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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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页岩气小井眼钻井井眼压力控制计算模型的研究

页岩气小井眼钻井井眼压力控制计算模型的研究

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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：王文军卢会才罗刚汤清源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江苏石油勘探局采输卤管理处

页岩气勘探中小井眼钻井的井径小和窄环空间隙的特点使得其对流变参数计算的敏感性增加,从而降低了传统计算方法计算环空压降和当量钻井液密度的准确度,因此,带来了环空压耗大幅增加、井控问题激化等问题.针对小井眼钻井特点,优选流变模... 详细信息

页岩气勘探中小井眼钻井的井径小和窄环空间隙的特点使得其对流变参数计算的敏感性增加,从而降低了传统计算方法计算环空压降和当量钻井液密度的准确度,因此,带来了环空压耗大幅增加、井控问题激化等问题.针对小井眼钻井特点,优选流变模式,本文采用PL方法,分别建立了H-B模式的小井眼偏心环空层流和紊流条件下的螺旋流基本方程,并进行近似求解,从而得到速度分布函数,流量及压力梯度分布式,以求更加准确地进行小并眼井眼压力控制.

关键词：页岩气勘探小井眼钻井井眼压力控制计算模型环空层流螺旋流

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气体钻井井筒传热热阻计算研究

气体钻井井筒传热热阻计算研究

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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：朱忠喜张迎进夏宏南中国石油天然气集团公司钻井工程重点实验室防漏堵漏技术研究室非常规油气湖北省协同创新中心.长江大学油气钻井技术国家工程实验室

井筒传热问题在钻井方面目前主要还是针对钻井液钻井过程进行研究,在气体钻井中研究相对较少.气体的可压缩性使得气体钻井的井筒传热问题更加复杂.以井筒径向传热为例进行了井筒传热热阻分析,充分考虑了引起井筒传热的因素,将井筒与地... 详细信息

井筒传热问题在钻井方面目前主要还是针对钻井液钻井过程进行研究,在气体钻井中研究相对较少.气体的可压缩性使得气体钻井的井筒传热问题更加复杂.以井筒径向传热为例进行了井筒传热热阻分析,充分考虑了引起井筒传热的因素,将井筒与地层之间的传热特性进行深入剖析,详细地划分了传热热阻和换热系数的计算方法.由于气体流速对对流换热系数影响较大,环空内的热辐射换热与对流换热相比具有主导性地位,因此在研究气体钻井携岩问题时应该对井筒传热产生的影响予以充分考虑.

关键词：油气田气体钻井井筒传热热阻换热系数

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煤储层井壁稳定性分析方法优选

煤储层井壁稳定性分析方法优选

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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：孙清华申瑞臣田中兰杨恒林宋建波中国石油集团钻井工程技术研究院北京1022061 油气钻井技术国家工程实验室北京1022061 中国石油渤海钻探工程有限公司天津300457

煤岩体内部裂隙结构发育,钻井过程中互相交叉、互相作用的裂隙系统影响了煤层的井壁稳定性.建立煤储层井壁稳定预测模型之前,必须明确煤层强度、钻井液渗流和裂隙的几何结构特征与分布规律的联系.本文分析了煤储层类型并提出了对应的分... 详细信息

煤岩体内部裂隙结构发育,钻井过程中互相交叉、互相作用的裂隙系统影响了煤层的井壁稳定性.建立煤储层井壁稳定预测模型之前,必须明确煤层强度、钻井液渗流和裂隙的几何结构特征与分布规律的联系.本文分析了煤储层类型并提出了对应的分析方法,研究结果表明,原生结构煤储层中井眼尺寸与裂隙相比足够小,化学作用可以忽略不计,渗流作用不强,可视为等效连续介质,采用弹性或弹塑性方法即可满足井壁稳定分析;碎粒煤储层和糜棱煤储层中井眼周围的岩体高度破碎,特征单元体小于井眼尺寸,渗流作用较强,也可视为等效连续介质,采用孔隙弹性或孔隙弹塑性方法分析即可.碎裂煤储层的不连续性、非均质性、各向异性和渗透性——使井壁稳定性研究异常复杂.复杂的力学、水力学耦合问题没有解析解,必须数值求解.

