达深CP302开窗侧钻水平井钻井实践与认识

达深CP302井是大庆油田自主设计和施工的第一口深层小井眼欠平衡套管开窗侧钻水平井,该井集中了深井、小井眼井、欠平衡井、套管开窗及水平井的所有技术特点与难点。通过技术方案优化,确定了斜向器配合复式铣锥磨铣开窗方式,详细介绍了套管开窗侧钻技术和井眼轨迹控制技术。达深CP302井的钻探成功,取得了良好的经济效益和社会效益。     

物质平衡法在煤层气藏生产动态预测中的应用

针对煤层气井的生产特点,综合考虑煤层甲烷吸附/解吸特性、煤岩基质膨胀/收缩特性和储层有效应力的影响,通过引入等效半径模型,结合真实气体拟压力函数,建立了基于物质平衡法的压裂直井与水平井生产动态预测数学模型。实例计算结果表明:基于物质平衡法的压裂直井与水平井生产动态预测方法,能够利用少量现有数据完成生产动态预测,并对相对渗透率的变化趋势进行分析,可减少计算所需参数,降低计算量。通过对比煤层气压裂直井和水平井生产动态预测结果发现,在相同地质条件下,水平井的单井产能高于压裂直井(前者约为后者的2.3倍),且水平井的开采周期比压裂直井短。因此,在针对具体储层条件选择井型时,应在经济评价的基础上,综合分析两种井型的适用性,优选完井参数。      

海上高效侧钻小井眼水平井钻完井技术研究及应用

通过对常规侧钻小井眼方案的分析对比,结合钻机作业能力提出了高效侧钻小井眼水平井钻完井技术,包括小井眼水平井钻进、防砂方式优选、油水层的封隔等技术。通过在QHD32-6F平台4口调整井的钻完井实施证明,该技术能有效降低小尺寸套管侧钻井作业难度,大大降低了钻完井的综合成本,为海上钻完井提速增效发挥了重要作用。该技术具有很好的应用前景。     

川西地区水平井下套管复杂情况分析及改进措施

在钻完井过程中,水平井下套管至水平段遇阻卡情况普遍存在,极端情况甚至出现套管卡死的现象。川西地区地质情况较为复杂,水平井下套管难度大,复杂情况多。本文通过对多口典型井下套管遇阻情况和原因进行分析,得出套管遇阻卡情况主要分为：突然遇阻和阻力渐增导致阻卡两种情况,并针对这两种情况提出了相应的改进措施。     

水平井分段压裂技术在煤层气开发中的应用实践

为了满足煤层气地面快速、高效抽采的技术需求,水平井分段压裂技术逐步应用于煤层气开发工程实践中。通过对煤层气水平井分段压裂技术的适应性分析,并结合煤层气压裂大规模大排量的技术要求,针对不同地质条件和不同完井方式,提出了裸眼完井封隔器滑套分段压裂技术、非固井套管完井油管拖动油套同注水力喷射分段压裂技术和碎软低渗煤层顶板水平井可钻桥塞分段压裂技术,并进行了现场工程应用实践,取得了良好的产气效果,为同类条件下的煤层气水平井压裂增产改造提供了理论和实践依据。     

非承压含水层定水头抽水两区井流数值模型研究

为了揭示在非承压含水层中定水头抽水试验引起的达西-非达西两区流动机理,提出基于有限差分法的地下水定水头抽水井流数值模型。该模型根据抽水的流态特征将含水层分为2个区域：靠近抽水井的有限非达西渗流区域和远离抽水井的半无限达西渗流区域,其中非达西流区域流态的模拟基于Izbash方程实现。通过与COMSOL Multiphysics的有限元数值解进行比较,验证了所提出数值解的可靠性。最后,研究有限非达西流效应对水头和抽水井抽水速率的影响以及井内水头对抽水井抽水速率的影响。研究表明：在抽水试验中非达西区域的影响不可忽略,湍流会分别导致两区流中水头较纯非达西流和纯达西流的水头偏大和偏小,且随抽水时间的增加逐渐变大;通过减小抽水井井内水头或增大非达西系数可提高抽水速率,但该影响会随抽水时间的增加而逐渐减弱;断面流量随径向距离的增大而不断减小,断面流量与径向距离曲线下降速率不断减小,且在转换界面处会出现转折点。该模型为定量研究在非达西流和达西流耦合作用下抽水井附近的井流水头特征提供了一种简洁的方法,并为调查定水头抽水测试期间的抽水速率提供理论依据。     

