油页岩地下原位转化与钻采技术现状及发展趋势

我国油页岩地质资源量巨大,是保证我国能源安全的重要战略资源。油页岩地下原位转化开采是油页岩工业的发展趋势,在系统收集相关资料、数据和调研的基础上,总结了国内外油页岩原位转化技术的发展历程,提出了高效加热技术、储层改造技术和地下空间封闭技术三个油页岩原位转化核心技术,并对这三大核心技术的主要技术特点和发展现状做出了进一步分析。在明确油页岩地下原位转化开采低成本、高产量和低污染的目标基础上,提出了地表井下协同加热-多阶段物理化学复合加热-自生热驱动链式原位裂解的热流体原位复合加热技术、双水平井小井距电磁测距导向技术、多工艺精确储层改造压裂技术、注浆帷幕和气驱止水地下空间封闭技术等油页岩原位转化核心技术的发展方向,以期对我国油页岩地下原位转化开采技术提供借鉴和参考。     

油页岩原位开采井距影响数值模拟研究

近年来,随着我国能源消费水平的提高,油气资源进口量逐年上升,寻找替代能源逐渐受到世界各国关注。油页岩是一种重要的石油替代能源,其储量巨大,分布广泛,开采前景广阔。地下原位转化开采油页岩具有低污染、占地面积小的优点。本文采用CMG-STARS数值模拟软件建立油页岩地下原位开采模型,通过原位注入热蒸汽法模拟了油页岩地下原位转化过程中的产油动态,并分析不同井距对开采的影响。结果表明,井距对油页岩开采有重要影响,井距越大,油页岩长期开采效果越好,但短期开采效果越差。最后对井距进行敏感性分析,结果表明井距40 m左右时产油效果最好。     

国外油页岩的地下开采及环境恢复

介绍了国外油页岩地下开采方法、疏干井、加热井／生产井和监测井的分布，以及开采结束后环境的恢复治理方法。值得国内借鉴。     

中宁县黄河滩地傍河取水工程辐射井设计与施工

中宁县地处黄河中游,黄河滩地地下水受黄河补给,是具有巨大开采潜力的水源地。针对中宁黄河滩地第四系含粘粒土砂卵石地层的傍河水源地,选择辐射井作为取水建筑物,完成5眼辐射井。集水井成孔采用反循环方法,并配有专用钻头打捞含水层中粒径＞200 mm的漂石,用具有扭力、推力、拉力和振冲力的全液压水平钻机进行水平辐射管施工。采用“等效大口井法”计算辐射井抽水量。对抽水试验的数据及相关资料进行分析,比较辐射井、管井和大口井的稳定出水量和降深,结果表明采用辐射井开采类似水源地是有效的取水方式。     

气动潜孔锤钻进技术在云南旱区找水工程中的应用

介绍了采用空气潜孔锤及纵向割缝型UPVC井管技术施工云南楚雄＂科技抗旱井＂工程,重点阐述了气动潜孔锤钻进技术在坚硬破碎基岩地区水文水井工程中的技术难点、钻进工艺及成井工艺。针对钻进过程中出现的问题,提出钻具改进措施,取得了显著的实钻效果。该工程采用潜孔锤钻进技术提高了钻进效率,减少了工程造价,水井的出水量、水质等各项指标均达到设计要求,获得了良好的经济及社会效益。     

地铁车站深基坑工程降水设计与研究

本文论述对象是郑州火车站复杂周边环境条件、复杂地质条件下的地铁深基坑降水工程。对地铁深基坑降水设计进行了基坑涌水量计算、单井涌水量计算、降水井数量计算、任意点地下水降深计算,并且采用反分析方法进一步反证和调整了降水井数量和分布,对降水井施工提出了技术要求。既保证了地铁深基坑正常施工,又达到了基坑周边建(构)筑物安全和正常使用的目的,可为类似工程降水设计及施工提供参考和借鉴。     

