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2014年油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会

作者：刘伟蔚宝华邓金根田中兰杨恒林宋建波中国石油大学(北京)石油工程学院中国石油大学(北京)石油工程学院油气钻井技术国家工程实验室中国石油集团钻井工程技术研究院油气钻井技术国家工程实验室中国石油渤海钻探工程有限公司

煤岩割理、裂隙发育,宏观上表现为强度低、脆性大、各向异性及非均质性显著,使得在煤层中钻井时井壁容易坍塌失稳,导致各种井下复杂事故,严重影响煤层气开发效率和经济性.针对煤岩的力学与渗流特性,综合考虑煤岩受力变形、损伤破坏与钻... 详细信息

煤岩割理、裂隙发育,宏观上表现为强度低、脆性大、各向异性及非均质性显著,使得在煤层中钻井时井壁容易坍塌失稳,导致各种井下复杂事故,严重影响煤层气开发效率和经济性.针对煤岩的力学与渗流特性,综合考虑煤岩受力变形、损伤破坏与钻井液滤液侵入等多因素耦合条件,建立基于应力—渗流耦合的煤层井壁稳定性数值分析模型,采用弹性—应变软化—塑性模型表征煤岩的力学行为,更加准确地计算井周煤岩损伤破坏区域的尺寸与形状.利用所发展的模型,结合实例,分析了钻井液密度、井壁封堵情况以及煤岩非均质性等因素对于煤层井壁稳定性的影响.结果表明本文所发展的模型能够较好地计算煤岩的损伤破坏.参数研究结果表明,在井壁封堵良好的情况下,提高钻井液密度有利于稳定井壁,否则,钻井液滤液侵入地层将加剧煤层井壁坍塌失稳,此时提高钻井液密度可能反而不利于井壁稳定.另外,煤层非均质对于煤层井壁稳定具有一定的影响,进行井壁稳定性分析时需加以考虑.

关键词：煤层气钻井工艺井壁稳定性应力-渗流耦合模型

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钻井液性能调整有助于提高胶结测井评价质量

钻井液性能调整有助于提高胶结测井评价质量

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中国石油天然气集团公司2004年钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会

作者：郭小阳李早元杨远光孙勤亮李志斌尹伟西南石油学院油气藏地质及开发工程国家重点实验室大港油田集团有限责任公司

本文针对固井时受泵功率、水泥浆沉降稳定性等外在条件的限制水泥浆流态性能达不到紊流顶替要求，以及固井时井眼状况、钻井液性能调整对界面胶结质量的影响被作业者忽视等现状，结合现场作业结果提出了固井前钻井液性能地面调整以及使... 详细信息

本文针对固井时受泵功率、水泥浆沉降稳定性等外在条件的限制水泥浆流态性能达不到紊流顶替要求，以及固井时井眼状况、钻井液性能调整对界面胶结质量的影响被作业者忽视等现状，结合现场作业结果提出了固井前钻井液性能地面调整以及使用前置液紊流冲洗低返速顶替来提高二界面胶结质量的固井新技术：固井前调整、优化钻井液流变性能，降低钻井液屈服值、塑性粘度、初终切和流动摩阻压力，防止固井顶替过程中泵压过高压漏薄弱地层，能有效除去大块钻屑及附着在井壁的虚滤饼，预防固井后声幅测井电测遇阻下小钻杆通井等复杂工况，同时有利于改善滤饼质量;在水泥浆返速无法达到紊流流态性能下采用前置液紊流冲洗及水泥浆低返速顶替固井技术，运用流速剖面梯级匹配顶替技术原理，可有效提高顶替效率，适合窄安全压力窗口防漏注水泥的施工要求;该技术可以降低固井施工紊流顶替对水泥浆流态性能的过高要求并有效冲洗二界面提高二界面胶结质量，充分体现固井工程“一体化”系统设计思想。

关键词：钻井液前置液固井胶结测井评价质量低返速顶替固井防漏注水泥

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热采井固井铝酸盐水泥石耐高温性能及机理研究

热采井固井铝酸盐水泥石耐高温性能及机理研究

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2010年钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会

作者：李早元武治强谢鹏关素敏郭小阳油气藏地质及开发工程国家重点实验室·西南石油大学

稠油热采井固井用常规硅酸盐加砂水泥石耐高温性能变差是导致稠油热采井井口冒汽冒泡的主要原因之一.论文开展了硅酸盐加砂水泥的代替品铝酸盐水泥在稠油热采条件下水泥石的耐高温性能研究,采用高温高压养护釜模拟蒸汽吞吐条件,进行了31... 详细信息

