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基于数字图像技术的致密砂岩纯剪裂缝断裂过程实验

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中国海上油气 2024年第2期36卷 177-184页

作者：王小军中国石化江汉油田分公司石油工程技术研究院湖北武汉430035

纯剪应力状态下致密砂岩断裂过程是理解致密砂岩破坏失效机理的关键,然而在纯剪应力状态下,初始裂缝是发育扩展为I型裂缝或II型裂缝却一直有所争议。本文基于新型光学测量技术数字图像相关法和双切边压缩实验理论方法,开展了双切边压缩... 详细信息

纯剪应力状态下致密砂岩断裂过程是理解致密砂岩破坏失效机理的关键,然而在纯剪应力状态下,初始裂缝是发育扩展为I型裂缝或II型裂缝却一直有所争议。本文基于新型光学测量技术数字图像相关法和双切边压缩实验理论方法,开展了双切边压缩实验并通过数字图像相关法得到了位移和应变场。实验结果表明:双边开槽压缩实验能在槽尖(预制裂缝尖端)产生纯剪应力状态;致密砂岩试件起裂过程包含2个阶段的I型裂缝,第一阶段裂缝从槽尖起裂,第二阶段裂缝从试件中心两槽尖相连区域起裂。本文研究成果为数字图像技术应用在岩石断裂力学领域提供了新思路,对分析水力压裂中致密砂岩纯剪裂缝的演化规律有一定参考价值。

关键词：数字图像相关法纯剪应力致密砂岩水力压裂 I型裂缝 II型裂缝

复兴地区页岩气井油基钻井液井壁稳定和防漏堵漏技术

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钻井液与完井液 2024年第3期41卷 305-317页

作者：周忠亚中国石化江汉油田分公司石油工程技术研究院武汉430035

针对复兴地区凉高山组地层漏失严重,自流井组东岳庙段溢漏同存,地层垮塌掉块,频繁憋泵蹩顶驱的问题。采用XRD衍射法对兴页L2HF井、兴页1002HF井凉高山组和自流井组东岳庙段地层的岩石进行矿物组成分析,使用微观SEM扫描电镜对该地层岩石... 详细信息

针对复兴地区凉高山组地层漏失严重,自流井组东岳庙段溢漏同存,地层垮塌掉块,频繁憋泵蹩顶驱的问题。采用XRD衍射法对兴页L2HF井、兴页1002HF井凉高山组和自流井组东岳庙段地层的岩石进行矿物组成分析,使用微观SEM扫描电镜对该地层岩石进行了微观形貌分析,再结合现场情况总结了复兴地区井壁失稳和地层漏失机理。通过提高钻井液的乳化稳定性、降摩减阻和多重封堵性能,形成复兴地区页岩气井油基钻井液井壁稳定技术,该钻井液体系满足封堵性PPA小于2 mL,填砂管侵入深度小于2 cm;基于压裂砂堵效应,通过优选和研制了复合堵漏剂、诱导剂、悬浮剂,形成复兴地区程序法“控滤失”模拟砂堵防漏堵漏技术,堵漏浆体系可承压能力高达7 MPa,更适合应用于多裂缝地层。油基钻井液井壁稳定和防漏堵漏技术在兴页某-1井进行现场应用,相对于使用高密度柴油基钻井液体系的兴页某-2井,优化后钻井液体系的黏度和切力更低,润滑减阻性能更强,漏失和地层失稳等复杂情况明显减少。

关键词：油基钻井液垮塌失稳地层漏失封堵防漏技术多重封堵技术

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海上油田分层防砂分层注聚技术工艺优化

石油机械 2024年第3期52卷 67-72页

作者：张雪梅张剑贺启强车传睿任从坤石琼中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院

针对胜利油田已有的双管分层防砂分层注聚技术无法满足其海上低剪切、防堵塞、长效注聚需求的现状,对注聚筛管、环空安全阀及液控封隔器等核心工具进行了优化改进,形成了双管宽流道分层防砂分层注聚技术。优化研究结果表明:形成的注聚... 详细信息

针对胜利油田已有的双管分层防砂分层注聚技术无法满足其海上低剪切、防堵塞、长效注聚需求的现状,对注聚筛管、环空安全阀及液控封隔器等核心工具进行了优化改进,形成了双管宽流道分层防砂分层注聚技术。优化研究结果表明:形成的注聚筛管采用倒梯形缝状结构,表面双疏涂层,自洁不堵塞,流通量提高25%~40%;优化环空安全阀过流通道使内外管环空过流面积增加3.3倍;优化液控封隔器结构,使胶筒肩部受力减小12.6%,坐封活塞面积增加0.78倍,解封后环空面积增大1.5倍。该技术已在海上油田成功应用35井次,井筒黏度保留率达93%,提高5%,平均注入压力下降1.1 MPa。该技术对油田海上、陆地化学驱区块的长效注采开发具有一定的示范指导作用。

