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深部煤及顶/底板不同射孔位置条件下的压裂模拟——以鄂尔多斯盆地某气田8#深部煤层为例

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煤炭学报 2024年

作者：熊冬贺甲元马新仿曲兆亮郭天魁马诗语中国石油大学(北京)石油工程学院中国石化石油勘探开发研究院北京理工大学先进结构技术研究院中国石油大学(华东)石油工程学院

鄂尔多斯8#深部煤层埋深超过2000 m，地质结构复杂，目标煤层的顶部与底部分别存在灰岩层与泥岩层，现场采用水平井压裂作为8#深部煤层气的开发手段。为明确8#深部煤及顶/底板不同射孔位置条件下的水力裂缝扩展路径规律，综合考虑储层... 详细信息

鄂尔多斯8#深部煤层埋深超过2000 m，地质结构复杂，目标煤层的顶部与底部分别存在灰岩层与泥岩层，现场采用水平井压裂作为8#深部煤层气的开发手段。为明确8#深部煤及顶/底板不同射孔位置条件下的水力裂缝扩展路径规律，综合考虑储层地质结构、井眼轨迹以及储层岩石力学特性，形成了深部煤层水力压裂有限元模拟实现流程。首先，加工了井下实际岩心式样，基于三轴压缩实验明确了岩石力学特性，并利用CT扫描表征了基质孔隙与裂隙结构特征；然后，采用带孔隙压力节点的内聚力模型等效表征了深部煤层中的弱面与孔裂隙对流体渗流的影响，并建立了考虑渗流-应力-损伤耦合的深部煤层水力压裂三维有限元模型，并基于现场压裂测试施工工艺进行了有限元模型的参数反演与验证；最终，进行了深部煤及顶/底板不同射孔位置条件下的压裂测试模拟计算。研究结果表明：（1）与顶底板岩石相比，煤岩弹性模量低、泊松比高、孔裂隙发育；（2）煤层中射孔时水力裂缝被完全限制在煤层中扩展，水力裂缝难以穿过煤层与顶底板界面进入灰岩层与泥岩层中，水力裂缝在达到峰值排量前完全闭合；（3）灰岩层中射孔时水力裂缝穿过灰岩层与煤层界面，进入煤层中扩展，煤层中的水力裂缝长度大于灰岩层中的水力裂缝长度；（4）泥岩层中射孔时水力裂缝穿过泥岩层与煤层界面，进入煤层中扩展，泥岩层与煤层中水力裂缝长度均得到了扩展；（5）顶板灰岩层与底板泥岩层中射孔时的起裂压力大于煤层中射孔时的起裂压力；（6）由于大量压裂液在煤层中滤失，在顶板灰岩层与底板泥岩层中射孔时，煤层中的水力裂缝最先发生闭合。相关研究成果可以为深部煤层的水力裂缝扩展建模提供思路，并指导深部煤层气的高效开发。

关键词：深部煤层 CT扫描孔裂隙结构压裂测试射孔位置有限元渗流-应力-损伤耦合

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钻井液和水泥浆对地层损害的室内实验研究

油田化学 1998年第1期15卷 13-17,27页

作者：陶世平王学良吐哈石油勘探开发指挥部钻井工艺研究所

用大量环氧树脂胶结储层油砂岩心进行了钻井液和水泥浆双重动态污染实验研究，发现钻井液是引起岩心渗透率损害的主要因素。去除岩心端面上钻井液滤饼导致水泥浆滤液侵入深度增大。测定水泥浆滤液与岩心反应时生成的固体颗粒量和滤液对... 详细信息

用大量环氧树脂胶结储层油砂岩心进行了钻井液和水泥浆双重动态污染实验研究，发现钻井液是引起岩心渗透率损害的主要因素。去除岩心端面上钻井液滤饼导致水泥浆滤液侵入深度增大。测定水泥浆滤液与岩心反应时生成的固体颗粒量和滤液对岩心渗透率的损害率，发现水泥降滤失剂木质素磺酸钠可减少滤液中固体颗粒析出量和对岩心的损害，ＣＭＣ特别是ＲＣ８００可增大固体颗粒析出量，加重滤液对岩心的损害。

关键词：钻井液水泥浆岩心渗透率地层损害油层

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三塘湖盆地油气勘探历程与启示

石油地质与工程 2024年第4期38卷 1-10页

作者：刘俊田谢佃和刘源陈建国贾国强王波中国石油吐哈油田公司勘探开发研究院新疆哈密839009 中国石油吐哈油田公司勘探事业部新疆哈密839009 中国石油吐哈油田公司技术监测中心新疆哈密839009

