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钻井液智能检测评价系统的研制与现场应用

钻井液与完井液 2023年第3期40卷 319-324页

作者：杨超中国石油集团油田技术服务有限公司北京100007

钻探过程中钻井液性能的实时检测、数据云储、智能诊断、自动优化建议,是油气行业实现智能化、数字化转型的先决要素,为此研发出一套基于行业标准、现场施工要求、配合物联网及大数据平台相结合的钻井液智能检测系统。该系统可在常温~20... 详细信息

钻探过程中钻井液性能的实时检测、数据云储、智能诊断、自动优化建议,是油气行业实现智能化、数字化转型的先决要素,为此研发出一套基于行业标准、现场施工要求、配合物联网及大数据平台相结合的钻井液智能检测系统。该系统可在常温~200℃,常压~8 MPa条件下进行24H*365D的全时段、全自动、不间断检测不同钻井液体系性能参数,测试范围包括钻井液温度、密度、流变参数、中压及高温高压滤失量参数和滤液离子参数的变化,并根据智能分析模块对钻井液的实时参数与设计参数进行对比分析,及时提供钻井液优化建议,保证井下施工安全。通过长期室内检测及现场多口试验井数千组实验对比数据得出,流变模块及滤失模块准确率97.3%,离子测试模块准确率96.2%,为安全、高效、智能的油气勘探开发前景提供了精确、稳定的数据保障。

关键词：钻井液智能检测评价全自动实时检测数字化油田建设离子浓度检测大数据

阵列成像测井技术在筛管完井大斜度气井产出剖面的应用

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油气井测试 2023年第6期32卷 41-45页

作者：胡守林中国石油集团油田技术服务有限公司北京100007

针对常规生产测井在筛管完井的大斜度井应用中存在产水段不清、产气精度不足等问题,引进了Sondex的阵列成像测井仪器,包括阵列电容持率仪、阵列电阻持率仪、阵列涡轮流量仪,通过阵列电容持率仪、阵列电阻持率仪实现了流体类型的识别,通... 详细信息

针对常规生产测井在筛管完井的大斜度井应用中存在产水段不清、产气精度不足等问题,引进了Sondex的阵列成像测井仪器,包括阵列电容持率仪、阵列电阻持率仪、阵列涡轮流量仪,通过阵列电容持率仪、阵列电阻持率仪实现了流体类型的识别,通过阵列涡轮流量仪可识别井筒内不同流体的速度,综合应用有效提升筛管大斜度井产出剖面的识别精度。中亚地区某气田东部XXX-103D井井斜81.5°、斜井段666.34 m,生产水气比8.22 m^(3)/10^(4)m^(3),通过应用阵列成像测井仪器获得了准确的产出剖面。该技术为后续大斜度井、水平井产出剖面的仪器组合、施工流程优化提供了实践依据,为制定筛管完井的大斜度井增产措施提供了技术支撑。

关键词：大斜度井筛管完井阵列电容持率仪阵列电阻持率仪阵列涡轮流量仪产气剖面产水剖面

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胶凝过渡态水泥浆防气窜能力评价方法

钻井液与完井液 2023年第6期40卷 793-797,805页

作者：朱海金高继超邹双王圣明李鹏晓邹建龙中国石油集团海洋工程公司渤星公司天津300451 中国石油集团油田技术服务有限公司北京100000

环空气窜是多年来困扰固井工程界的技术难题之一。以水泥浆失重理论为基础,通过分析水泥浆有效液柱压力、内部结构阻力和地层流体压力三者间关系以确定验窜时机,结合连续采集水泥浆孔隙压力变化来判别气体是否克服水泥浆内部结构阻力而... 详细信息