关键词：注采工艺分层防砂分层注聚注聚管柱环空安全阀液控封隔器现场应用

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泄漏硫化氢干法应急处置安全性及工艺研究

石油与天然气化工 2024年第3期53卷 1-7页

作者：袁长忠中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院

目的在高含硫油气井和炼化厂脱硫装置生产过程中存在硫化氢(H_(2)S)泄漏的风险,而以物理稀释为主的应急处置方法效率低,影响应急救援。拟采用气体捕集与干法脱硫相结合的工艺进行泄漏H_(2)S的处置,并对泄漏气体中引入空气是否会影响干... 详细信息

目的在高含硫油气井和炼化厂脱硫装置生产过程中存在硫化氢(H_(2)S)泄漏的风险,而以物理稀释为主的应急处置方法效率低,影响应急救援。拟采用气体捕集与干法脱硫相结合的工艺进行泄漏H_(2)S的处置,并对泄漏气体中引入空气是否会影响干法脱硫的安全性和脱硫剂的性能开展实验研究。方法通过模拟泄漏H_(2)S干法处理流程,对比测试了活性炭、氧化铁和氧化锌等不同类型干法脱硫剂的穿透硫容和床层温升,优选出性能更好的脱硫剂。以优选脱硫剂为研究对象,考查在不同H_(2)S含量的条件下,空速和空气含量对其温升、穿透硫容、脱硫精度和副反应的影响。结果从8种不同厂家提供的氧化铁脱硫剂中优选出穿透硫容最高的3#脱硫剂,在原粒度模拟工况条件下,其穿透硫容可达到18.2%;脱硫剂床层温升随着H_(2)S含量的增加而升高,随着空速和空气含量的增大,脱硫剂床层温升呈现先迅速升高后趋于平稳甚至略有下降的趋势,最高不超过40℃;当空气体积分数超过25%时,脱硫剂穿透硫容提高约50%,空速与穿透硫容呈明显负相关性;当空速低于1000h-1时,穿透硫容超过25%,空气含量对脱硫精度和副反应无影响;在H_(2)S穿透前和空速低于2000h-1的条件下,没有生成副产物二氧化硫(SO_(2))。结论采用干法脱硫工艺对泄漏H_(2)S进行处理,会同时发生脱硫和再生过程,床层会产生一定的温升,没有生成副产物SO_(2),具有较高的安全性。空气的加入提升了脱硫剂的硫容性能,在对泄漏H_(2)S进行干法应急处置时空气体积分数应大于25%,空速应低于1000h-1。

关键词：硫化氢泄漏应急处置干法脱硫温升安全性二氧化硫

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海上油田电液联控单管分层注聚技术研究

石油机械 2024年第3期52卷 73-78页

作者：钱钦车传睿任从坤张雪梅李德忠石琼中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院

针对传统单管细分注聚技术存在因聚合物吸附等造成测调仪投捞不到位、配聚器调配困难及有效期短等问题,研发了一种电液联控单管分层注聚技术。该技术包含电液复合分控装置、液控多级配聚器、非接触式热传导流量计等核心工具。电液复合... 详细信息

针对传统单管细分注聚技术存在因聚合物吸附等造成测调仪投捞不到位、配聚器调配困难及有效期短等问题,研发了一种电液联控单管分层注聚技术。该技术包含电液复合分控装置、液控多级配聚器、非接触式热传导流量计等核心工具。电液复合分控装置通过1根主控电缆,实现1根液控管路分控多个液控工具,大大简化了井筒管线数量;液控多级配聚器解决了注聚过程中流量调节困难的问题,实现变排量调节和大压差注入;非接触式热传导流量计实现聚合物流量井下长效在线监测。目前该技术已成功应用3井次,分注层数2~3层,最大单层配注量130 m^(3)/d,测调次数达21次,测试准确率达85%以上,在井时间约600 d依然有效。该技术满足了海上油田“保黏、细分、长效”的注聚需求,具有较高的推广应用价值。