三塘湖盆地油气勘探始于20世纪50年代,50—80年代基本以地面地质调查和局部勘探为主,大规模油气勘探始于90年代并取得了丰硕成果。回顾六十多年的油气勘探实践,系统梳理了三塘湖盆地石油地质研究与认识、勘探领域及勘探成果,基于钻井、... 详细信息

三塘湖盆地油气勘探始于20世纪50年代,50—80年代基本以地面地质调查和局部勘探为主,大规模油气勘探始于90年代并取得了丰硕成果。回顾六十多年的油气勘探实践,系统梳理了三塘湖盆地石油地质研究与认识、勘探领域及勘探成果,基于钻井、地震、储量及产量等数据分析,将三塘湖盆地油气勘探历程划分为地质普查、砂岩油藏勘探、火山岩油藏勘探、致密油勘探4个阶段。以油气勘探各阶段勘探思路、科技创新、勘探技术、重大勘探成果为主线,系统总结了各个阶段的勘探启示以及对勘探产生重要影响的成果及认识,形成了侏罗系低渗低压砂岩油藏、火山岩油藏和凝灰岩致密油藏的成藏地质理论和勘探开发技术,有效推动了三塘湖盆地油气勘探的持续突破,同时期望指导三塘湖盆地下一步油气勘探工作。

关键词：三塘湖盆地低渗砂岩油藏火山岩油藏致密油勘探历程勘探启示

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双心钻头在塔里木地区的应用

石油钻采工艺 1997年第1期19卷 5-9页

作者：石林刘月军杨启华邵海荣塔里木石油勘探开发指挥部钻井工艺研究大队

塔里木盆地地质情况复杂、井深，有许多钻井技术难题。下第三系的复合盐岩层分布广、埋藏深，用双心钻头钻进可有效地推迟或消除地层塑性蠕变而造成的卡钻；取心井段用双心钻头扩眼，可提高再取心时的岩心收获率；加深井钻进，用双心钻... 详细信息

塔里木盆地地质情况复杂、井深，有许多钻井技术难题。下第三系的复合盐岩层分布广、埋藏深，用双心钻头钻进可有效地推迟或消除地层塑性蠕变而造成的卡钻；取心井段用双心钻头扩眼，可提高再取心时的岩心收获率；加深井钻进，用双心钻头可增大环空间隙，提高固井质量。“九五”期间塔里木深井、起深井增多，双心钻头在深井、超深井复杂井段和小井眼扩眼段有广阔的推广前景。

关键词：深井小井眼钻井缩径扩眼钻头防卡固井质量

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超深地层井壁失稳理论与控制技术研究进展

天然气工业 2024年第1期44卷 159-176页

作者：范翔宇蒙承张千贵马天寿李柱正王旭东张惊喆赵鹏斐邓健周桂全西南石油大学地球科学与技术学院油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学西南石油大学石油与天然气工程学院中国石油川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院中国石油西南油气田公司工程技术研究院中国石油西南油气田公司勘探事业部

超深地层是我国油气勘探开发的重要领域,但因超深地层复杂地质环境导致的井壁失稳已经成为制约超深地层油气资源动用的重大技术难题之一。为此,从地质和工程2个方面系统总结分析了超深地层井壁失稳机理,进而分析了超深地层岩石物理力学... 详细信息

超深地层是我国油气勘探开发的重要领域,但因超深地层复杂地质环境导致的井壁失稳已经成为制约超深地层油气资源动用的重大技术难题之一。为此,从地质和工程2个方面系统总结分析了超深地层井壁失稳机理,进而分析了超深地层岩石物理力学实验及本构方程、地应力测量与地层压力预测等地质力学参数评价技术,并探讨了超深地层井壁稳定性评价理论与控制技术的研究进展,最后提出了促进超深地层钻井理论技术发展的建议。研究结果表明:①加强还原超深地层环境的岩石物性、力学和物理模拟实验研究,耐高温高压地应力和井筒压力测量仪器研发,是认识超深地层极端环境下岩石与地质力学特性的关键;②高温高压条件下的多场耦合岩石力学理论是构建超深地层井壁稳定性评价技术体系的基础;③攻关融合超深地层钻井的大尺寸多开井身结构设计、抗高温高压钻井液体系、防漏堵漏工艺与材料、精细控压钻井理论与工具等井壁稳定控制技术是实现超深井钻井提质增效的前提。结论认为,超深地层井壁失稳理论与控制技术的发展不仅推动了我国油气钻探朝着超深地层进军,还有力推动了深地工程科学考察、超深层油气勘探开发理论与装备的迭代与升级。