稠油热采井固井用常规硅酸盐加砂水泥石耐高温性能变差是导致稠油热采井井口冒汽冒泡的主要原因之一.论文开展了硅酸盐加砂水泥的代替品铝酸盐水泥在稠油热采条件下水泥石的耐高温性能研究,采用高温高压养护釜模拟蒸汽吞吐条件,进行了315℃下的多轮次养护,测试了高温前后铝酸盐水泥石抗压强度、渗透率、孔隙度和孔径分布变化情况,结果表明,铝酸盐水泥石表现出优良的抗高温性能,高温后水泥石抗压强度略有上升,水泥石绝对渗透率几乎不变,高温后水泥石中的凝胶小孔略有增大趋势,水泥石孔隙度略有上升;采用XRD衍射和SEM测试等手段,分析了铝酸盐水泥石高温前后矿物组分和微观形貌,铝酸盐水泥高温后的主要矿物组分C3AH6,高温后性能稳定,结构致密,是铝酸盐水泥石能够保持较好的高温湿热条件性能的主要原因.研究表明,铝酸盐水泥可满足稠油热采井高温蒸汽吞吐对水泥石高温性能稳定的要求,可代替常规硅酸盐加砂水泥应用于稠油热采井固井.

关键词：稠油热采井固井工程铝酸盐水泥耐高温性能

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多因素耦合条件下煤层井壁稳定性分析模型

多因素耦合条件下煤层井壁稳定性分析模型

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2014年度“非常规油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展”学术研讨会

作者：刘伟蔚宝华邓金根田中兰杨恒林宋建波中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油集团钻井工程技术研究院北京102206 中国石油渤海钻探工程有限公司天津300457

煤岩割理、裂隙发育,宏观上表现为强度低、脆性大、各向异性及非均质性显著,使得在煤层中钻井时井壁容易坍塌失稳,导致各种井下复杂事故,严重影响煤层气开发效率和经济性.针对煤岩的力学与渗流特性,综合考虑煤岩受力变形、损伤破坏与钻井液滤液侵入等多因素耦合条件,建立基于应力-渗流耦合的煤层井壁稳定性数值分析模型,采用弹性-应变软化-塑性模型表征煤岩的力学行为,更加准确地计算井周煤岩损伤破坏区域的尺寸与形状.利用所发展的模型,结合实例,分析了泥浆密度、井壁封堵情况以及煤岩非均质性等因素对于煤层井壁稳定性的影响.结果表明本文所发展的模型能够较好地计算煤岩的损伤破坏.参数研究结果表明,在井壁封堵良好的情况下,提高泥浆密度有利于稳定井壁,否则,钻井液滤液侵入地层将加剧煤层井壁坍塌失稳,此时提高泥浆密度可能反而不利于井壁稳定.另外,煤层非均质对于煤层井壁稳定具有一定的影响,进行井壁稳定性分析时需加以考虑.

关键词：煤层气钻井井壁稳定性应力-渗流耦合数值分析模型

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超临界CO2射流钻径向水平井可行性分析

超临界CO2射流钻径向水平井可行性分析

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2014年油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会

作者：王海柱李根生田守嶒沈忠厚杨睿月油气资源与探测国家重点实验室中国石油大学(北京) 油气资源与探测国家重点实验室中国石油大学(北京) 油气钻井技术国家工程实验室

超短半径径向水平井是老油田挖潜、提高单井产量和采收率的重要方法之一,近年来得到了长足的发展.然而由于钻进原理和仪器设备等原因,使得该技术仍存在许多瓶颈问题.超临界CO2射流破岩门限压力的利用率,最重要的是它对储层无任何伤害,... 详细信息

超短半径径向水平井是老油田挖潜、提高单井产量和采收率的重要方法之一,近年来得到了长足的发展.然而由于钻进原理和仪器设备等原因,使得该技术仍存在许多瓶颈问题.超临界CO2射流破岩门限压力的利用率,最重要的是它对储层无任何伤害,能大幅提高原油采收率,因此非常适合于钻超短半径径向水平井.在详细分析超临界CO2流体特性的基础上,对比了CO2、氮气、空气的密度与黏度特性,分析了超临界CO2射流破岩的特点,阐述了超临界CO2钻超短半径径向水平井的优势,并给出了实施方案.超临界CO2钻径向水平井，即可以采用常规软管，也可以选用小尺寸的连续油管，均可提高径向水平井段长度。它非常适合于薄油层、裂缝性油层、低渗透油层、注水后的“死油区”以及岩性圈闭油藏的高效开发。建议尽快开展超临界CO2钻径向水平井现场试验，现场试验工作可遵循由简到难的顺序推进，即可先进行CO2直排式钻井试验，条件成熟后可增加气体净化装置，进行CO2循环钻井试验。相信超临界CO2射流降大大推进超短半径径向水平井的发展速度.

