信息

四川盆地川南地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩是该区页岩气开发的目的层,甜点主力气层为龙马溪组龙_1~1小层,其上的龙一_1~3—龙一_2非主力气层因水平井压裂裂缝缝高延伸受限未能得到充分的改造,采用新井开发又不经济,导致大量页岩气资源(约占总储量的2/3)无法动用。为此,提出了"生产套管合理封固+套管切割+高效段铣+常规侧钻钻完井与压裂"的方案,并分析了关键技术的可行性和方案的经济性。研究结果表明:①确定合理封固段长度,配套井口安全阀、井下环空封隔装置等,确保满足后续压裂和生产要求,新井生产套管水泥返至技术套管内合适位置即可;②机械式套管切割技术成熟,较之于常规技术,高效段铣的段铣效率、工具寿命均提高2倍以上;③高效低成本井筒处理和常规侧钻钻完井与压裂技术,可支撑方案目标的实现;④较之于钻新井,该方案可节省建井成本30%左右,非主力气层预计单井测试日产气5.2×10~4m^3,10年累计产气0.49×10~8m^3,经济性良好。结论认为,该方案为页岩气非主力气层经济有效开发提供了一条新思路,有助于实现我国页岩气快速上产和长期稳产。

关键词：四川盆地页岩气早志留世非主力气层生产套管合理封固套管切割高效段铣侧钻水平井

页岩气水平井大型体积压裂套损预测和控制方法

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天然气工业 2019年第4期39卷 69-75页

作者：李凡华董凯付盼乔磊杜卫强孙清华中国石油集团工程技术研究院有限公司中国石油长城钻探工程公司中国石油大学(北京)

大规模体积压裂导致的页岩气水平井套管损坏(简称套损)或套管变形(简称套变)在现场施工过程中一直都存在,极大地影响了现场施工效率和开发项目的经济效益。为了解决上述问题,通过分析四川盆地威远页岩气区块100余口水平井的压裂资料,探... 详细信息

大规模体积压裂导致的页岩气水平井套管损坏(简称套损)或套管变形(简称套变)在现场施工过程中一直都存在,极大地影响了现场施工效率和开发项目的经济效益。为了解决上述问题,通过分析四川盆地威远页岩气区块100余口水平井的压裂资料,探讨了该区页岩气水平井套损或套变的原因和规律,并据分析结果提出了预测和控制的方法。研究结果表明:①发生套变的主要地质因素为储层地质特点、地应力和压裂规模;②对于岩石物性非均质性特别强、甜点区厚度小、压裂时储层难以吸收大规模体积压裂的"能量"的上奥陶统五峰组水平井段、A靶点附近井段、钻遇井漏的天然裂缝带井段等容易套损井段可依据录井和测井解释来预测套变;③产量受水平段轨迹所控制的页岩气水平井应提高水平井段钻进时的导向水平,让水平井段的轨迹都落在地质气藏工程精确刻画的甜点区;④对于水平井段非均质性强的储层,宜采用"分段完井、分段固井"、优化井网井距、适当降低压裂规模等工程技术措施。

关键词：四川盆地威远区块页岩气水平井压裂地应力套管变形套管损坏预测控制

页岩气井强化封堵全油基钻井液体系——以长宁—威远国家级页岩气示范区威远区块为例

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天然气工业 2020年第6期40卷 107-114页

作者：王晓军白冬青孙云超李晨光鲁政权景烨琦刘畅蒋立洲中国石油长城钻探工程有限公司工程技术研究院中国石油长城钻探工程有限公司钻井一公司中国石油辽河石化公司第一联合运行部

为了破解四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区威远区块钻井过程中井壁失稳引起的复杂事故频发难题,在分析测定该区下志留统龙马溪组页岩的矿物组成、孔缝构造、表面润湿性和岩样吸液率的基础上,分析了井壁失稳的机理,通过对基础配方... 详细信息

为了破解四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区威远区块钻井过程中井壁失稳引起的复杂事故频发难题,在分析测定该区下志留统龙马溪组页岩的矿物组成、孔缝构造、表面润湿性和岩样吸液率的基础上,分析了井壁失稳的机理,通过对基础配方的深度优化,以及多种类、多级配复合封堵剂的优选,形成了一套密度介于1.80~2.40 g/cm3、抗温150℃以上的强化封堵全油基钻井液体系。室内性能评价结果表明:①该钻井液体系具有良好的高温高压流变性、沉降稳定性和电稳定性;②该钻井液体系抗污染能力较强,在含页岩岩屑20%、含水10%时的综合性能依然保持稳定;③对龙马溪组页岩岩屑的一次回收率和二次回收率分别为100.00%和99.98%;④添加封堵剂的全油基钻井液能有效地封堵400 mD渗滤砂盘、快速地阻缓流体压力在页岩内部的传递,具有更好的井壁稳定效果。结论认为,该钻井液体系能够满足该区页岩气钻井施工的技术需求,为降低复杂事故发生率、提高页岩气资源开发效率提供了技术思路和解决路径。

关键词：四川盆地威远区块早志留世页岩气井壁稳定硬脆性页岩微纳米孔缝封堵剂全油基钻井液

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机理约束下钻井机械钻速智能预测泛化方法

天然气工业 2024年第9期44卷 179-189页

作者：祝兆鹏朱林宋先知李永钊张仕民柯迪丽娅·帕力哈提张诚恺王超尘中国石油大学(北京) 中国石油大学(北京)高端油气装备智能设计与制造研究中心中国石油大学(北京) 中国石油长城钻探工程公司工程技术研究院中国石油新疆油田公司工程技术研究院