关键词：海上油田单管分层注聚电液联控实时监测

塔里木盆地超深小井眼定向钻井提速提效关键技术

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石油钻探技术 2024年第4期52卷 8-14页

作者：纪照生袁国栋晁文学蒋金宝白旺东中石化中原石油工程有限公司塔里木分公司新疆库尔勒841000 中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院河南濮阳457001

针对塔里木盆地台盆区超深小井眼定向钻井机械钻速低、钻头使用寿命短、常规螺杆钻具脱胶脱扣、钻井液稳定性差和产层喷漏同存等难题,研究形成了塔里木盆地超深小井眼定向钻井提速提效关键技术。以标准行程钻速和钻头进尺为指标,采用统... 详细信息

针对塔里木盆地台盆区超深小井眼定向钻井机械钻速低、钻头使用寿命短、常规螺杆钻具脱胶脱扣、钻井液稳定性差和产层喷漏同存等难题,研究形成了塔里木盆地超深小井眼定向钻井提速提效关键技术。以标准行程钻速和钻头进尺为指标,采用统计分析法优选了适用于目的层的ϕ149.2 mm/ϕ165.1 mm KS1352DGRX型钻头和ϕ120.7 mm KDM1062TR型钻头;对比国内外抗高温螺杆现状,确定了井底温度低于180℃时推荐使用国产抗高温螺杆,高于180℃时推荐使用全金属螺杆或进口耐高温螺杆;采用理论分析结合数值模拟的方法,优化设计了小尺寸降摩减阻工具,并优化了其安放位置;优选抗盐高温高压降滤失剂和抑制剂,研选除氧剂等,制定合理pH值调控和钙离子补充措施,形成了抗温200℃钻井液;分析了顺北油气田产层钻进喷漏同层的特点,确定了“降密度+井口控压+优化排量”的井控基本原则。塔里木盆地5口井应用了超深小井眼定向钻井提速提效关键技术,小井眼段平均机械钻速提高了113.24%,平均井径扩大率5.57%,平均钻井周期缩短了35.03%,均未发生井下故障和复杂情况。超深小井眼定向钻井提速提效技术为塔里木盆地勘探开发提供了技术支撑。

关键词：小井眼超深井抗高温钻井液降摩减阻工具井控技术塔里木盆地

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基于“扩缝串洞”理念的超深层小缝洞群碳酸盐岩储层改造数值模拟

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天然气工业 2024年第5期44卷 80-95页

作者：罗志锋程龙谢耀增刘举张雄罗攀登油气藏地质及开发工程全国重点实验室•西南石油大学中国石油塔里木油田公司油气工程研究院中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院

随着四川盆地和塔里木盆地碳酸盐岩油气藏勘探开发逐渐迈向超深层领域,受地质条件影响,储层由大型缝洞向以厘米—毫米级小缝洞群转变,以往针对大型缝洞储层改造的酸压技术系列难以适应小缝洞群储层。为充分释放超深层小缝洞群碳酸盐岩... 详细信息

随着四川盆地和塔里木盆地碳酸盐岩油气藏勘探开发逐渐迈向超深层领域,受地质条件影响,储层由大型缝洞向以厘米—毫米级小缝洞群转变,以往针对大型缝洞储层改造的酸压技术系列难以适应小缝洞群储层。为充分释放超深层小缝洞群碳酸盐岩储层的天然气产能潜力,基于小缝洞群碳酸盐岩储层特征,构建了多尺度离散缝洞方法,建立了考虑岩石变形、裂缝延伸、酸液流动反应、温度变化的热流固化多场耦合数值模型,最后提出了以多级转向扩面积、精准控黏串缝洞、定点生酸扩缝长为核心的“扩缝串洞”缝控改造理念,并对小缝洞群碳酸盐岩储层“扩缝串洞”缝控改造方式进行了优化分析。研究结果表明:①多级交替注入形成的黏性指进现象可以促进缝控改造面积的增加和裂缝非均匀刻蚀,从而提高改造后的产能,且缝控改造效果最佳;②酸液注入黏度比增加,缝控改造无因次产能指数呈现先增大后减小的规律,当黏度比超过30,缝控改造无因次产能指数开始迅速减小,缝控改造中酸液交替黏度比需控制在25~35区间;③酸液用量越大,缝控改造面积及改造后无因次产能指数越大,但对于一定地层参数和单井控制面积的缝控改造存在极限酸液用量,超过该酸液用量后缝控面积趋于极限值,而无因次产能指数仍随酸液用量的增加而稳定增大。结论认为,提高缝控改造面积和激活动用小缝洞群是小缝洞群碳酸盐岩储层提产的关键,该认识为超深层小缝洞群碳酸盐岩气藏的高效开发提供了理论指导。