煤层气储层伤害机理与水平井双层管柱筛管完井技术

煤储层具有高吸附性、低渗透性、易压缩与易破碎的特征,煤层气水平井钻完井过程中常常造成煤储层伤害,导致煤层渗透率和单井煤层气产量大幅度降低。通过实验分析,揭示水平井钻完井液中的固相颗粒、流体流动诱导产生的固相成分对煤储层微裂隙堵塞成因,阐明煤层气水平井钻完井中储层伤害的机理。在此基础上,提出水平井双层管柱筛管完井技术,分析其减轻煤储层伤害的机理,即通过冲管水力冲击作用消除水平井壁钻井液泥饼,清除井壁附近堵塞微裂隙煤粉,并在近井地带产生应力增渗作用。相对于煤层气常规的多分支水平井及分段压裂水平井,水平井双层管柱筛管完井的稳定日产气量、稳产周期均大幅提升。该技术在沁水盆地南部部分区域推广应用显示,3号煤层气井平均日产气量提升到20 000 m3,同时实现15号煤层气的开发突破,平均日产气量提升到10 000 m3以上。研究成果对于降低煤层气水平井钻完井过程中的储层伤害,提高煤层气井产量具有重要的理论和实践意义。      

渗透率各向异性储层中斜井倾斜引起的表皮效应

本文介绍的斜井表皮效应的解决方法及效果表明，若按以前对各向同性的设想，就会把正常沉积地层中，特别是垂向渗透率较低的层状储层中常见的各向异性的表皮因子绝对值估计得太大。本文给出了井斜引起的表皮效应与储层厚度、各向异性指数和井斜函数关系式及其图解。大斜度井的动态可近似地用一直井产量关系曲线去描述，而这种关系这种表皮效应而得以增强，其其实与井生产长度相同情况下，用众所周知的水平井产量公式所得结果毫无区别     

低渗透底水气藏压裂井见水时间预测模型改进研究

目前低渗透底水气藏压裂井见水时间预测模型考虑了压裂裂缝的导流能力,但忽略了近井区域气相非达西效应和地层表皮效应对计算模型的影响,导致见水时间的预测发生偏差。鉴于此,基于气相平面径向流和半球形向心流相结合的底水锥进模型,以渗流理论为基础,综合考虑气相非达西效应和地层表皮效应的影响,推导出低渗透底水气藏压裂井见水时间预测新模型。实例应用表明,本模型预测的见水时间更切合实际;压裂井可明显延缓底水锥进;气相非达西效应和地层表皮效应会加速底水锥进;随着裂缝半长与气藏打开程度的增大,压裂井见水时间呈现出先增大后减小的趋势,存在最优值。该研究成果为低渗透底水气藏压裂井见水时间的预测提供了理论依据。     

松软突出煤层地面U型井钻完井施工工艺研究——以西山煤田东于煤矿MJDH01-H井为例

U型井作为煤层气地面抽采水平井的一种,能够较大面积的揭露储层,增加产气量。以西山煤田东于煤矿地面煤层气抽采U型井MJDH01-H试验为例,研究了松软突出煤层U型井的井身结构设计、钻进工艺参数、钻孔轨迹控制、钻井液、煤层生产套管的加工及下入等施工的关键技术,为松软突出煤层地面U型井套管完井施工提供了技术借鉴。      

煤层气开发技术综述

目前国内外煤层气开发技术主要包括钻井技术(定向羽状分支水平井钻井技术和空气欠平衡钻井技术)、完井技术(裸眼洞穴完井和套管射孔压裂完井)以及排采技术(有杆抽油泵技术、螺杆泵技术和潜油电泵技术)。在国内煤层气研究开发中仍存在如基础研究薄弱,没有形成从钻井、完井、生产到集输一体化的煤层气生产规模,中央企业和地方企业之间的资料和技术不共享,设备利用率低等诸多问题。定向羽状水平井、空气钻井技术、洞穴完井技术和压裂技术是当前煤层气开发技术的发展趋势,但必须加以改进使之成为适宜中国煤层气储层条件的技术。     