钻井机械钻速的准确预测可辅助油气井钻井前科学配置资源,对制订更加合理的钻井作业方案以及钻井提效、降本增效具有重要现实意义.智能化预测钻井机械钻速已成为行业研究热点,为解决常规智能模型在不同井间迁移能力较差的问题,在对综合... 详细信息

钻井机械钻速的准确预测可辅助油气井钻井前科学配置资源,对制订更加合理的钻井作业方案以及钻井提效、降本增效具有重要现实意义.智能化预测钻井机械钻速已成为行业研究热点,为解决常规智能模型在不同井间迁移能力较差的问题,在对综合录井数据进行降噪、补全等预处理的基础上,利用钻井专业知识构造约束条件,引入了域对抗神经网络(DANN),建立了机械钻速模型在不同井间的迁移机制,结合滑动窗口、增量更新与实时录井数据,形成了机械钻速模型随井下工况的实时更新方法.研究结果表明:①数据层约束和网络层约束均可提高智能模型的精度与稳定性,且双机理约束下的BP模型相比于普通BP模型预测精度明显提高;②基于域对抗神经网络的机械钻速预测模型可有效地将邻井(源域)数据知识迁移到测试井(目标域);③基于增量学习算法建立的双滑动窗口数据更新机制,使模型实时适应地下钻进环境变化,预测精度和泛化能力进一步提升;④机理约束、迁移训练与实时更新对模型泛化性能的强化作用具有叠加效应,新井机械钻速预测平均相对误差降低至20.2％.结论认为,建立的机械钻速预测模型及迁移方法相较于传统钻速预测模型,具有更好的迁移性和更高的准确度,减少了迁移过程中重复训练时间,为机械钻速智能预测提供了新的思路和方向.

关键词：机械钻速机理约束域对抗神经网络迁移学习增量更新模型泛化

来源：博看期刊评论

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利用水平井提高稠油油藏剩余油采收率技术

石油勘探与开发 2009年第6期36卷 743-748页

作者：曲同慈李爽中国海洋大学中国石油辽河油田公司中国石油长城钻探工程公司工程技术研究院

为了挖潜辽河油田A块超稠油油藏井间剩余油，应用数值模拟软件描述了水平井有利部署区温度场、压力场及剩余油分布：蒸汽吞吐周期较高的生产井周围油层动用情况较好，油层温度高达190～210℃，但蒸汽加热的有效面积只在井筒周围20～30m... 详细信息

为了挖潜辽河油田A块超稠油油藏井间剩余油，应用数值模拟软件描述了水平井有利部署区温度场、压力场及剩余油分布：蒸汽吞吐周期较高的生产井周围油层动用情况较好，油层温度高达190～210℃，但蒸汽加热的有效面积只在井筒周围20～30m，井间仍然有大部分区域处于45～65℃的低温状态；由于蒸汽吞吐过程中的汽窜现象，部分井之间有热连通形成。动用最好的区域油层压力为3．00MPa，一般在3．40～3．90MPa。井间存在大量剩余油，剩余油饱和度大于50％。在兴Ⅲ、兴Ⅱ。油层单层厚度大于5m区域整体部署水平井30口，水平段长度250～400m。模拟预测水平井蒸汽吞吐8周期后，平均单井累计产油25220t，油汽比0．42，采出程度为31.5％。与直井生产效果对比，加密水平井可以挖潜稠油油藏井间剩余油，提高该区块采收率。

关键词：超稠油井间剩余油水平井加密提高采收率

乐山—龙女寺古隆起震旦系超深井快速钻井技术

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天然气工业 2013年第7期33卷 74-79页

作者：郑述权张帆钟广荣张果中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院中国石油川庆钻探工程公司川东钻探公司

四川盆地乐山—龙女寺古隆起震旦系埋藏深度在5 000～6 000m,地层可钻性差、纵向上多产层多压力系统等复杂地质条件制约了钻井速度。针对钻井提速难点,重点从井身结构、钻头个性化设计及有机盐钻井液体系等方面进行了攻关研究与现场试验... 详细信息

四川盆地乐山—龙女寺古隆起震旦系埋藏深度在5 000～6 000m,地层可钻性差、纵向上多产层多压力系统等复杂地质条件制约了钻井速度。针对钻井提速难点,重点从井身结构、钻头个性化设计及有机盐钻井液体系等方面进行了攻关研究与现场试验,初步形成了适应该地区的钻井提速技术模式:①优化井身结构,较传统井身结构缩短了大尺寸井眼长度,减少了作业时间,同时又能够满足完井与后期生产作业的要求。②个性化设计PDC钻头,应用效果表明较已完钻井机械钻速提高了31%～473%,在侏罗系沙溪庙组试验刚体PDC钻头平均机械钻速16.57m/h,已接近空气钻进效果;在适合井段试验等壁厚长寿命螺杆配合PDC钻头复合钻进,机械钻速较常规转盘钻机械钻速提高44%。③配合使用有机盐低固相钻井液,抑制性较聚磺钻井液更强,亚微米粒子含量减少,实现了辅助提高机械钻速的效果,井壁较使用聚磺钻井液的更稳定。2012年完钻的6口深井平均机械钻速由1.69m/h提高到2.54m/h,平均钻井周期从302d缩短到189d,实现了该区震旦系超深井的安全快速钻井。

关键词：四川盆地乐山-龙女寺古隆起早古生代震旦纪PDC钻头等壁厚螺杆有机盐钻井液快速钻进