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郑庄北中深部煤层气水平井产能影响因素及开发技术优化

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煤田地质与勘探 2024年第6期52卷 21-32页

作者：张聪李可心贾慧敏张武昌杨瑞强李俊王琪侯伟明中国石油华北油田山西煤层气勘探开发分公司山西长治046000 中国石油渤海钻探工程有限公司第二录井分公司河北任丘062550

【目的】沁水盆地郑庄北中深部煤层气早期采用压裂直井开发,整体表现为低产低效。采用单支套管压裂水平井开发后,单井产量达到直井的10~50倍,目前已成为主体开发井型,但各井产量差异较大。为明确郑庄北中深部煤层气分段压裂水平井产能... 详细信息

【目的】沁水盆地郑庄北中深部煤层气早期采用压裂直井开发,整体表现为低产低效。采用单支套管压裂水平井开发后,单井产量达到直井的10~50倍,目前已成为主体开发井型,但各井产量差异较大。为明确郑庄北中深部煤层气分段压裂水平井产能影响因素,改善开发效果。【方法】基于郑庄北部水平井开发实践,结合地质特征与工程参数,分析了中深部煤层气水平井产能的主控因素,并针对性提出实现中深部水平井高效开发的建议。【结果和结论】结果表明:单支套管压裂水平井产能受地质和工程因素综合影响。地质条件下,中深部储层含气饱和度明显高于浅部储层,整体资源富集;高产井主要分布在构造曲率较小的平缓区域内;原生煤层射孔段数与水平井产气效果呈正相关关系;研究区水平主应力差介于8~16 MPa,且随埋深增加而增大,无法形成复杂缝网是导致前期产气效果差的原因。工程条件上,当井眼轨迹方位与最大水平主应力方位夹角为60°~90°时产气效果最好,井平均稳产气量可达到9 700 m^(3)/d;水平段越长,煤层稳产气量越高;采用泵送桥塞射孔压裂方式的水平井产气效果明显优于油管压裂方式,稳产气量随压裂规模增加而显著提高,压裂参数中施工排量对改造效果的控制作用显著,当排量<7 m^(3)/min时,水平井稳产气量整体小于2 000m^(3)/d;当排量增大到8~10 m^(3)/min时,稳产气量逐渐增高;当排量保持在10~12 m^(3)/min,稳产气量持续稳定在10 000~12 000 m^(3)/d;当排量提高到16~18 m^(3)/min时,稳产气量突破18 000 m^(3)/d。最后,优选含气性、构造曲率、煤体结构、地应力等地质参数与水平段长度、压裂段数、单段压裂液量、单段压裂砂量、施工排量、砂比等工程参数,通过灰色关联法分析了中深部水平井产能主控因素。结果表明煤体结构和压裂规模是影响水平井产能的主要因素。提高原生煤层钻遇率与选点效率以及进一步提升施工排量及压裂规模是实现研究区中深部煤层压裂水平井更高产能的主要途径。

关键词：沁水盆地郑庄北部中深部煤层气压裂水平井压裂规模施工排量

全烃峰形面积计算方法在霸县凹陷岔河集油田解释评价中的应用

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录井工程 2024年第3期35卷 69-74,81页

作者：张建山李娟李冬蕾张君子孙江虹中国石油渤海钻探第二录井公司

全烃数据是解释评价中的重要参数,由于全烃峰形形态的评价主要依靠肉眼识别,主观因素占比较大,其应用效果受到一定限制。为了实现全烃峰形形态的定量化评价,从全烃曲线基本原理出发,先通过梯形分割计算出全烃峰形的绝对面积,再通过其绝... 详细信息

全烃数据是解释评价中的重要参数,由于全烃峰形形态的评价主要依靠肉眼识别,主观因素占比较大,其应用效果受到一定限制。为了实现全烃峰形形态的定量化评价,从全烃曲线基本原理出发,先通过梯形分割计算出全烃峰形的绝对面积,再通过其绝对面积与矩形面积的比值建立全烃峰形相对面积计算方法。基于全烃峰形绝对面积、相对面积与全烃最高值、甲烷相对百分含量建立解释评价图板,区分流体性质的效果良好。该方法在霸县凹陷岔河集油田进行应用验证,符合率达77.3%,可以满足生产需求,为全烃峰形形态的定量化评价提供了一种新方法。

