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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

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

四川盆地威远区块页岩气立体开发技术与对策--以威202井区A平台为例

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天然气工业 2022年第2期42卷 93-99页

作者：高健中国石油集团长城钻探工程有限公司

威远区块是四川盆地页岩气开发的主战场之一,四川盆地威远区块威202A平台为早期投产平台,其上半支3口井在志留系龙马溪组龙一1^(1)小层钻遇率低,开发效果不理想。为了提高气藏采收率,最大程度动用储量,通过运用优势层位动用潜力和可采... 详细信息

威远区块是四川盆地页岩气开发的主战场之一,四川盆地威远区块威202A平台为早期投产平台,其上半支3口井在志留系龙马溪组龙一1^(1)小层钻遇率低,开发效果不理想。为了提高气藏采收率,最大程度动用储量,通过运用优势层位动用潜力和可采储量开发潜力分析等技术,开展了资源潜力立体开发评价和技术对策研究,部署了W形立体加密井网,提出了储层改造难点的应对措施。研究结果表明:①提出了以龙一1^(1)小层为目的层,在平台上半支原有井之间加密部署实施3口水平井建议;②针对立体开发目标,加强地质导向跟踪,加密井水平段在龙一1^(1)小层钻遇率平均达90.2%以上;③运用控制压裂规模、差异化设计和压前邻井提前关井恢复压力及压中暂堵转向等手段,提升裂缝复杂程度,并避免邻井被压窜;④微地震监测和数值模拟等证实加密井有效动用龙一1^(1)小层地质储量,且3口井测试产量较原老井大幅度提升。结论认为,形成的立体开发技术和对策,经实践检验,效果显著,为页岩气藏立体开发和提高储量动用程度提供了有益借鉴。

关键词：四川盆地页岩气威远区块立体开发技术立体加密井网提高储量动用开发对策

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强非均质致密砂岩气藏剩余气分布定量描述与挖潜对策--以苏里格气田苏11区块北部老区为例

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天然气工业 2020年第11期40卷 89-95页

作者：祝金利中国石油集团长城钻探工程有限公司

鄂尔多斯盆地苏里格气田苏11区块北部老区经过十余年的开发,低产低压气井逐年增多、储量动用不均衡、剩余气分布复杂等问题越来越突显。为了改善其开发效果,在调研同类型气藏开发经验的基础上,应用复杂河流相砂岩储层精细刻画技术和地... 详细信息

鄂尔多斯盆地苏里格气田苏11区块北部老区经过十余年的开发,低产低压气井逐年增多、储量动用不均衡、剩余气分布复杂等问题越来越突显。为了改善其开发效果,在调研同类型气藏开发经验的基础上,应用复杂河流相砂岩储层精细刻画技术和地质建模、数模一体化剩余气评价技术,准确描述井间、层间剩余气的分布,然后在明确侧钻水平井、侧钻井和调层井选井选层技术界限的基础上,制订出具体的挖潜对策,指导了该区块现场挖潜工作。研究结果表明:①复杂河流相砂岩储层精细刻画技术可以实现单砂体级别的精细刻画,对优势储层进行定量描述,为河流相储层地质研究提供了模式指导;②“动态分析法+数值模拟法”天然气剩余储量评价技术精准描述了剩余气的平面和纵向分布特征,为下一步挖潜指明了方向;③苏11区块北部老区天然气剩余储量分布可划分为井网未控制型、层内非均质型及层间非均质型3种模式,针对井网未控制型优先考虑侧钻水平井挖潜,针对层内非均质型优先考虑侧钻井挖潜,针对层间非均质型则优先考虑部署调层井挖潜;④确定了侧钻水平井、侧钻井、调层井选区选井选层技术界限,在苏11区块北部老区已累计部署侧钻水平井5口、侧钻井8口、调层井79口;⑤截至目前,现场措施井有效率达100%,累计增产天然气1.01×108 m3。结论认为,基于该项研究成果所提出的致密砂岩气藏开发老区挖潜对策,取得了较好天然气增产效果,值得借鉴和推广。

关键词：致密砂岩气储层精细刻画技术剩余气评价技术选区选井选层技术界限挖潜对策鄂尔多斯盆地苏里格气田

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天然气储层含气性定量评价新参数

天然气工业 2019年第3期39卷 32-37页

作者：王修朝中国石油集团长城钻探工程有限公司地质研究院

天然气储层产能评价是储层测井综合解释的重要环节。但是,目前采用的天然气储层含气饱和度不能有效表征天然气储层的含气性。为此,在分析含气饱和度在天然气储层产能评价中所存在局限性的基础上,基于天然气物质的量和理想气体状态方程,... 详细信息