延页平3井大偏移距水平井减阻降摩技术研究

减阻降摩技术是大偏移距水平井成功完钻的关键技术之一。通过对井眼轨迹参数优化,优选出具有低摩阻系数的井眼轨迹;建立摩阻/扭矩分析模型,分析了钻井液粘滞力和管柱屈曲对摩阻的影响,推导出摩阻/扭矩计算公式,提出了摩阻/扭矩预测的方法;采用低摩阻系数的油基钻井液,将摩阻系数降低了65.2%;采用漂浮下套管技术,极大地降低了下套管过程中的摩阻。延页平3井中成功应用上述技术,准确地预测了钻井过程的摩阻,解决了大偏移距水平井钻井过程中的托压问题,实现了套管一次性下放到位。延页平3井的应用表明：上述技术可以在大偏移距水平井中推广使用,并对国内其他地区大偏移距水平井施工有一定借鉴意义。     

低渗透油藏非达西渗流地层压力计算方法及分析

低渗透油藏非达西渗流时,地层的压力分布与常规达西流动情况下不同,储层存在压力波及不到的区域,难以有效动用。为此,基于渗流理论中质量守恒和动量守恒方程,建立了考虑启动压力梯度存在的新的不稳定渗流数学模型,推导出非达西径向流解析解和产能方程,形成了低渗透油藏新的地层压力计算方法,为低渗透储层的油藏评价和开发设计提供了理论依据。计算分析表明：低渗透油藏非达西流动下压力分布不同于以往有激励即有响应的达西流动情况,近井地带能量递减远快于常规油藏达西流动的情况,储层波及范围小,井筒外围有很大一部分面积的油藏没能有效动用。     

考虑低速非达西的第一类越流系统中承压完整井稳定流模型

基于忽略非线性段的存在启动压力梯度的非达西数学模型,采用数值差分法求解第一类越流系统中承压完整井非达西稳定流方程,并分析了抽水量、导水系数、越流系数及启动压力梯度对达西与非达西条件下的承压水头分布差异的影响。结果表明:考虑非达西流情况后,随距抽水井距离的增大,达西、非达西条件下的水头分布差异先增大后减小,在无穷远处趋于零。距抽水井较近时,抽水量、导水系数、越流系数及启动压力梯度对两种条件下的水头分布差异影响不大。随着远离抽水井,抽水量、导水系数及启动压力梯度越大或越流系数越小,两种条件下的水头分布差异越大。随着距离进一步增大,差异逐渐减小并趋于零。     

底水油藏水平井分段完井产能预测

在分析分段完井渗流机理的基础上,根据质量守恒原理及动量定理推导出了水平井分段完井井筒压降计算模型,并引入了一个修正的壁面摩擦系数,可以准确计算分段后各微元段的压降.针对底水油藏类型,根据势的叠加原理导出了单相原油三维稳态渗流的压力分布公式,再结合分段压降模型,建立了油藏渗流与井筒流动耦合产能预测模型.实例计算表明:用此...     

红河油田低压易漏地层水平段固井技术

为提高红河油田水平井固井质量,满足后期分段压裂需求,对红河油田水平井固井技术进行了研究。针对红河油田水平段固井技术难点,通过室内和现场试验,优选出了GSJ水泥浆体系,基于实测地层压力与地层破裂压力,进行平衡压力固井设计确定了环空浆体结构,为提高顶替效率,优化了扶正器类型与加放位置,专业软件模拟表明套管居中度＞73%,良好的井眼准备和套管漂浮措施确保了管柱的顺利下入;加长胶塞、树脂滚轮刚性旋流扶正器和关井阀等附件的使用,保证了固井质量。现场应用53口水平井,水泥浆全部返至地面,CBL测井结果表明,固井优良率达81.13%。该固井技术成功应用于红河油田水平井中,保证了固井质量,满足了后期分段压裂的需要。     