关键词：全烃解释评价气测录井峰形形态峰形面积岔河集油田

低阻水淹层地化录井识别技术在南海北部A油田的应用

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录井工程 2024年第1期35卷 52-60页

作者：李冬蕾胡琳王建伟邓薇贾元钊柴晓武中国石油渤海钻探第二录井公司中国石油渤海钻探第一录井公司

在油田开发过程中,常采用注水方式为地层提供能量。由于储层的非均质性,通常物性好、连通性好的层位被快速水淹,剩余油较少,而物性差、连通性差的层位因注入水未波及,则留存较多剩余油。部署调整井开发剩余油需避开水淹层射孔,因此需要... 详细信息

在油田开发过程中,常采用注水方式为地层提供能量。由于储层的非均质性,通常物性好、连通性好的层位被快速水淹,剩余油较少,而物性差、连通性差的层位因注入水未波及,则留存较多剩余油。部署调整井开发剩余油需避开水淹层射孔,因此需要对水淹层进行准确识别。通过优选S_(1)、nC_(24)/nC_(29)、∑(C_(1)-C_(5))/∑(C_(1)-C_(9))等地化录井优势参数进行有机组合,建立了基于地化谱图对比识别方法、热蒸发烃气相色谱参数nC24/nC29比值法,以及轻烃组分∑(C_(1)-C_(5))/∑(C_(1)-C_(9))比值与岩石热解S1交会图板法用于低阻水淹层地化录井识别。该技术在南海北部海域A油田的应用表明,水淹层识别符合率达到87.5%,取得了较好的应用效果,为油田开发避开水淹层提供了科学依据。

关键词：低阻水淹层地化录井岩石热解热蒸发烃气相色谱轻烃组分分析交会图板

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盐穴储能库固井工艺

钻井液与完井液 2024年第3期41卷 374-382页

作者：刘自茹肖尧陈旭郝华中凌勇敖明明渤海钻探工程有限公司第二固井分公司天津300280 渤海钻探工程有限公司第一钻井分公司天津300280

压缩空气储能技术(CAES)利用压缩空气储能,是一种规模大、灵活、低碳的储能技术。云应储能库注采井普遍具有地层温度低、井眼尺寸大、漏失风险未知、注采周期频繁、井筒长期封隔要求高等固井难点,固井难度大。故开展了湖北应城压缩空气... 详细信息

压缩空气储能技术(CAES)利用压缩空气储能,是一种规模大、灵活、低碳的储能技术。云应储能库注采井普遍具有地层温度低、井眼尺寸大、漏失风险未知、注采周期频繁、井筒长期封隔要求高等固井难点,固井难度大。故开展了湖北应城压缩空气储能固井工艺研究,结合紧密堆积设计理论、晶相结构诱导设计,研发了1套适用于盐穴储能库注采井固井的低温抗盐韧性水泥浆,并形成了相关配套固井工艺。水泥浆密度范围为1.88~1.93 g/cm^(3),稠化时间易调,沉降密度差为0,游离液为0,API失水量不大于50 mL,抗盐达半饱和,7 d弹性模量小于6.13 GPa,低温30℃下起强度时间小于10 h,24 h抗压强度大于14 MPa。该项技术成功应用于湖北云应盆地压缩空气储能项目注采井表层套管及生产套管固井,固井质量合格率为100%,优质率大于95%,同时对盐穴储能库固井提供技术支持和借鉴。

关键词：压缩空气储能盐穴储能库水泥浆抗盐早强韧性固井

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松辽盆地徐家围子断陷白垩系沙河子组深层致密气成藏机理及勘探突破

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中国石油勘探 2024年第1期29卷 130-141页

作者：姜洪福艾鑫罗光东耿长喜王延志李召兵李文龙余文学陈建国宫秀坤杨炜华郭晶陈海滨中国石油大庆油田钻探工程公司

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组砂砾岩埋深大、岩性致密,目前对其成藏控制因素认识不足,且受投资成本和勘探开发技术的制约,沙河子组一直未能实现储量和产量的突破。使用地震、岩心、测井、录井及地质分析化验资料,从煤系烃源岩生烃潜力... 详细信息

