海上LF油田水平井生产过程中井壁稳定性问题研究

随着海上油气田的进一步开发,海上已经针对低渗透油气田进行了开采,目前海上LF等多个低渗透油气田已经进行开发,这些区块储层砂岩岩石强度属于中-高强度,其生产过程中的井壁稳定问题直接影响着完井方式及后期的开发方式。针对海上LF中高强度砂岩油田水平井生产过程中的井壁问题展开研究,通过数值模拟的方法,利用等效塑性应变理论,对水平井在生产过程中影响井壁稳定的因素(生产压差、地层出水、地层压力衰减)进行研究。研究结果也表明,水平井井眼沿最小主应力方向时,且在纯砂岩地层中时可以采用裸眼完井,与油田实际生产的情况相符,从而验证了该方法的可行性。研究结果可对油田进行完井方法优选以及后期作业提供指导。     

裸眼完钻超深TK721井解卡打捞工艺技术

在TK721井上修换生产管柱作业过程中,由于井壁垮塌、裸眼段扩径、压井液失返、封隔器无法解封等困难,历时3个月上下28趟钻,应用了震击、倒扣、套铣、酸浸解卡、弯钻杆找鱼、打印等大修技术。系统分析了TK721井上修换生产管柱作业过程中各趟工具使用的成功经验和失败教训,总结了深井、裸眼井的解卡打捞工艺技术。     

深部裂缝性碳酸盐岩储层井壁稳定技术研究现状及展望

深部裂缝性碳酸盐岩油气藏是目前中国油气增储上产的重要领域.由于地质条件复杂,地层孔、缝、洞发育,井壁失稳一直是困扰深部裂缝性碳酸盐岩油气藏高效勘探开发的突出问题.以塔里木盆地顺北区块深部裂缝性碳酸盐岩油气藏为背景,系统介绍了其工程地质特征及井壁失稳情况,从井壁失稳机理和井壁稳定控制方法2个方面对国内外深部碳酸盐岩地层井壁稳定技术研究现状进行了总结.复杂的地应力环境、天然裂缝发育导致的岩体力学强度劣化是深部碳酸盐岩地层井壁失稳的重要影响因素;通过提高钻井液封堵和化学固壁能力,合理优化钻井液密度和工程参数能够一定程度上起到稳定井壁的作用;建议深化深部裂缝性碳酸盐岩地层热流固化多场耦合井壁稳定分析模型研究,深刻揭示井壁失稳机理,加快研发耐高温高强度井筒固壁核心处理剂,从而有力保障深层超深层裂缝性碳酸盐岩油气藏的勘探开发.     

餐厨垃圾水解酸化性能的研究

采用批式进料方式,研究了不同进料负荷和不同接种量时餐厨垃圾水解酸化的效果,探索了酸化阶段发酵液中的pH、VFA含量和产物中主要成分的变化规律.结果发现,不同有机负荷进料时水解酸化过程在前4d基本完成,反应后期有机负荷不同,发酵类型也有所不同.40 g（TS）/L负荷进料时水解酸化效果比较好,水解酸化产物中主要成分为乙醇和乙酸,乙醇和VFA含量高.餐厨垃圾在接种率为30％时,反应能够获得目标酸化产物乙醇和乙酸,比不接种和接种率为50％时效果明显要好.     

任丘雾迷山组裂缝性碳酸盐岩油藏降压开采改善开发效果研究

裂缝性碳酸盐岩油气藏开发过程中,油井一旦见水便迅速水淹,缺少立竿见影的控水稳油方法和手段,这类油藏后期开采的难度极大。通过对雾迷山组裂缝性碳酸盐岩油藏油水井生产特征、产量变化规律及采取的降压开采方式生产动态进行分析,结合该类油藏的双重介质特征及油水井的开发规律,利用统计分析方法及数值模拟技术,评价了该油藏的开发效果,并提出了后期开发进一步深化挖潜的措施。研究认为采用继续注水同时适当提液的方式进行降压开采,可更好地把中、小缝洞及岩石系统的生产潜力进一步提升,抑制含水上升和产量递减,可进一步挖掘基质剩余油、提高原油最终水驱采收率。     