关键词：油田钻井径向水平井超临界二氧化碳射流破岩特性

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水力喷射酸压技术在塔里木油田水平井中的应用

水力喷射酸压技术在塔里木油田水平井中的应用

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2012年钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会

作者：范鑫李根生黄中伟田守嶒李元斌袁学芳中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室中国石油塔里木油田公司

本文在分析塔里木油田水平井分段酸压中存在问题的基础上开展了水力喷射酸压改造技术的应用研究.2011年,水平井水力喷射酸压技术在塔里木油田应用9口井,完井层位最深达6880m,目的层位主要位于奥陶系裂缝孔洞型碳酸盐岩,单井酸压3～15层... 详细信息

本文在分析塔里木油田水平井分段酸压中存在问题的基础上开展了水力喷射酸压改造技术的应用研究.2011年,水平井水力喷射酸压技术在塔里木油田应用9口井,完井层位最深达6880m,目的层位主要位于奥陶系裂缝孔洞型碳酸盐岩,单井酸压3～15层,酸液泵注量为230～1240m3.根据施工数据分析了胶凝酸流动特性,总结了水力参数设计方法及3套不同喷射酸压管柱结构,对井下酸压工具使用情况和压后效果进行了分析,结合PT软件模拟了压后裂缝形态及裂缝闭合压力.研究表明,胶凝酸体系具有一定的携砂性，可满足深井、超深井碳酸盐岩地层喷砂射孔工艺要求。胶凝酸流动摩阻较基液低10％-20%，随着泵注排量的增加，胶凝酸的降阻性越明显。胶凝酸在25/8in连续油管中排量为***3/min的条件下，弯管内流动摩阻比直管内流动摩阻平均大0.009-0.012MPa/m。根据不同井下管柱结构形成了三套喷射酸压工艺，分别为用于深井的普通油管不动管柱工艺和不压井拖动管柱工艺，以及用于浅井的连续油管拖动工艺，3种工艺在现场实验中适用性强，可满足塔里木地区不同井身结构下增产改造需求。井下喷射酸压工具主要受砂粒返溅和酸液腐蚀作用，防溅块可有效保护喷嘴。喷射工具对H2S腐蚀较敏感，不含H2S条件下喷射工具具有较好的耐腐蚀性。建议下一步深入开展室内实验评价工具防H2S腐蚀研究。

关键词：油田开采水力喷射酸压技术水平井

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控压钻井气侵过程井筒流动特征瞬态变化

控压钻井气侵过程井筒流动特征瞬态变化

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2014年度“非常规油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展”学术研讨会

作者：魏纳孟英峰李皋徐朝阳李永杰田旭西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500

在非常规复杂环境油气资源钻井过程中常面临"窄安全密度窗口(Safe Mud Density Window)"现象,而控压钻井是解决这类油气资源钻井的有效手段.控压钻井钻遇非常规复杂气藏储层常会由于地层压力预测不准或井下压力波动造成地层... 详细信息

在非常规复杂环境油气资源钻井过程中常面临"窄安全密度窗口(Safe Mud Density Window)"现象,而控压钻井是解决这类油气资源钻井的有效手段.控压钻井钻遇非常规复杂气藏储层常会由于地层压力预测不准或井下压力波动造成地层气侵入井筒形成不稳定气液两相流从而导致井筒内压力剧烈变化,形成巨大井控风险.为了揭示控压钻井钻遇储层气侵过程井筒压力的演变规律,本文研究利用大型实验台架进行可视化模拟实验,测量钻井液循环条件下气侵过程井筒压力变化,观察管内流动物理特征.实验数据分析表明:随着井底开始气侵,井筒内压力先增大再减小;管路下部比上部先达到压力峰值;压力波动程度随着井深的增加而增加.在此基础上,基于非稳态流动理论和漂移模型建立了井筒气液两相流动瞬态预测模型.该模型具有跟踪气液界面等流动参数的功能并采用全隐式有限差分法进行数值求解.通过研究,模型数值仿真结果与实验数据吻合程度较高,证明了该模型可以用于预测控压钻井钻进条件下气侵井筒流体瞬态流动特征.本研究的成果深化了对气侵过程井筒压力演交规律的认识,丰富了复杂工况控压钻井的水力学模型,为井筒安全提供理论支持和实验评价手段.