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组砂砾岩埋深大、岩性致密,目前对其成藏控制因素认识不足,且受投资成本和勘探开发技术的制约,沙河子组一直未能实现储量和产量的突破。使用地震、岩心、测井、录井及地质分析化验资料,从煤系烃源岩生烃潜力、致密砂砾岩展布、储集物性、地层超压等方面分析了沙河子组致密气成藏控制因素,力图寻找富气甜点、指导井位部署。结果表明,沙河子组储层与烃源岩叠置,致密非浮力成藏动力过程致使异常高压的出现,并造就了满盆含气的格局。沙河子组致密砂砾岩储层在纵横向上叠置发育,储层内部发育的多层高孔渗带成为致密砂砾岩气藏的“甜点”。在致密气成藏理论的指导下,精准刻画了优质富气“甜点”的分布并设计了最优气井轨迹,充分发挥地质工程一体化优势,以优快钻井和最优改造体积为目标,部署了宋深9-平5井,测试产量达106×10^(4)m^(3)/d,取得了沙河子组致密气藏的重大突破,为后期松辽盆地沙河子组致密气藏勘探开发带来了广阔的前景。

关键词：松辽盆地沙河子组致密气藏产能突破资源潜力

一种具有“盐响应”特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂

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天然气工业 2024年第5期44卷 118-126页

作者：常晓峰中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司

随着深层、超深层及非常规油气开采的不断深入,钻井过程中盐污染已成为水基钻井液在极端盐度和高温条件下面临的严峻挑战,盐污染会导致钻井液流变性和滤失性能的急速恶化。为避免上述问题发生,通过自由基聚合反应研发了一种具有“盐响... 详细信息

随着深层、超深层及非常规油气开采的不断深入,钻井过程中盐污染已成为水基钻井液在极端盐度和高温条件下面临的严峻挑战,盐污染会导致钻井液流变性和滤失性能的急速恶化。为避免上述问题发生,通过自由基聚合反应研发了一种具有“盐响应”特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂(PAMN),并利用红外光谱分析(FT-IR)、核磁共振氢谱分析(1H-NMR)、热重分析(TGA)、分子模拟技术(MS)、扫描电镜(SEM)及钻井液流变和滤失分析等实验方法,表征了PAMN的分子结构、热稳定性及增黏降滤失性能,并揭示了PAMN的“盐响应”机理。研究结果表明:①合成的PAMN热降解温度高达285℃,PAMN分子链在饱和盐水中的均方位移、扩散系数及回转半径远大于其在纯水中,其回转半径分别为12.5Å和3.8Å;②当氯化钠含量为0时,PAMN分子链内或分子链间正负离子基团通过静电吸引力形成空间网络形态而卷曲成类球状结构,随着氯化钠含量增加,其分子链逐渐转变为溶解性更好的柔性链状结构,对氯化钠表现出正响应性;③PAMN可将饱和盐水钻井液表观黏度增加542.9%,滤失量从194 mL降低至4.8 mL,具有良好的增黏和降滤失性能。结论认为,PAMN的研发成功从根本上实现了传统钻井液处理剂从“抗盐”到“盐响应”的转变,该产品在含盐膏的深层、超深层油气开发工程中具有广阔的应用前景。

关键词：深层、超深层盐膏地层水基钻井液盐响应型增黏降滤失两性离子聚合物

基于录井资料的乌兰花凹陷混合花岗岩储层有效性评价

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录井工程 2024年第1期35卷 67-73页

作者：张明扬陈玉蓉李晓晨侯庆林唐荷江阳祖河中国石油渤海钻探第二录井公司中国石油渤海钻探第一录井公司中国石油渤海钻探泥浆技术服务公司

孔缝发育程度、充填程度和连通性是乌兰花凹陷混合花岗岩储层油气产量高低的主控因素。通过对乌兰花凹陷古生界混合花岗岩类变质岩潜山井的实物、岩矿、气测、XRD等资料进行综合分析及评价方法创新,利用实物观察法、薄片镜下观察法、全... 详细信息

孔缝发育程度、充填程度和连通性是乌兰花凹陷混合花岗岩储层油气产量高低的主控因素。通过对乌兰花凹陷古生界混合花岗岩类变质岩潜山井的实物、岩矿、气测、XRD等资料进行综合分析及评价方法创新,利用实物观察法、薄片镜下观察法、全烃曲线形态法、钻时与全烃曲线叠合法、XRD填隙物识别法实现对储层的有效性评价,进而建立了基于多项录井资料的乌兰花凹陷混合花岗岩储层划分标准,在现场应用中效果良好,为后期解释评价提供了科学依据。

关键词：乌兰花凹陷混合花岗岩储层评价录井资料解释评价

基于定切深和状态依赖时滞的共振冲击钻井系统动力学特性

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 124-132页

作者：李思琪陈卓李杉李玮郭金玉刘德伟东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 油气钻完井技术国家工程研究中心北京100000 中国石油渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司天津300280 中国石油大庆钻探钻井二公司黑龙江大庆163413