典型表面活性剂抗酸渣性对比分析——以葡萄花储层为例

酸化增产施工过程中,当酸液体系与原油不配伍时会形成酸渣对地层造成伤害。通过评价2种典型表面活性剂与来自葡萄花储层原油的配伍性,测定表面活性剂与碳酸盐岩和砂岩表面的接触角,分析对比了典型阴/阳离子表面活性剂的抗酸渣性和润湿性。试验结果表明,在Fe3+稳定剂NTS-2和缓速剂B-125存在的条件下,阴离子表面活性剂可以有效防止酸渣的形成,但其与原油形成乳化液的可能性大,需要加入其他非乳化型表面活性剂防止酸油接触形成乳状物。阴离子表面活性剂在28%HCl溶液中分散不完全,使碳酸盐岩表面呈现油湿,不利于提高采收率。阳离子表面活性剂抗酸渣性的机理要比阴离子表面活性剂多,并且受原油特性和储层温度影响小,阳离子表面活性剂在28%HCl溶液中完全分散,可以使碳酸盐岩表面呈现水湿,有利于提高采收率,在高温和Fe3+存在条件下,阳离子表面活性剂可以减少乳状物的形成。试验结果可为葡萄花储层酸液体系抗酸渣性的优选提供理论基础,也可为其他油田在井底附近抗酸渣提供经验。     

响应面法优化餐厨垃圾和牛粪混合两相厌氧发酵酸化条件

为提高废弃物厌氧发酵的利用率,开展了牛粪和餐厨垃圾混合两相厌氧发酵过程中酸化条件优化的研究,探究在酸化相中搅拌频率、搅拌速率、酸化浓度、酸化时间和酸化温度对甲烷产率的影响。单因素试验结果表明,最佳的搅拌频率、搅拌速率、酸化浓度、酸化时间和酸化温度分别为:3次·d~(-1)(2 min·次~(-1))、50 r·min~(-1)、12%、8 h和35℃。在单因素试验基础上,采用响应面法对发酵过程中酸化条件进行优化,以甲烷产率为响应值,选取酸化温度、酸化浓度和酸化时间3个因素研究其对发酵过程中产气率的影响。结果表明,对甲烷产率影响的大小顺序为酸化时间酸化温度酸化浓度。最佳的酸化条件为:酸化时间7.6 h、酸化温度35.8℃和酸化浓度10.4%;搅拌频率和搅拌速率分别为3次·d~(-1)(2 min·次~(-1))和50 r·min~(-1)。采用最佳酸化条件处理后,混合原料的甲烷产率可达290.5 mL·g~(-1)VS,比未经酸化处理提高了17.9%。研究表明,对牛粪和餐厨垃圾两相厌氧发酵中酸化相的酸化条件进行优化,可提高甲烷产率、甲烷含量及VS去除率。     

甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/丙烯酰胺共聚物溶液性质研究

利用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和丙烯酰胺(AM)合成了阳离子聚合物P(DMCAM), IR和1H NMR谱图证实了提纯产物为DMC和AM的共聚物.通过粘度法对聚合物溶液的基本性质进行研究,得出以下结论:聚合物溶液的特性粘数随聚合物浓度增加先降低后增加,提出了外加盐对聚合物溶液粘度产生影响的模型;比浓粘度随盐中阳离子半径的增加而减小,而随阴离子半径的增大而增大;所合成的聚合物在酸中较稳定,在碱中很容易降解;DMC单体的加入大大提高了聚合物的耐温性能;该聚合物的pH值在4～9范围内对膨润土模拟污水有很好的絮凝能力,并能满足目前油田中碳酸盐岩中高温油水井酸化缓速的要求.     

投球综合堵漏技术在中古X-H7井的应用研究

塔里木油田塔中地区碳酸盐岩地层由于长期开采,地层压力逐渐降低,缝洞较发育,经过频繁酸化酸压改造后,形成了超低压的缝洞型漏层,经常发生恶性井漏,严重影响了该区块的开发进程。为此,分析了碳酸盐岩地层堵漏难点及相应的堵漏措施,结合中古X-H7井的漏失情况,制定了投球综合堵漏的技术措施。采取向漏层投不同尺寸的树脂球,树脂球通过初步架桥将大型缝、洞改变为小的缝隙,并配合加入雷特超强堵漏剂的酸溶性综合堵漏浆进一步封固,有效封堵内外漏失通道,并具有较高的承压能力,最终实现堵漏设计目的。投球综合堵漏技术在中古X-H7井成功实践,验证了该工艺在解决塔中地区大型缝洞引起的恶性漏失的可行性,将为后续该区块堵漏提供了有效的技术支撑。     