关键词：超深层碳酸盐岩储层缝控改造扩缝串洞多场耦合酸压裂缝延伸

抗220℃高温两性离子聚合物降黏剂的制备与性能

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油田化学 2024年第2期41卷 191-199,206页

作者：潘丽娟程仲富方俊伟方裕燕温建泰吕军贤中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院新疆乌鲁木齐830011 长江大学石油工程学院湖北武汉430100

针对当前高温高密度水基钻井液流变性调控难题,基于分子结构优化设计和单体优选,制备了新型抗高温两性离子聚合物降黏剂HP-THIN。通过正交实验与单因素实验相结合的方法,对HP-THIN的制备条件进行了优化。采用红外光谱仪、乌氏黏度计和... 详细信息

针对当前高温高密度水基钻井液流变性调控难题,基于分子结构优化设计和单体优选,制备了新型抗高温两性离子聚合物降黏剂HP-THIN。通过正交实验与单因素实验相结合的方法,对HP-THIN的制备条件进行了优化。采用红外光谱仪、乌氏黏度计和热重分析仪等分别对HP-THIN的分子结构、热稳定性以及相对分子质量进行表征和测定,研究了HP-THIN在220℃超高温条件下对淡水浆、盐水浆、含钙浆和高密度复合盐水浆等不同类型钻井液基浆的降黏性能。在室温下,测试了HP-THIN对基浆黏土颗粒吸附能力、Zeta电位和粒径的影响,并与国内外同类产品(Polythin和xy-27)进行了对比。结果表明,合成降黏剂HP-THIN的反应温度为60℃,反应时间为3 h,引发剂用量和链转移剂用量均为反应单体总量的1%,单体总质量分数为30%;单体AM、AA、AMPS、PTM物质的量比为1.9∶7.5∶2.1∶1。该聚合物的分子结构中含有设计官能团,其黏均相对分子质量约为8211,且具有较好的热稳定性。220℃老化后,HP-THIN在最优加量(0.3%)下对淡水基浆、盐水基浆、含钙基浆和高密度复合盐水基浆的降黏率分别达86%、72%、73%和51%,HP-THIN对不同类型钻井液基浆的高温降黏效果均优于国内外同类产品,相对于xy-27和Polythin,降黏剂HP-THIN对基浆黏土吸附能力强、Zeta电位绝对值大、黏土颗粒尺寸小,可以更好地消除黏土颗粒间网状结构,降低钻井液黏度,具有良好的应用前景。

关键词：超高温耐温抗盐聚合物降黏剂降黏

中国页岩油勘探开发面临的挑战与高效运营机制研究

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石油钻探技术 2024年第3期52卷 1-10页

作者：刘惠民王敏生李中超陈宗琦艾昆王运海毛怡闫娜中国石化胜利油田分公司山东东营257017 中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206 中国石化中原油田分公司河南濮阳457001 中石化中原石油工程有限公司河南濮阳457001 中石化华北石油工程有限公司河南郑州450007 中国石化华东油气分公司江苏南京210004 中国石化勘探分公司四川成都610041

中国页岩油资源丰富,并在多个盆地取得重大勘探开发突破,已成为石油战略接替新领域,但页岩油勘探开发时间相对较短,顶层的战略规划与政策导向尚未明确,存在勘探突破难、开发成本高和组织运营不畅等问题。为此,调研剖析了中美页岩油经营... 详细信息

中国页岩油资源丰富,并在多个盆地取得重大勘探开发突破,已成为石油战略接替新领域,但页岩油勘探开发时间相对较短,顶层的战略规划与政策导向尚未明确,存在勘探突破难、开发成本高和组织运营不畅等问题。为此,调研剖析了中美页岩油经营理念、宏观环境、资源配置、生产运行、科技水平和信息化程度等现状,深入思考中国页岩油勘探开发的痛点、难点和阻点,认为当前中国页岩油勘探开发主要面临理念思路、技术能力、运营管理和绿色发展等4大挑战。围绕中国能源战略,提出了实现中国页岩油高效运营的对策建议:谋划稳中求进的页岩油发展战略,构建市场机制下多主体融合的战略合作共同体,打造多兵种协作的生产运行新模式,建立迭代式创新的科技发展新机制,建立数智化赋能的信息支撑新范式,开创绿色低碳化的产业发展新格局,营造高契合友好的外部运营新环境。

关键词：页岩油勘探开发技术挑战运营机制发展建议