为了研究共振冲击钻井系统的动力学特性,综合考虑钻柱的轴向动-静载复合冲击以及轴向冲击-周向扭转耦合运动,分别建立基于定切深方法和状态依赖时滞方法的钻进系统动力学模型。通过杜哈梅积分、四阶龙格-库塔方法对动力学模型求解,分析... 详细信息

为了研究共振冲击钻井系统的动力学特性,综合考虑钻柱的轴向动-静载复合冲击以及轴向冲击-周向扭转耦合运动,分别建立基于定切深方法和状态依赖时滞方法的钻进系统动力学模型。通过杜哈梅积分、四阶龙格-库塔方法对动力学模型求解,分析轴向简谐动载的频率和幅值对共振钻井系统动力学特性的影响;最后,基于数值求解结果和箱线图方法,对比分析两种钻进系统动力学模型特性差异。结果表明:在给定的初始条件下,当简谐动载频率从25 Hz提高到100 Hz时,钻进系统轴向方向的跳钻现象和扭转方向的黏滑效应明显减弱;当简谐动载幅值从30 kN提高到60 kN时,钻进系统轴向方向钻头跳钻现象频发,扭转方向黏滑效应加剧;在相同初始条件和简谐动载激励下,两种模型得到的动力学特性响应曲线无论是形状还是频率均存在差异,采用状态依赖时滞模型计算得到的数据点更加集中,更接近实际钻井工况;高频低幅的简谐动载能改善共振冲击钻井系统动力学特性,从而提高钻进效率。

关键词：共振冲击钻井系统动力学特性定切深状态依赖时滞箱线图

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万米深井上部大尺寸井眼钻柱动力学特性研究

天然气工业 2024年第1期44卷 49-57页

作者：祝效华李柯李文哲贺明敏佘朝毅谭宾西南石油大学中国石油西南油气田公司中国石油川庆钻探工程有限公司

油气勘探已向更深、更复杂的超深层的万米勘探新领域推进,但上部大尺寸井眼给万米深井的钻井提出了巨大挑战:岩石硬和返速低导致钻速慢,大尺寸井眼内剧烈振动导致钻具裂纹多发,钻压小则钻速慢,钻压稍大则下部振动快速加剧从而导致大尺... 详细信息

油气勘探已向更深、更复杂的超深层的万米勘探新领域推进,但上部大尺寸井眼给万米深井的钻井提出了巨大挑战:岩石硬和返速低导致钻速慢,大尺寸井眼内剧烈振动导致钻具裂纹多发,钻压小则钻速慢,钻压稍大则下部振动快速加剧从而导致大尺寸钻具使用寿命远低于预期。为此,在对比研究了深地川科1井(以下简称SDCK-1井)和毗邻8000 m超深井上部井段钻柱振动问题基础上,基于全井钻柱系统动力学模型和数值仿真方法,针对性研究了大尺寸井眼中的钻柱动力学特性。研究结果表明:①井眼尺寸越大,钻头和下部钻具的振动越剧烈,SDCK-1井二开大尺寸井眼与邻井中等尺寸井眼相比(井深500 m处),其钻头及下部钻具振动强度均值分别增加了48.0%和41.5%,比SDCK-1井三开中等尺寸3000 m井深的钻头及下部钻具振动强度均值分别高了29.0%和2.9%;②相同井眼尺寸和岩石特性情况下,下部钻具组合比钻柱整体长度对钻头振动的影响更大,优化下部钻具组合能够明显改善钻头振动,保护钻头,同时还可以提高钻头破岩能量利用效率实现钻井提速;③在大尺寸井眼中钻头破岩激励向上传播,横向振动衰减慢于轴向振动衰减,大尺寸钻头扭矩更大且钻压和扭矩波动更加明显,因此从保护下部钻具的角度出发,大尺寸井眼钻具组合对抑制横振更加有效;④大尺寸井眼中下部钻具弯矩和弯矩波动更大,现场频繁出现的钻具裂纹除受控于整体振动强度较大以外,交变弯矩是裂纹发生的重要原因。结论认为,该研究成果揭示了超深井大尺寸井眼中钻柱的动力学特性,指出了应着重控制横振和交变弯矩,该认识可以为超深井上部大尺寸井眼钻井提供技术指导。

关键词：超深井科探井 SDCK-1井大尺寸井眼钻头振动钻柱动力学钻具裂纹