Completion and stimulation trends in North American unconventional plays and resulting impact on well productivity

过去十年,非常规油气勘探开发在全球范围内大幅扩张。水平钻井和多级水力压裂技术也在不断地发展和创新,使得超长水平井成为可能。同时,因为压裂强度不断增加,作业者可以最大限度地提高储层接触面积和对储层的改造体积 （SRV）。然而,完井优化方面的挑战仍然存在,作业者持续不断地尝试和试验各种完井与增产参数组合,以确保非常规油气藏开发的经济可行性。优选最佳的完井与增产参数组合是一项非常关键的任务,应结合油气田的具体储层特征进行优化。本文总结了2014—2020年间北美9个主要非常规油气藏的压裂增产趋势,包括Marcellus, Haynesville, Barnett, Utica, Bone Spring, Bakken, Wolfcamp Midland, Eagle Ford, Scoop/Stack。分析了各油气田几个关键的完井和增产参数的整体趋势,同时还评估了单个参数（如水平段压裂长度、支撑剂强度、段间距等）对井产能的影响。然后对比分析相应的初始井产量（90 天平均初始产量）,评估各个参数对产能的影响,从而确定每个完井参数的最佳范围,以实现产能最优化。     

环江油田巴19区块长7段钙夹层评价与大斜度井分段压裂优化

为实现最大化油藏接触,提高油藏产出水平,长庆环江油田巴19区块长7油藏采用大斜度井开发方式。在初期压裂改造中,由于忽视了层内钙质夹层对压裂缝高的影响,导致实际裂缝的几何形态与设计产生巨大偏差,出现了邻井裂缝串通及生产高含水等问题。本文通过研究油藏剖面测井特征,在细分层位基础上分析纵向应力分布,研究“复合层效应”影响裂缝缝高延伸的关键因素,优化了分段压裂方案,获得了更好的水力裂缝几何形态和尺寸。技术调整后现场压裂工艺质量获得提高,长7段油藏压裂改造质量优良率100%,大大提高了该区块的开发水平。     

基于紧密堆积理论的低密度固井水泥浆设计

合理的颗粒级配是提高固井水泥环内部密实度、早期力学强度和界面胶结能力的关键。基于此,本文从几种典型的连续颗粒级配的紧密堆积理论中优选出DFE进行固井水泥浆体系设计,并通过大量实验首次确定了适宜G级油井水泥基深水固井水泥浆体系设计的n值最优范围：0.33~0.40。结合激光粒度分析仪实测结果,在粒径≤3.38 μm、3.38~70.70 μm、≥70.70 μm三个范围内依次采用纳米CaCO₃（nano CaCO₃,以下简称“NC”）、G级油井水泥和漂珠,并按DFE（n=0.33~0.40）体积分布曲线进行混配。在此基础上,提出一种密度为1.50 g/cm³的低成本低温早强三元固相级配水泥浆体系,并与漂珠二元固相水泥浆体系和NC二元固相水泥浆体系的性能进行对比。研究结果表明：该三元体系水泥石的抗压强度、抗折强度和二界面胶结强度相比于漂珠二元体系和NC二元体系分别提高了7%~21.1%、13.4%~51.9%和41.4%~122.2%。三元体系的固井水泥石在垂向上的最大密度差为0.022 g/cm³。基于DFE设计的三元体系具有良好的流变性、稳定性和力学性能。DFE对于多元固井水泥浆体系的设计和应用具有一定的指导意义,在保证低密度的前提下能够有效地提高固井水泥石的早期强度和综合性能。     

利用环空压力测试数据评价高温高压气井固井水泥环的密封完整性

目前,高温高压气井在生产期间环空异常带压现象频发,气井环空异常带压表明井内出现窜漏,其完整性受到削弱,将影响气井安全生产。气井环空异常带压的根本原因是井屏障部件受损。通过对异常环空压力进行现场诊断测试,根据测试数据评估各个环空的窜漏程度,为环空异常带压潜在风险控制措施的制定提供指导。首先,分析了气井环空带压的5种模式,并基于气液多相流和达西渗流理论,建立了水泥返至井口和未返至井口2种环空介质条件下气体渗流数学模型。结合实例井不同环空压力诊断测试数据,评估了固井水泥环的密封完整性。该方法可通过反向拟合现场实测压力数据,预测各环空压力的变化趋势,并评估固井水泥环的整体泄漏程度,可用于指导固井工程设计及现场作业。     