关键词：超深地层油气钻井井壁稳定性地质参数评价岩层控制

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TG-2油井水泥降滤失剂的研究与应用

石油与天然气化工 1999年第4期28卷 301-303页

作者：陶世平殷洋溢秦静吐哈石油勘探开发指挥部钻井工艺研究院

叙述了固井用降滤失剂TG-2的室内研究和现场试验情况.TG2是由多溶性高聚物SPVT和SVT与分散剂PNS按一定比例复配而成的,具有降滤失效果好,改善流变性,降低自由水,对稠化时间和水泥石强度影响小,并与其它外加剂配伍良好等特点。

关键词：降滤失剂油井水泥高聚物采油井固井配方

低密度高强度水泥浆固井技术在吐哈油田的应用

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钻井液与完井液 2005年第1期22卷 41-43页

作者：张彦平王学良田军肖华秦静吐哈石油勘探开发指挥部钻采工艺研究院

吐哈油田属于低压低渗油藏,井下漏失问题一直是钻井和固井过程中的最大难题,为解决长封固井段固井、低压易漏井固井、全井封固的气井固井和使用微泡沫钻井液钻井后的固井的难题,采用低密度高强度水泥浆体系固井。经现场应用表明,低密度... 详细信息

吐哈油田属于低压低渗油藏,井下漏失问题一直是钻井和固井过程中的最大难题,为解决长封固井段固井、低压易漏井固井、全井封固的气井固井和使用微泡沫钻井液钻井后的固井的难题,采用低密度高强度水泥浆体系固井。经现场应用表明,低密度高强度水泥浆通过合理调整外加剂的加量,水泥浆的稠化时间和其它性能可任意调节,在温度为40～90℃下,密度为1.3～1.6g/cm3时,该水泥浆体系稳定,流变性能良好,抗压强度高,失水量低,游离液低,凝结成水泥石后体积不收缩,结构致密,渗透率低并有一定的防窜能力。该水泥浆有效地解决了长封固段低压易漏层油气井固井过程中的难点,保证了固井施工质量,固井合格率为100%,优质率为70.8%。

关键词：固井技术水泥浆体系吐哈油田稠化时间固井施工微泡沫钻井液气井高强度低密度流变性能

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吐哈油田抗盐水泥浆固井技术研究与应用

钻井液与完井液 2006年第5期23卷 67-69,73+89页

作者：田军王恩合秦静石丽娟罗凤芝吐哈石油勘探开发指挥部钻采工艺研究院

吐哈油田的雁木西、神泉、葡北等地区含多段盐膏层,均属可溶性和可塑性地层,易溶解、水化膨胀,造成井径不规则或形成大小井眼,若发生塑性流动,将会使套管受到不均质载荷,引起套管变形,影响油井寿命,给固井带来诸多难题。通过对水泥浆体... 详细信息

吐哈油田的雁木西、神泉、葡北等地区含多段盐膏层,均属可溶性和可塑性地层,易溶解、水化膨胀,造成井径不规则或形成大小井眼,若发生塑性流动,将会使套管受到不均质载荷,引起套管变形,影响油井寿命,给固井带来诸多难题。通过对水泥浆体系配方的优选和性能的研究,开发出了抗盐水泥浆体系。该水泥浆具有抗盐性好、低失水、稠化和凝结时间短、稠化时间可调节范围大、与早强剂等外加剂配伍性好、流动性好、易达到紊流顶替、浆体稳定、强度高等特点。现场应用表明,抗盐水泥浆体系既保证了盐膏层固井的施工安全,又提高了固井质量,特别是解决了第二界面的固井质量问题,为油田的持续改造奠定了良好的基础。

关键词：抗盐水泥浆固井固井质量稠化时间

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欠平衡泡沫钻井液技术在窿14井的应用

钻井液与完井液 2006年第3期23卷 8-11页

作者：李丽红杨万成李玉泉吐哈石油勘探开发指挥部钻采工艺研究院

窿14井是青西油田窟窿山构造的一口重点工程探索井.该井为配合在1358～2670 m的欠平衡空气钻井实验,使用了泡沫欠平衡钻井液技术.通过室内研究,优选出了适合在该地区使用的各种处理剂,并通过调整处理剂加量优化设计泡沫钻井液配方.评价... 详细信息

窿14井是青西油田窟窿山构造的一口重点工程探索井.该井为配合在1358～2670 m的欠平衡空气钻井实验,使用了泡沫欠平衡钻井液技术.通过室内研究,优选出了适合在该地区使用的各种处理剂,并通过调整处理剂加量优化设计泡沫钻井液配方.评价试验表明,该配方泡沫钻井液发泡率高、稳定时间长、抗温性好、抗污染能力强、抑制能力强、腐蚀性小.现场应用表明,所使用的泡沫钻井液性能优良,满足了空气钻井方式下携岩的要求,对钻具腐蚀性小,井壁稳定能力好,在地层持续出水的情况下仍保证了井壁的稳定性,应用井段无坍塌事故.

关键词：泡沫钻井液钻井液配方窿14井