环空气窜是多年来困扰固井工程界的技术难题之一。以水泥浆失重理论为基础,通过分析水泥浆有效液柱压力、内部结构阻力和地层流体压力三者间关系以确定验窜时机,结合连续采集水泥浆孔隙压力变化来判别气体是否克服水泥浆内部结构阻力而发生气窜,形成了一种可以直观考察处于胶凝过渡态水泥浆的防气窜能力评价新方法,以此方法研究了不同类型水泥浆的窜流情况,结果表明:①水泥净浆几乎无法抵抗气体侵入;②引入适量的降失水剂可轻微提高水泥浆基体的防气窜能力,但效果并不明显,仅能抵抗50 psi(0.344 MPa)的气窜压力;③防气窜水泥浆体系因防气窜剂的种类和加量变化,防气窜能力表现各异,通常能够抵御气窜压力范围为100~200 psi(0.689~1.379 MPa),部分防窜材料可以通过增大其加量达到提高防气窜能力的效果,但材料受自身特性影响,存在一定的气窜抵抗能力极限。该方法操作相对简便、实用性强、重复性较好,可横向对比评价不同类型防气窜水泥浆抵抗气体侵入的能力,为防气窜水泥浆体系设计优选提供有效参考。

关键词：胶凝过渡态水泥浆失重防气窜固井

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哈拉哈塘油田硬脆性泥页岩井壁失稳机理及对策

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钻井液与完井液 2015年第1期32卷 38-41,100页

作者：刘锋报邵海波周志世张欢庆陈永衡中国石油塔里木油田公司中国石油集团渤海钻探泥浆技术服务公司

针对哈拉哈塘油田三叠系和志留系硬脆性泥页岩井壁失稳问题,分别从地层力学和地层物理化学2方面进行失稳机理及对策研究。研究结果表明,油田地层3大主应力分布规律为σZ>σH>σh,三叠系比志留系容易发生力学失稳;三叠系硬脆性泥页岩阳... 详细信息

针对哈拉哈塘油田三叠系和志留系硬脆性泥页岩井壁失稳问题,分别从地层力学和地层物理化学2方面进行失稳机理及对策研究。研究结果表明,油田地层3大主应力分布规律为σZ>σH>σh,三叠系比志留系容易发生力学失稳;三叠系硬脆性泥页岩阳离子交换容量、蒙脱石率、胶体率和膨胀率分别为25.4 mmol/100 g、36.3%、76.4%和23.2%,表面水化能力较强,易发生物理化学失稳;志留系硬脆性泥页岩阳离子交换容量、蒙脱石率、胶体率和膨胀率都较低,分别为8 mmol/100 g、11.4%、25.1%和9.7%,水化膨胀能力较弱,但由于地层裂缝发育,易发生裂缝性失稳。通过提高钻井液在三叠系的密度、抑制性和在志留系的封堵性,在现场Ⅰ井和Ⅱ井试验均取得了较好的效果。

关键词：井壁失稳硬脆性泥页岩抑制性封堵性哈拉哈塘油田

页岩气水平井套管的剪压变形试验与套变预防实践

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天然气工业 2021年第5期41卷 84-91页

作者：张平何昀宾刘子平童亨茂邓才任晓海张宏祥李彦超屈玲付强王向阳中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术处中国石油集团油田技术服务公司井下技术部中国石油集团川庆钻探工程有限公司页岩气项目经理部中国石油大学(北京)地球科学学院中国石油集团工程技术研究院有限公司非常规油气工程研究所

在我国页岩气勘探开发取得快速发展的同时,也伴随着页岩气水平井套管变形(以下简称套变)问题的频发,直接影响到了页岩气开发的效率和效益。为了探索预测、防范与治理套变的方法,基于套管抗内压交变试验、MIT24井径测井的地面模拟试验和... 详细信息

在我国页岩气勘探开发取得快速发展的同时,也伴随着页岩气水平井套管变形(以下简称套变)问题的频发,直接影响到了页岩气开发的效率和效益。为了探索预测、防范与治理套变的方法,基于套管抗内压交变试验、MIT24井径测井的地面模拟试验和套变形态特征的系统解析、套变的大型物理模拟试验和数值模拟等室内工作,分析了页岩气水平井套变的地质、工程原因,结合广义剪切活动准则,制订了套变风险点评价的新方法和预防套变的技术措施。研究结果表明:①MIT24井径测井解释的23口井119个套变点的变形特征,符合剪压变形试验的力学行为;②大型物理模拟试验显示出走滑应力状态下,天然裂缝发生明显滑移;③数值模拟结果显示,随着断层滑移量的增加,套管受到的挤压应力不断增加,当断层的滑移量介于7.5~9.0 mm,套管达到临界屈服强度,并开始产生塑性变形。在四川盆地南部威远地区的28口井开展了“暂堵裂缝+长段多簇”等技术的现场试验,套变率从研究前的54%降低到14.3%,丢段率从研究前的7.8%降低到0,套变治理取得了显著的成效。结论认为,断层和大裂缝(以下简称断-裂)发生剪切滑移是导致页岩气水平井套变的主要原因,在套变风险点压裂前应提前采取“暂堵裂缝+长段多簇”、降低压裂规模、适当释放井筒压力等措施降低断-裂的活动性,从而达到预防套变的目的。