海域非成岩天然气水合物储层改造方法分析

天然气水合物是未来重要的战略开采资源,受到了世界各国的广泛关注,因此对海底天然气水合物进行大规模开采成为必然。目前,海底天然气水合物开采还处于试采阶段,到目前为止还未形成成熟的开采方式。本文从人们所担心的海域天然气水合物开采过程中因储层非成岩可能出现的海底水合物大规模气化、破坏海洋生态环境、产生海底地质灾害等问题出发,对海域天然气水合物开采的安全性进行了分析。同时调研了当前世界各国海域天然气水合物试采现状,指出了进行储层改造是海域天然气水合物未来进行大规模开采的必由之路。探讨分析了采用水力喷射微小井眼技术边钻进水平井边喷射改进发泡水泥浆以进行储层改造的可行性,可为我国水合物商业化开采提供借鉴。     

地热井暂堵型水泥基透水材料的试验研究

地热开采过程中,考虑到水源补给,地热井一般布置在破碎带或构造带上,在钻井过程中利用水泥进行堵漏,但在钻井完毕后为提高产能必须进行解堵。而常规水泥在对地层封堵后需要恢复储层渗透性时,只能通过采取酸化解堵措施,且解堵恢复能力差。如果利用地热开发过程中的温度变化制得可降解暂堵水泥体系,简化地热资源的勘探开发过程,有利于降低钻井成本和风险。本文利用G级油井水泥、砂石、增强剂和水溶性纤维制备温敏型暂堵高透水水泥基材料。通过测试材料的抗压强度、孔隙度、密度、凝结时间,以评价其降解效果及基本性能。结果显示,水溶性纤维的加入使水泥抗压强度明显降低,而增强剂可以稍微改善这一缺陷,90 ℃水浴养护后孔隙度明显高于对照组,并且随着时间的推移,孔隙度不断提升,为水泥基暂堵透水材料成功研制奠定了基础,增强剂和纤维都会减少水泥的凝结时间,纤维降低凝结时间的效果更为明显。该材料的研制将简化地热资源的勘探开发过程,有利于降低钻井成本和风险。     

四川沐川大口径地质调查井（川沐地2井）钻探施工技术

大口径页岩气地质调查井（川沐地2井）部署在四川盆地西南缘五指山—天宫堂构造带建全—龙华复向斜的核部,设计井深2500 m,完钻井深2406.00 m。钻探目的是主探须家河组陆相页岩气,兼探雷口坡组常规气。本文介绍了川沐地2井的钻探施工情况,针对侏罗系易垮塌的泥岩和三叠系可钻性差的砂岩,开展了高效提速复合钻进、复杂地层钻井液、下套管固井工艺等应用研究,解决了垮塌段下套管固井难题,提高了钻探效率,建成了一口可供地层含气性测试的合格井,获取了岩心等实物资料,查明了该井区的地层层序,在三叠系须家河组—雷口坡组钻遇37层油气显示,实现了钻探目的及油气发现,为页岩气地质调查评价奠定了基础,对巩固乌蒙山区脱贫攻坚成果具有重要意义。     

新年“礼包”送农家

1月2日,对于南乐县寺庄乡东寺庄村的韩德锋来说,是一个开心的日子,因为他收到了近德固国土资源所送上门的"大礼包"。"大礼包"源于去年年底的一次所务会议。近德固国土资源所副所长李桂强说:"最近,大家为了农村土地确权登记发证工作辛苦了。我有个建议,我们为什么不趁这个机会大力宣传咱们国土部门的法律法规呢?"一句话,点燃了大家的热情。他们把近年来所有的宣传资料进行了收集,在协同勘测队工作之余,发到每家每户,接受咨询,现场受理,     

基于孔压监测的强夯置换和砂井-强夯处理饱和软土地基试验研究

在青岛某饱和软土场区采用强夯置换和砂井-强夯2种不同方案进行试夯试验。在试验区距夯点不同距离、不同深度的土层中埋设孔隙水压力计,通过观测,分析试夯过程中超孔隙水压力的变化规律,得出以下结论:2 000~2 500kN·m夯击能作用下,点夯试验最佳夯击数为强夯置换14击、砂井强夯16击,且2种方案强夯有效加固深度均可达6m;强夯置换区块距离夯点越近,超孔隙水压力累积幅值越大,而砂井-强夯区块这一趋势则不明显;砂井-强夯区块较强夯置换区快地基具有更好的均匀性,但其夯后超孔隙水压力消散速度比后者慢;孔压监测是确定强夯参数,了解加固深度,评价加固效果的有效手段。     

一种混合编程的地固系与空固系坐标变换方法

针对卫星精密定轨中常用的地固系与空固系坐标转换的程序实现问题,该文研究了IERS 2010规范对坐标系转换的定义和步骤,提出了基于C和FORTRAN混合编程技术的程序实现方法:将IAU2006提供的C版本的SOFA天文计算程序和IERS2010规范提供的FORTRAN版本的海潮改正程序制作成静态链接库,并对FORTRAN程序按照C语言的标准进行接口声明,最后使用C语言编写主程序调用静态库实现了坐标变换。实验结果表明,提出的混合编程技术具有实际应用价值和跨平台跨系统的优势,易于推广。