天然气储层产能评价是储层测井综合解释的重要环节。但是,目前采用的天然气储层含气饱和度不能有效表征天然气储层的含气性。为此,在分析含气饱和度在天然气储层产能评价中所存在局限性的基础上,基于天然气物质的量和理想气体状态方程,提出了相对气体摩尔量定量评价储层含气性的新参数,给出了该参数的确定方法,并对鄂尔多斯盆地苏里格气田致密砂岩气藏某井进行了测井评价及相对气体摩尔量参数计算,分析了该参数的应用效果。研究结果表明:①相对气体摩尔量参数受孔隙度、含气饱和度和孔隙压力及天然气压缩因子的共同控制,精确计算孔隙压力和天然气压缩因子是确定相对气体摩尔量参数的核心;②储层的含气饱和度与储层的产气能力并非一一对应,高含气饱和度储层不一定都能获得高产,而相对中等含气饱和度的储层也有可能获得高产;③相对气体摩尔量参数能够精确反映储层的绝对含气量,在储层含气级别识别方面有着较好的应用效果,其数值大小能够直接指示储层含气性的好坏。结论认为,该研究成果为天然气测井综合解释提供了一条新的思路。

关键词：天然气储集层含气性定量评价相对气体摩尔量孔隙压力天然气压缩因子天然气密度含气饱和度

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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

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

横观各向同性页岩动、静态有效应力系数试验研究

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岩石力学与工程学报 2023年第S02期42卷 4130-4139页

作者：贾利春中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院

准确、高效的获取横观各向同性页岩地层有效应力系数对于地质力学建模、井壁稳定分析等具有重要实际作用。采用声波测试、常规三轴压缩试验对川南海相龙马溪组黑色页岩动、静态弹性刚度系数、有效应力系数等开展研究。结果表明,动、静... 详细信息

准确、高效的获取横观各向同性页岩地层有效应力系数对于地质力学建模、井壁稳定分析等具有重要实际作用。采用声波测试、常规三轴压缩试验对川南海相龙马溪组黑色页岩动、静态弹性刚度系数、有效应力系数等开展研究。结果表明,动、静态弹性刚度系数、杨氏模量随着围压增加均升高,且动态值高于对应的静态值,平行层理方向的杨氏模量高于垂直层理,而动、静态泊松比随着围压增加及层理变化无显著规律;对于动、静态有效应力系数,随着围压增加两者均降低,垂直层理方向的有效应力系数高于平行层理方向,且静态有效应力系数高于动态值;通过拟合分析得到动、静态有效应力系数、杨氏模量线性转换关系。获得的页岩有效应力系数各向异性特征及动、静态转换关系可为页岩钻完井地质力学建模分析等提供重要支撑。

关键词：岩石力学横观各向同性页岩有效应力系数弹性刚度系数波速三轴压缩试验

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具核结构的油基钻井液封堵剂的研制

钻井液与完井液 2015年第5期32卷 15-18,102页

作者：匡绪兵中国石油集团长城钻探工程技术研究院

随着油气田开发的不断扩展,钻井难度逐渐增加,油基钻井液的使用率也逐渐增大。油基钻井液封堵能力对于预防井漏和井壁坍塌具有重要的作用。以丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸和苯乙烯等油溶性单体为原料,采用改进的乳液聚合工艺,以亲... 详细信息

随着油气田开发的不断扩展,钻井难度逐渐增加,油基钻井液的使用率也逐渐增大。油基钻井液封堵能力对于预防井漏和井壁坍塌具有重要的作用。以丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸和苯乙烯等油溶性单体为原料,采用改进的乳液聚合工艺,以亲油型的改性石英粉为凝结核,合成了一种具核结构的丙烯酸树脂高分子材料,作为油基钻井液封堵剂。实验结果表明:该封堵剂对油基钻井液基浆流变性能影响很小,可大大改善油基钻井液基浆的滤失造壁性和乳液稳定性。岩心封堵实验说明合成的封堵剂对中低渗岩心具有较好的封堵效果和封堵质量,正反向封堵率都可以达到75%以上;突破压力实验反映合成的封堵剂具有较高的封堵强度,突破压力可达10 MPa以上。同时,该封堵剂具有优异的耐高温能力,老化前后,封堵率和封堵强度基本不变。与沥青类封堵剂对比实验得出,研发的封堵剂具有较大的优势。

关键词：油基钻井液封堵剂具核结构丙烯酸树脂乳液聚合