关键词：页岩气水平井套管变形地质力学套管变形防治 “暂堵裂缝+长段多簇”压裂工艺现场试验

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页岩气水平井重复压裂层段优选与效果评估

天然气工业 2018年第7期38卷 59-64页

作者：李彦超何昀宾肖剑锋石孝志冯强尹丛彬中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司国家能源页岩气研发(实验)中心中国石油集团油田技术服务有限公司中国石油集团川庆钻探工程有限公司页岩气勘探开发项目经理部

对页岩气储层实施初次体积压裂后,生产测井监测显示1/3的射孔簇不产气或产气量较少,而且投产后产量递减也普遍较快。为此,应用微地震解释数据与裂缝网络扩展结果,建立压裂缝网预测模型与压裂井产能预测模型,在综合考虑岩石物性、微地震... 详细信息

对页岩气储层实施初次体积压裂后,生产测井监测显示1/3的射孔簇不产气或产气量较少,而且投产后产量递减也普遍较快。为此,应用微地震解释数据与裂缝网络扩展结果,建立压裂缝网预测模型与压裂井产能预测模型,在综合考虑岩石物性、微地震、生产动态等影响因素的条件下,提出了页岩重复压裂开发潜力评价指数(RDPEI),建立了重复压裂设计与评估方法,实现了针对性的层段优选与评价,并进行了现场应用。研究结果表明:(1)天然裂缝的非均质性导致压裂缝网存在着较大的差异,易形成明显的"死气区",具有较大的重复压裂挖掘潜力;(2)初次压裂裂缝网络受天然裂缝的影响大,裂缝网络主体沿最大水平主应力方向扩展,局部改造段裂缝扩展呈双翼扩展,液体波及裂缝网络长度为地震解释结果的52%~70%;(3)RDPEI模型避免了单因素分析的局限性,实现了对可采性、可压性与重复压裂3类指数的定量预测;(3)实例井重复压裂测试页岩气产量提高了38.9%,1年累计产气量提高了62.5%,增产效果明显。结论认为,重复压裂是提高页岩气单井最终可采储量的有效可行手段,该研究方法为页岩水平井重复压裂层段优选与效果评估提供了理论与技术支撑。

关键词：页岩气重复压裂生产能力预测裂缝网络扩展微地震产量递减单井最终可采储量

斜向挤压叠加变形的构造解析——以四川威远地区为例

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地质学报 2023年第5期97卷 1630-1640页

作者：张宏祥童亨茂何昀宾刘子平周一博张平任晓海邓才尹宇寒中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油集团油田技术服务有限公司北京100007 中国石油集团川庆钻探工程有限公司四川成都610051 中国石油集团塔里木油田公司新疆库尔勒841000

威远地区位于四川盆地西南部,其构造主体威远背斜属于大型穹隆状背斜构造,经历了多期构造运动的叠加变形,前人对威远背斜的形成过程与机制认识存在很大争议,无法满足油气精细勘探和高效开发的需要。本文通过地震资料的构造解析,确定威... 详细信息

威远地区位于四川盆地西南部,其构造主体威远背斜属于大型穹隆状背斜构造,经历了多期构造运动的叠加变形,前人对威远背斜的形成过程与机制认识存在很大争议,无法满足油气精细勘探和高效开发的需要。本文通过地震资料的构造解析,确定威远背斜主体是在基底先存构造(NE向基底古隆起)的条件下,在燕山期近NS向斜向挤压作用过程中形成的,喜山期近EW向斜向挤压作用对其构造变形也有一定的贡献。按此认识设计了砂箱模拟实验,实验结果在平面和剖面上很好地再现了威远背斜的构造特征,表明了上述认识的合理性。这些认识不仅能为威远地区油气的勘探开发提供指导,还可以为相似区域的构造形成演化机制分析提供借鉴。