基坑工程降水渗流场特性分析

基于Biot固结理论和Terzaghi有效应力原理,采用有限元法对深基坑工程降水渗流场进行应力场与渗流场耦合的数值模拟。结合南京九华山隧道基坑工程降水实例,分析了基坑降水水位线的形状、流速分布及地表沉降规律;比较了降水井不同布置、井深对基坑渗流场及周围地表沉降的影响,其结果有助于进一步了解地下水与土体相互作用机理,并为基坑工程降水井的设计提供可靠的指导。     

UPVC井管在云南抗旱供水井中的应用

在水井工程中,国外现在应用较多的是UPVC全塑料井管,而在我国却不然。分析了UPVC全塑料井管在水井应用中的优缺点,并通过其在云贵高原的应用实例,介绍了UPVC全塑井管在下井管、止水、洗井工艺中的关键技术。实际应用表明,UPVC井管可以保证成井质量,提高施工技术,UPVC全塑井管在农村及干旱地区的应用前景巨大,有很好的推广价值。     

浅谈卤（盐）井技术割管施工技术

通过卤(盐)井的维修施工,消除各种井内故障,恢复生产能力,使卤(盐)井达到设计开采量,同时也能最大程度利用地下宝贵的资源。技术割管在卤(盐)井可将悬挂在溶腔内的技术管按设计要求割断,并掉入溶腔,从而实现卤(盐)井的第二梯度开采;对对接井而言,则可排除溶腔内堆积的沉淀物对直井的不利影响,实现斜井进水直井出卤开采方式,最大程度地满足正常的卤(盐)开采运行模式。我单位经多年的工程实践,已形成了较合理有效的卤(盐)井维修施工工艺,现介绍卤(盐)井割管维修施工中一些关键工艺和施工经验。     

套损监测技术在鄂尔多斯盆地的应用

随着油气田开发,各种不同因素造成油套管出现变形、损坏和腐蚀等问题,严重影响油气田正常生产。华北工程测井分公司采用MID-K电磁探伤与多臂井径测井技术结合进行套损监测,不仅可以判断油套管变形特征,确定管壁的损伤腐蚀程度,而且可以检查井内管柱结构,评价套管损伤速度及寿命预测。目前该技术在大牛地、麻黄山、杭锦旗、新疆等区块广泛应用,累计成功测井70多井次,成功解决了大批生产井内存在的井漏、油套管腐蚀、损伤、结垢及管柱变形等工程难题,在油套管损伤部位综合治理和改造、提高油气井产能、增加油套管的使用寿命、降低修井成本等方面效果显著。     

渤海油田油气井侧钻设计方法优化分析

渤海油田低效井侧钻是稳产增产的重要手段之一。优化侧钻方案实现降本增效是精细化侧钻的研究重点。本文系统介绍了侧钻井设计方法,基于对低效井与侧钻井位进行合理匹配,优选侧钻井段,确定深部侧钻和浅部侧钻方案,针对浅部侧钻方案提出了隔水导管重入方案、隔水导管鞋下裸眼侧钻方案、表层套管段开窗侧钻方案、表层套管鞋下裸眼侧钻方案的适用条件与难点,针对深部侧钻方案提出了生产套管开窗侧钻方案、生产套管鞋下裸眼侧钻方案的优选流程。并以渤海某油田2口低效井A井与B井为例,进行了槽口优选、侧钻井段优选、侧钻点优选,最终通过互换2口井的侧钻井位,节约进尺1428 m。现场实施结果表明本次2口低效井侧钻方案合理,能够实现降本增效的目的。本文提出的低效井侧钻优选方法对渤海油田低效井侧钻设计具有一定的指导意义。     

Thermal stresses analysis of casing string used in enhanced geothermal systems wells