关键词：油气开采控压钻井井筒压力气液两相流流动特征

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深水工程师法压井参数计算模型研究

深水工程师法压井参数计算模型研究

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2010年钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会

作者：张智肖太平油气藏地质及开发工程国家重点实验室·西南石油大学

随着国家对油气资源需求的不断增长,勘探开发面临的形式更趋复杂,迫切需要向深海油气资源勘探开发方向发展.深水油气钻探与陆地或浅水钻井有很大的区别,主要表现为:(1)泥线以下浅部地层地质年代新,海底浅部地层强度很低.钻井液密度窗口... 详细信息

随着国家对油气资源需求的不断增长,勘探开发面临的形式更趋复杂,迫切需要向深海油气资源勘探开发方向发展.深水油气钻探与陆地或浅水钻井有很大的区别,主要表现为:(1)泥线以下浅部地层地质年代新,海底浅部地层强度很低.钻井液密度窗口狭窄,特别是浅部地层,密度窗口更窄.导致套管层次增多、套管余量不足.如果没有足够的套管层次可供选择,深水钻井中就失去了对付浅层溢流、漏失层、井控事故等最有效的方法.(2)在泥线处的高压低温环境以及井筒内的复杂温度环境,使得井筒中易形成天然气水合物,给钻井液性能维护以及井筒内的压力控制带来了难题.(3)深水钻井井口多装在海底,井口回压高,节流管线中循环压力损失很大.由于特殊的管路条件和温度环境,深水压井过程中的立压和套压的变化也不同于陆地,气体进入节流管线后套压迅速增大,这给井控的操作带来了较大的困难.(4)由于井下温度场变化大、密度窗口窄和存在浅层流等问题,在深水固井过程中及油气井投产后,固井施工困难及固井质量难以保证.针对深水井控过程中特殊的地层条件和长阻流管线的特点,在考虑了节流管线摩阻、气体的压缩系数及温度等参数变化对套压、立压影响的基础上,建立了深水钻井常用的工程师法的工艺压井参数计算模型,包括立压、套压、最大套压计算模型,开展了实例计算,通过计算机模拟给出了整个压并过程中的立压和套压变化曲线,对现场压井施工具有指导意义.

关键词：深水油气钻井工程师法压井参数计算模型

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页岩气钻井取心技术研究

页岩气钻井取心技术研究

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2014年油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会

作者：罗军东北石油大学石油工程学院长城钻探工程有限公司工程技术研究院

页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气.美国2011年的页岩气产量已经占天然气总产量的29.5％,国内在四川、重庆地区也发现了较大的页岩气储量,初期阶段的页岩气勘探开发要求大量的岩心来进行页岩气的成藏... 详细信息

页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气.美国2011年的页岩气产量已经占天然气总产量的29.5％,国内在四川、重庆地区也发现了较大的页岩气储量,初期阶段的页岩气勘探开发要求大量的岩心来进行页岩气的成藏研究、钻完井研究、开发方式研究,页岩气特殊的地层特性和生产方式对页岩气的岩心提出了特殊的要求.本文主要介绍了页岩气钻井取心工程中的相关工艺技术及岩心处理技术.笔者指出，采用铝合金内筒保型不仅可以有效保护岩心岩心结构，同时也可以将多根铝合金连接在一起实现铝合金的中长筒取心以降低取心次数，减少取心成本，铝合金取心内筒的主要优点有：内筒光滑，其摩擦系数是普通钢质内筒的1/3-1/2;质量轻，切割容易、易于岩心随筒切割;便于在岩心和铝合金之间充填泡沫的固定材料、利于搬运过程中的岩心固定。岩心地面处理技术主要是利于岩心的现场分析与岩心保持。岩心伽马扫描技术实现在岩心不出筒的情况对岩心的无损扫描与分析，通过分析岩心的伽马曲线图即可判断内筒中的岩心变化，利于现场的岩心分析与快速决策，同时将该曲线与测井曲线对比，在岩心收获率低下的情况可准确寻找缺少层位;岩心泡沫充填技术利于泡沫充填岩心与铝合金内筒之间的间隙，防止岩心在搬运过程中的损坏;通过现场采样与蜡封技术，对重要岩心样品实现优先处理，提升岩心分析水平。实践证明，通过优化取心工具设计、施工工艺、取心配套技术可有效提升取心速度与质量。保护页岩气岩心的原始物理结构是页岩气取心的重点。另外气体样品采集不仅适用页岩气，也可使用于其他非常规的油气资源样品的采集，将大大提升岩心资料的准确性与可靠性。

关键词：页岩气钻井取心岩心保护伽马扫描

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“入地”科研国家队发力非常规油气

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天然气工业 2015年第1期35卷 102-102页

作者：天工

在2014年度非常规油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会上，中国工程院专家围绕钻井工程技术研究推动非常规油气发展指出：“作为联系三大石油集团和石油高等院校钻井专家的纽带，油气钻井技术国家工程实验室等凝聚了中... 详细信息

在2014年度非常规油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会上，中国工程院专家围绕钻井工程技术研究推动非常规油气发展指出：“作为联系三大石油集团和石油高等院校钻井专家的纽带，油气钻井技术国家工程实验室等凝聚了中国‘入地’优秀科研团队，加强基础研究，突出技术创新，瞄准前沿进展，做好战略储备，让我们继续交流成果与心得，为非常规油气钻井发展创新出谋划策。”

关键词：非常规油气科研团队国家队中国工程院油气钻井工程技术技术创新学术研讨会

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