低渗油田碳酸盐岩储层岩心分析

为了给碳酸盐岩储层酸压改造方案的设计提供详实准确的储层物性数据,通过X-射线衍射、电子显微镜扫描分析、岩石薄片鉴定等方法对某低渗油田若干油井的储层岩心做了细致分析.分析结果表明,该低渗油田碳酸盐岩储层孔隙发育、连通性好,地质过程有利于油气的储存;方解石和白云石是主要的酸敏性矿物,同时由于黏土矿物的存在使得储层具有一定的水敏性;岩心渗透率极差,应力敏感性损害程度为中等偏弱,岩心的临界应力应在3.5MPa上下.据此可充分认为酸化压裂是对该油田储层改造的一种有效手段,同时也为酸化压裂液体系的选择和酸压工艺的设计提供重要参考.     

煤矿长壁开采过程中埋地管道的变形破坏分析

近年来煤矿开采引起的地面塌陷已影响了油气管道的安全运营,我国煤矿采空区上方埋地管道的安全性评判标准及稳定性量化标准尚不成熟,对长壁开采过程中不同开采阶段引起的管道变形破坏特征尚未研究。利用安全系数的概念反映管道不同部位的应力情况,基于第四强度理论,应用有限差分软件FLAC3D中的FISH语言输出管道的安全系数,判断管道的稳定性,进而分析了长壁开采过程中不同开采阶段管道的下沉和安全系数的变化规律。研究结果为沉陷区埋地管道的监测和防护提供了理论依据。     

岩溶区土壤镉生物有效性影响因素研究

为研究岩溶区土壤镉生物有效性的影响机制,以广西碳酸盐岩区土壤垂直剖面、水稻子实与根系土协同样品为基础,讨论了土壤pH、有机质含量、黏土矿物含量、碳酸盐含量对土壤镉生物有效性的影响。结果表明,pH、有机质、黏土矿物主要对镉的吸附产生影响,其对镉生物有效性的影响程度由强到弱依次为pH、黏土矿物、有机质,碳酸盐的作用则主要体现为对土壤酸化的缓冲。总体而言,广西岩溶发育强烈,土壤中不断形成表生条件下稳定的新生黏土矿物,加之岩溶区土壤丰富的碳酸盐与有机质,都对该地区碳酸盐岩母质土壤中镉的固定较为有利,但防止土壤酸化是防控其土壤镉污染风险的首要措施。     

高压欠注井连续注入酸化工艺技术研究及应用

注水是使油井长期高产稳产的重要技术措施之一。随着注水时间的推移,注水井的注入压力明显增加,注水量严重下降甚至出现注不进的现象,最有效的方法就是酸化解堵。针对常规酸化施工工序复杂,占用大量空间、时间等问题,提出了注水井连续注入酸化的思想,即"一步"代"多步",实现高效、快速酸化作业。通过室内试验研究,研制出了新型智能酸SA608酸液体系。该酸液体系完全满足连续注入酸化工艺的要求,酸化时不影响注水井的正常注水工作且酸化后无需返排,大大地降低了酸化作业时间以及劳动强度。现场应用5井次,施工后注水压力下降1~7.5MPa,单井增注10~20m3/d,降压增注效果显著。     

低温蛋白质氨化复合菌系对沼气酸化液pH及产甲烷活性的影响

研究了低温蛋白质氨化复合菌系对3组不同处理酸化液的pH及产甲烷活性的影响.结果表明,接低温蛋白质氧化复合菌系的酸化液中氨态氮和pH均在5 d时达到最高和适宜的pH范围,较KHCO3调试的酸化液和自然发酵酸化液提前2 d,且产气量最高,15 d达到产气高峰时产气量较KHCO3调试的酸化液和自然发酵酸化液提高了45.45%...     