In the enhanced geothermal systems wells, casing temperature variation produces casing thermal stresses, resulting in casing uplift or bucking. When the induced thermal stresses exceed casing material's yield strength, the casing deforms and collapses. The traditional casing design standard only considers the influence of temperature variation on casing material's yield strength. Actually, for commonly used grades of steel pipe, casing's material properties-such as yield strength, coefficient of thermal expansion, and modulus of elasticity change with temperature variation. In this paper, the modified thermal stress equation is given. Examples show that the allowable temperature of the material grade N80's casing is only 164 ℃, which is much lower than that of the traditional design standard. The effective method to improve the casing pipe's allowable temperature is pre-stressed cementing technology. Pre-stressed cementing includes pre-tension stress cementing and pre-pressure stress cementing. This paper focuses on the design method of full casing pre-tension stress cementing and the ground anchor full casing string pre-tension cementing construction process.     

煤层气井越流补给的判识方法

排水降压是煤层气开发的技术依据,及时判别煤层气井是否存在越流补给,将关乎到排采工作制度的制定和产气量预测。通过煤层气井不同排采阶段的实际产水量与理论值的比较,并结合套压、井底流压、动液面和产气量的变化特征,能够快速判识越流补给。若煤层气井实际产水量明显高于理论值,且开始产气时动液面上升后不再下降,产气量和套压保持在较低水平,则认为该井存在越流补给。在此基础上,根据动液面、套压和产气量特征划分越流补给井类型,确定合理的后续排采制度。通过分析沁水盆地煤层气井的排采数据,验证了越流补给井及类型的快速识别方法。      

六盘水地区煤层气井合层排采实践与认识

为了提高煤层气井合层排采效果，需要合理划分排采阶段并制定与之对应的管控措施。基于贵州六盘水地区以往煤层气勘查与试采工作，分析该区二叠系龙潭组煤层气地质条件和煤储层特征，对比分析两口煤层气井合层排采管控制度及其效果。结果表明:研究区具有煤层层数多、单层厚度薄、含气量高、储层压力大、煤层渗透率低、局部构造煤发育等煤层气地质特点，使煤层气井排采过程中压敏效应和贾敏效应较明显，储层伤害较严重，煤层气井高产时间较短，产气量较低。应该优选厚度较大、含气性好的原生结构煤层或煤组进行射孔压裂。在合层排采过程中，对排采阶段进行合理划分，并根据排采阶段控制流压、套压、流压降幅、套压降幅和液面高度等参数，可有效减小压敏效应、贾敏效应、速敏效应等储层伤害。合理的合层排采管控有助于实现控制产气量稳定平稳上升、煤层气井长期稳产与高产的目标。      

用物理方法改造油气层

研究了国内外近年来广泛应用在油气井改造上的物理方法，叙述了各种方法的简单原理，适合的油气层特点，对一些方法在某些油气田的应用情况做了简要介绍。     

废弃井改造为地热井工艺技术研究

中原油田区域内废弃井共2090口,经筛选可利用井有355口。根据这些废弃井不同的井身结构、水层位置、水泥返高等条件,确定了针对性的选井选层方法和废弃井改造工艺方案。配套研发优选了新型套管端部密封止水工具、套管鱼顶修复专用工具、套管切割方案和热储层酸洗方案,形成了废弃井改造的完井工艺系列技术和产能测试工艺技术。开展了马古6井现场改造实验,成功实施了井口恢复、储层解堵和试水测试,验证了改造方案和工艺配套技术的可行性和可靠性。     

2000 m地热井用套管的研制

随着近年来地热井施工的不断发展,地热井用套管的需求量稳定增加。与此同时,原来使用石油套管的地热井施工成本也在不断攀升,急需研制一种地热井专用套管,以适应地热井施工降低成本的需求。因此,根据地热井施工特点和对套管的性能要求情况,研制了一种低成本地热井专用套管。主要介绍了该套管的结构形式、技术参数、工艺装备以及生产试用情况。     