渤海油田大位移井下套管设计难点及对策研究

渤海油田大位移井套管下入困难的问题亟待解决。本文以渤海油田一口大位移水平井A井为例,从设计的角度分析了该井φ244.5 mm套管下放技术难点,并利用LANDMARK软件对影响套管下放的因素进行了分析,结果表明,轨道造斜点的提高、表层套管下深的增加、超大稳斜角条件下套管磅级的减轻、摩阻系数的降低、漂浮段长的增加均能减小套管下放的摩擦力,提高套管下放悬重。通过逐一优选A井轨道造斜点、表层套管下深、套管磅级、摩阻系数、漂浮段长,最终设计A井φ244.5 mm套管采用漂浮法下入,漂浮段长1200 m,预测套管下放到位的悬重与实测值的相对误差为6.34%,在工程误差允许范围内。制定了渤海油田大位移井下套管设计流程,设计过程中,应综合考虑轨道造斜点、表层套管下深、套管磅级、摩阻系数、漂浮段长对套管下放悬重的影响,优选最优方案,确保套管顺利下放。     

承压含水层中非完整井附近“非达西-达西”两区渗流模型近似解析解

抽水井附近由于流速过快往往发生非达西流,而远离抽水井随着流速下降又变为达西流.为了描述这些特征,建立了承压含水层中非完整井附近“非达西-达西”两区渗流模型,即距离抽水井较近的区域由于流速较快假设发生非达西渗流,并利用Izbash公式刻画,而距离抽水井较远由于流速较慢假设仍然满足达西定律,含水层中垂向流速较小也利用达西定律描述.通过线性化近似方法结合Laplace变换和有限Fourier余弦变换对模型进行了求解,分析探讨了该两区模型下水位降深曲线特征.结果表明:抽水初期,非达西渗流区域水位降深与全非达西渗流模型结果吻合,而抽水后期两区模型非达西渗流区域的水位降深与全达西模型水位降深基本一致,但大于全非达西渗流模型的水位降深;抽水初期,两区模型中达西渗流区域的水位降深比全达西渗流模型结果大,但比全非达西渗流模型结果小;对不同时间的水位降深随井距变化曲线分析发现非达西渗流区域水位降深随Izbash公式中的幂指数n增大而减小,而在达西渗流区域水位降深基本不受n值的影响.研究成果对非完整井抽水试验参数反演具有重要理论意义.      

高含硫气藏非稳态水平井产量预测模型研究

元素硫从含硫天然气中析出沉降会影响流体流动,常规的水平井产量预测模型无法用于高含硫气藏水平井非稳态产量预测。本文基于非稳态椭圆流理论,耦合基质内的椭圆流动和裂缝内的非达西流动,考虑元素硫沉积及缝间干扰效应的影响,建立了适用于酸化水平井与酸压水平井的非稳态产量预测模型。分析了硫沉积对渗透率、孔隙度的影响,计算了不同裂缝参数对产能的影响,该模型适用于变井底流压生产条件。计算结果表明：科学准确的元素硫溶解度模型能较好地预测高含硫气藏水平井产量。酸压改造后缝间干扰现象会降低气井产能,且随着时间逐渐增强。硫沉积会降低储层渗透率和孔隙度,使得产量下降。增大裂缝导流能力,增加裂缝半长或者裂缝数量都能有效提高水平井产量,与裂缝导流能力相比,裂缝半长和裂缝数量对产量的影响更大。     

钻井高风险区域试用三级井身结构水平井的构想

针对2017年锦58井区钻井高风险区域漏塌复杂严重及前期油气田使用4 in裸眼预置管柱完井后期治理存在困难等问题,通过室内研究、国内外致密气钻完井技术现状调研及已钻井施工经验总结分析,认为：（1）锦58井区存在窄负安全密度窗口,改变井身结构,实现漏塌分治是现有技术装备条件下经济提速的有效方法;（2）采用悬挂5 in尾管不固井完井,利于气田后期综合治理、储层保护及水平井产能的有效释放。基于以上认识结合环保监测井的客观情况,提出适合锦58井区的井身结构及完井方式,并给出了配套的优快钻完井方案,该构想对推进杭锦旗快速效益上产具有一定的意义。