关键词：威远背斜叠加变形斜向挤压构造解析燕山期喜山期砂箱模拟实验

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一种处理油基钻井液膏盐层盐水侵害的新方法

天然气工业 2023年第6期43卷 105-111页

作者：崔小勃何思龙王新倪晓骁杨海军王建华高珊中国石油集团工程技术研究院有限公司中国石油塔里木油田公司中国石油西部钻探工程技术处

深井油基钻井液是盐膏层钻井的重要技术之一,但深井柴油基钻井液受到盐水侵害时,会使其性能变差甚至破坏,严重影响了钻井作业的安全和顺利钻进。为了形成实用的处理方法,提高处理效率以应对随时可能发生的井下复杂,总结现场4口井的处理... 详细信息

深井油基钻井液是盐膏层钻井的重要技术之一,但深井柴油基钻井液受到盐水侵害时,会使其性能变差甚至破坏,严重影响了钻井作业的安全和顺利钻进。为了形成实用的处理方法,提高处理效率以应对随时可能发生的井下复杂,总结现场4口井的处理过程,以盐水侵害钻井液发现、处理准备、检测收集和调整处理等4个环节为基础,形成了不同盐水侵害体积情况下的3类处理方式,通过室内评价验证了柴油基钻井液盐水侵害性能变化的3个定量节点。研究结果表明:①盐水侵害体积不超过10%的柴油基钻井液直接补充乳化剂维护性能、盐水侵害体积10%~30%的收集入罐单独处理和盐水侵害体积30%以上不具备处理价值的排入环保池;②盐水侵入量为10%时,由于油包水乳液盐水容量限的存在,体系性能基本稳定;③盐水侵入量达到30%后,突破了油包水乳液盐水的容量限,界面膜强度降低,液滴聚并变大,体系流动性恶化明显。结论认为:①使用该方法处理盐水侵害柴油基钻井液与同地区3口井对比,单井每100 m^(3)钻井液处理时间平均减少了47%;②该方法解决了盐水侵害柴油基钻井液处理效率低、钻井周期长及成本增加的问题,是一套定量的可借鉴的实用新方法。

关键词：钻井钻井液柴油基钻井液盐水侵害处理新方法

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大港油田页岩油水平井钻井关键技术

石油钻探技术 2020年第2期48卷 34-41页

作者：杨灿王鹏饶开波蔺玉水李伟叶顺友中国石油集团渤海钻探工程有限公司天津300457 中国石油集团油田技术服务有限公司北京100027

大港油田沧东凹陷页岩油水平井钻井过程中面临着破岩效率低、井眼轨迹控制难度大、摩阻扭矩大、完井管柱下入困难等技术难题,影响了页岩油的勘探开发效益。为了解决这些问题,进行了激进式水力参数设计、异形齿PDC钻头研制、深层水平段... 详细信息

大港油田沧东凹陷页岩油水平井钻井过程中面临着破岩效率低、井眼轨迹控制难度大、摩阻扭矩大、完井管柱下入困难等技术难题,影响了页岩油的勘探开发效益。为了解决这些问题,进行了激进式水力参数设计、异形齿PDC钻头研制、深层水平段高效钻井技术、旋转导向井眼轨迹控制技术、强抑制强封堵高性能水基钻井液技术和旋转引鞋+旋转下套管工艺等技术攻关研究,形成了大港油田页岩油水平井钻井关键技术。该技术在13口页岩油水平井进行了现场应用,平均机械钻速13.16 m/h,钻井完井周期50.62 d,井下故障时效低于0.1%,均创造了大港油田的钻井纪录。研究与应用表明,大港油田页岩油水平井钻井关键技术为沧东凹陷页岩油高效勘探开发提供了技术支撑,也为国内页岩油水平井安全高效钻进提供了借鉴。

关键词：页岩油水平井 PDC钻头井眼轨迹旋转导向沧东凹陷大港油田