废弃井“一井多用”瓦斯抽采关键技术及应用

煤矿区地面瓦斯废弃井改造再利用,可进行采动区瓦斯抽采,具有保障回采工作安全生产,瓦斯资源有效利用,减少瓦斯逸散对环境压力等经济环保多重效益。针对这一目的,结合采动区地面井和废弃井的特点,提出废弃井“一井多用”瓦斯抽采技术思路。通过分析试验工作面开采工艺、覆岩结构及废弃井的基本情况等条件,研究并提出了废弃井优选及判识、地面井改造工艺、防护装置安设、抽采系统布置及抽采控制技术等,改进了废弃井改造射孔造缝段长度确定方法。研发了基于油套环空动态调节、组合套管双重防护及筛管分级优化的安全防护方法,形成了废弃井“一井多用”地面井瓦斯抽采技术。选取晋城矿区岳城煤矿作为试验对象,完成了3口废弃井(井号为YC-50、YC-52、YC-54)再利用改造试验,其地面井瓦斯抽采量累计分别为257.88万、172.50万、129.60万m3。YC-50井改造运行后,地面井抽采范围内工作面上隅角瓦斯体积分数最大值从0.77%降至0.40%,降幅48.05%;YC-52井改造运行后,采煤工作面上隅角瓦斯体积分数降幅为52.38%,有效保障了回采工作面安全生产,实现了废弃井“一井多用”目标,取得了良好的经济与社会效益...     

Detection of free vertical convection and double-diffusion in groundwater monitoring wells with geophysical borehole measurements

Two algorithms for in-situ detection and identification of vertical free convective and double-diffusive flows in groundwater monitoring wells or boreholes are proposed. With one algorithm the causes (driving forces) and with the other one the effects (convection or double-diffusion) of vertical transport processes can be detected based on geophysical borehole measurements in the water column. Five density-driven flow processes are identified: thermal, solutal, and thermosolutal convection leading to an equalization, as well as saltfingers and diffusive layering leading to an intensification of a vertical density gradient. The occurrence of density-driven transport processes could be proven in many groundwater monitoring wells and boreholes; especially shallow sections of boreholes or groundwater monitoring wells are affected dramatically by such vertical flows. Deep sections are also impaired as the critical threshold for the onset of a density-driven flow is considerably low. In monitoring wells or boreholes, several sections with different types of density-driven vertical flows may exist at the same time. Results from experimental investigations in a medium-scale testing facility with high aspect ratio (height/radius = 19) and from numerical modeling of a water column agree well with paramters of in-situ detected convection cells.     

晋城岳城矿地面采动区井井位优选与抽采寿命研究

为了降低晋城岳城矿工作面U型通风造成的上隅角瓦斯聚集,提高采动与采空区煤层气地面井抽采井产量及抽采寿命,在借鉴成庄矿、寺河矿和赵庄矿等地面采动试验井研究及工程示范的基础上,以晋城岳城矿煤层气地质条件为工程设计依据,提出并优化地面采动区井位尽量靠近巷道位置处、大井眼地面钻井工艺、优化井身结构等设计方案。现场试验证明:部分采动区井通过避开采动应力卸载区及原位煤层高应力区优化布井,开采中包含3个阶段即卸压区抽采、新采空区抽采、老采空区抽采,达到了延长抽采井寿命的目的;但仍有部分采动区井在回采工作面推过井口后,煤气层抽采量迅速衰减至不产气,抽采寿命只包含两个阶段即卸压区抽采、新采空区抽采甚至仅卸压区抽采一个阶段。研究表明,优化后的大井眼钻井工艺及三开割缝套管井身结构设计对保持采动区井井身稳定,延长抽采寿命,保证采动区井产气运移通道畅通,提高抽采率起到了一定效果;采动区井煤气层抽采量和该井井筒位置至回风巷距离存在明显的负相关关系。岳城矿采动、采空区井基本不存在速敏效应,在井筒与裂隙带沟通良好的前提下,应选用大功率抽采设备抽采,可以有效扩展压降漏斗区域,其抽采影响半径水平方向可延伸至500 m以上。岳城矿地面采动区抽采取得了较好的效果,可在相似条件的煤矿区推广应用。