关键词：煤储层井壁稳定性预测模型井眼尺寸

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基于非常规井眼的液力扩眼器流量分配规律研究

基于非常规井眼的液力扩眼器流量分配规律研究

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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：裴学良屠俊文陈忠帅刘继亮胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院中国石油技术开发公司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

为顺利实施土耳其盐湖天然气地下储气库项目,满足钻井过程中的非常规井眼扩眼要求,通过对前期盐层大井径扩眼器应用情况的分析,研制了YK304-445液力扩眼二具:由本体、活塞总成、上下限位机构和切削刀翼等组成;依靠钻井液流经活塞上的喷... 详细信息

为顺利实施土耳其盐湖天然气地下储气库项目,满足钻井过程中的非常规井眼扩眼要求,通过对前期盐层大井径扩眼器应用情况的分析,研制了YK304-445液力扩眼二具:由本体、活塞总成、上下限位机构和切削刀翼等组成;依靠钻井液流经活塞上的喷嘴产生一定的压降,推动活塞下行张开三个扩眼刀翼,并由活塞上的支撑装置锁紧.又基于现场应用过程中出现的问题进行了工具优化设计,并利用Fluent流体分析软件对该扩眼器流道进行了建模并对流量分配进行了模拟计算.得出了扩眼器下部水眼不同尺寸情况下的流量分配规律,为合理选择流量、水眼尺寸和安全可靠的使用提供了理论依据.

关键词：储气库非常规井眼液力扩眼器结构设计流量分配

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油基钻井液在页岩气钻井中的应用

油基钻井液在页岩气钻井中的应用

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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：关键李春竹李建成柳颖刘相伟长城钻探公司工程技术研究院油气钻井技术国家工程实验室国家知识产权局专利局化学部长城钻探公司钻井液公司尼日尔项目部

页岩气属于连续型聚集非常规气藏,页岩气储层具有较强的不均匀性,气藏普遍低产或无自然产能,开发经济性差.因此采用快速低成本钻井,配合压裂技术,有利于提高页岩气开发的经济效果.本文通过室内试验,分析了油基钻井液在页岩气钻井过程中... 详细信息

页岩气属于连续型聚集非常规气藏,页岩气储层具有较强的不均匀性,气藏普遍低产或无自然产能,开发经济性差.因此采用快速低成本钻井,配合压裂技术,有利于提高页岩气开发的经济效果.本文通过室内试验,分析了油基钻井液在页岩气钻井过程中应用的可行性,实验结果表明采用油基钻井液开采页岩气,具有储层渗透率伤害小、井壁稳定性好、钻井速度快等优点,有利于减少钻井成本.

关键词：页岩气钻井工艺油基钻井液井壁稳定储层保护

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气体钻井中水平井段岩屑床控制新方法研究

气体钻井中水平井段岩屑床控制新方法研究

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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：姚建林狄勤丰何超李伟成川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院上海大学川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院油气钻井技术国家工程实验室

气体钻水平井过程中,因钻杆的自重倾向于下井壁方向,这将容易引起岩屑床的形成,从而造成井眼堵塞和卡钻事故.针对水平井段的岩屑床现象,本文设计了一种类似叶片的特殊部件,即旋涡发生器,并安装于常规钻杆表面,以便达到改善流场的效果.此... 详细信息

气体钻水平井过程中,因钻杆的自重倾向于下井壁方向,这将容易引起岩屑床的形成,从而造成井眼堵塞和卡钻事故.针对水平井段的岩屑床现象,本文设计了一种类似叶片的特殊部件,即旋涡发生器,并安装于常规钻杆表面,以便达到改善流场的效果.此外,利用计算流体动力学(CFD)软件数值模拟了在旋涡发生器的作用下偏心环空中气体的流动分布特征.结果表明,当使用带有旋涡发生器的改进钻杆时,环空气体切向速度得到大幅度提高,环空内出现了不同形状、范围的旋涡结构,以及随着偏心距的增加,旋涡发生器的作用越大,对减少岩屑床产生的可能性具有一定的理论指导意义.