不同流体介质条件下龙马溪组页岩井壁稳定性能评价

川渝地区龙马溪组页岩微裂缝、层理发育,致使钻井过程中极易发生坍塌失稳,造成阻卡等复杂情况的频繁发生。通过多种方法评价了龙马溪组页岩在4种不同流体中的井壁稳定性能。膨胀分散试验表明龙马溪组页岩水化膨胀性能较弱,在不同流体介质中的分散性能均较弱;CT层析成像技术和压力穿透试验发现,在与流体接触的极短时间内,页岩内裂缝便可萌生并扩展;随着流体抑制和封堵能力的增强,龙马溪组页岩裂缝的形成可得到明显的推迟或阻止,并显著地降低压力在页岩中的传递效应,起到稳定井壁的作用;不同流体浸泡后页岩抗压强度和内聚力具有明显的差异,其中蒸馏水浸泡后降低程度最大,油基钻井液中降低最小。该研究可为井壁失稳机理分析提供理论参考。     

外层井壁裂缝产生的原因及防治措施

在冻结法施工的井壁中,外层井壁浇注脱模后不久就产生裂缝。结合工程部分实测数据和前人对井壁机理的研究成果,剖析了外壁产生这种裂缝的主要原因,提出了相应的预防对策。研究井壁裂缝产生的原因及防治措施可以更好地指导井壁的浇注。     

酸沉降与我国南方森林土壤的酸化

通过模拟酸沉降土壤连续浸泡试验,研究了我国南方5种森林土壤的酸化过程,并讨论了影响土壤酸化的几个因素。结果表明,土壤对酸沉降H+的中和能力,对酸沉降阴离子(SO2-4和NO-3)的吸附,土壤阳离子(Ca2+,Mg2+等盐基离子以及Al3+)的风化,土壤pH和BS的变化,都在土壤酸化过程中有着重要作用。同时,酸沉降的酸度(pH值)是决定土壤酸化的主要因素,而酸沉降中高含量的盐基离子可能缓解土壤的酸化过程。结合土壤本身物理化学基本特性可以得知,福建土壤对酸沉降引起的酸化最为敏感;江西、湖南土壤次之;重庆土壤的酸化敏感性较弱;而贵州土壤对酸沉降不太敏感。     

缅甸C2区块凝灰岩地层安全钻井技术应用研究

I-1井为缅甸C2区块的第3口探井，钻井过程中钻遇大段凝灰岩地层，由此引起井壁坍塌、持续掉块、反复卡阻等井下复杂情况，导致井径不规则，给钻进、泥浆和后续的囤井作业带来难题。针对现场实际情况，边作业边试验边分析调整，研究重稠浆清扫、简化井下工具、强化泥浆封堵抑制性能等技术在缅甸C2区块凝灰岩地层钻井中的应用。现场应用效果良好，为安全、顺利钻井提供了技术保障。     

MEGADRIL油基钻井液在南海西部高温高压气田的适用性研究

南海西部东方区域中深层高温高压气田开发钻井过程中下部地层使用水基钻井液钻井过程中容易出现井壁失稳、摩阻扭矩大的技术难题,严重影响作业时效。通过室内试验,从抑制性能、润滑性能、储层保护性能3个方面来评价MEGADRIL油基钻井液,并与现场水基钻井液进行性能对比,表明MEGADRIL油基钻井液更适用于下部地层的钻探。MEGADRIL油基钻井液在东方气田F7H井进行了现场应用,并在实施过程中针对性地强化了井壁稳定措施、降低摩阻扭矩措施和保护储层措施。现场应用表明,MEGADRIL油基钻井液高温稳定性、流变性、滤失性良好、抑制性强,随钻测量井径数据表明油基钻井液应用井段井壁稳定且井径扩大率低;润滑性良好,应用井段无卡钻事故;储层保护效果良好,F7H井实际投产产量达60×104 m3/d,达到配产要求的3倍,综合表皮系数为0。     

页岩力学参数各向异性对井壁应力的影响

页岩具有较明显的强度和弹性各向异性,在横观各向同性和连续均匀线弹性地层介质的基础上,建立了各向异性页岩地层的井壁应力计算模型,采用Matlab软件编制了数值解的求解程序,分析了在3种不同断层应力状态下页岩力学参数对井壁应力的影响规律。结果表明:在各向异性页岩地层中,断层的地应力状态会明显地影响井壁应力场的分布形态,尤其是在地应力极值附近;在3种断层应力状态中,正断层地应力状态下井壁应力分布的非均匀性最大;岩石的弹性模量各向异性度会造成水平井井壁应力的二次分布,而泊松比各向异性度对水平井井壁应力分布没有影响;弹性模量各向异性度对井壁应力的影响在其最大值和最小值附近呈现出相反的规律。