关键词：油气田气体钻井水平井段岩屑床现象旋涡发生器

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固井顶替效率评价方法及软件开发探讨

固井顶替效率评价方法及软件开发探讨

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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：袁海平王兆会高宝奎古秦伟中国石油集团钻井工程技术研究院中国石油大学(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大学(北京)石油工程学院中国石油集团钻井工程技术研究院中国石油大学(北京)石油工程学院

结合前人顶替效率相关研究成果,初步推导得出了固井顶替效率的评价方法.即在考虑水泥浆流动的基础上,计算套管处和井壁处钻井液的滞留;在没有钻井液滞留的情况下,进一步计算井壁虚滤饼的可冲刷性.在理论分析计算的基础上,开发了注水泥... 详细信息

结合前人顶替效率相关研究成果,初步推导得出了固井顶替效率的评价方法.即在考虑水泥浆流动的基础上,计算套管处和井壁处钻井液的滞留;在没有钻井液滞留的情况下,进一步计算井壁虚滤饼的可冲刷性.在理论分析计算的基础上,开发了注水泥顶替效率评价软件。该软件包括基础数据输入、水泥浆流动、滞留钻井液分析、滤饼可冲刷性分析这四大模块。可实现对不同深度、全井段的钻井液滞留、井壁虚滤饼可冲刷性进行分析,并以等值线三维图等形式表现,实现对顶替效率分析的定量化和直观可视化分析.

关键词：油气钻井固井工艺顶替效率评价软件开发功能模块

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精细控压钻井井底压力自动控制技术初探

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天然气工业 2012年第7期32卷 48-51+104-105页

作者：姜智博周英操刘伟王倩中国石油勘探开发研究院研究生部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

控压钻井技术是当前油气钻井工程领域的前沿技术之一。钻井各个工况的井底压力须保持恒定,才能确保窄密度窗口复杂地层井段的安全、顺利钻进。为此,通过分析前人对各个工况井底压力计算的研究成果,提出了精细控压钻井井底压力计算模型,... 详细信息

控压钻井技术是当前油气钻井工程领域的前沿技术之一。钻井各个工况的井底压力须保持恒定,才能确保窄密度窗口复杂地层井段的安全、顺利钻进。为此,通过分析前人对各个工况井底压力计算的研究成果,提出了精细控压钻井井底压力计算模型,该模型的环空循环压耗计算包含了多相流动的重力压降、摩阻压降和加速度压降梯度。在塔里木盆地实施了1口井的精细控压钻井作业,用停泵工况由地面回压泵施加的回压值与计算值比较,最大误差为0.30MPa,能满足工程实际需要,为今后精细控压钻井井底压力精确计算与控制提供了理论支撑。

关键词：精细控压钻井控压钻井系统井底压力自动控制计算模型循环压耗塔里木盆地

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控压钻井系统工程研究

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西部探矿工程 2012年第12期24卷 40-44页

作者：姜智博周英操刘伟翟小强王荣中国石油勘探开发研究院研究生部北京100083 中国石油集团钻井工程技术研究院北京100195 油气钻井技术国家工程实验室北京100195 中化石油有限公司北京100031

控压钻井技术是目前世界上最为先进的钻井技术之一,能够对井底压力进行实时精确的控制,理论研究与实践应用表明,它可以有效解决国内外普遍遇到的窄密度窗口安全钻井问题。为了更好地掌握这项技术,对于控压钻井技术,应当从宏观角度将其... 详细信息

控压钻井技术是目前世界上最为先进的钻井技术之一,能够对井底压力进行实时精确的控制,理论研究与实践应用表明,它可以有效解决国内外普遍遇到的窄密度窗口安全钻井问题。为了更好地掌握这项技术,对于控压钻井技术,应当从宏观角度将其看作一个较为复杂的系统工程进行研究,既要保证系统内任一组成部分能够正常运作,又要提高系统各部分之间的协调运作性,从而发挥最大效率,以达到精确控制井底压力,解决井下复杂钻井问题的目的,进一步研究了控压钻井系统工程(MPDSE)的概念以及控压钻井系统的研究步骤,并对控压钻井系统的基本框架进行了进一步的调整设计,指明了控压钻井技术今后的研究方向与内容,为今后控压钻井技术的研究与应用提供了借鉴。

关键词：窄安全密度窗口控压钻井系统系统工程综合集成法

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