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1保护储层技术总论

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保护 技术 总论
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第一章 油气层损害与保护技术总论张 浩成都理工大学 /能源学院2010年 3月手机: 13688056682邮箱: 14849961一、背景资料 我国大规模的储层保护技术研究始于“七五” 国家项目“保护油层的钻井完井技术”。当时的西南石油学院作为牵头单位,全面参加了五个油田各个技术环节的科技攻关 联合国援助中国能源发展项目: 88/051, 开发计划署( 资助 126万美元, 000万元人民币 井完井技术中心” , 1989年 成为其专业技术中心之一 目的:面向全国油田提供储层保护与完井工程技术支撑油井完井技术中心大楼on 8- 051)储层保护技术的任务和作用 在科学技术领域涉任务及—— 地层损害机理—— 储层保护技术—— 完井工程技术 兼顾三大职能—— 科学研究基地—— 技术服务中心—— 技术培训中心任务和作用“油气藏地质及开发工程国家重点实验室”硬件设施 有 3800米 2专用实验和办公楼 , 固定资产近千万元 有一批根据特殊需要自制的仪器设备 具有在储层保护 、 完井工程 、 欠平衡钻井等方面进行攻关的良好物质基础激光粒度仪川大、完井中心 )垂置毛细管自吸实验装置(油井完井技术中心自制)水相圈闭损害实验评价装置 油压泵 岩心夹持器 显微镜支架 计算机 图像显示及 数据采集系统 显微镜物镜 摄像系统 系统组成:加压系统 — 图像观测系统 — 图像传输及数据采集系统加载岩石微观图像分析系统型多功能组合损害评价在原钻井液中加入酸溶性和惰性防漏堵漏材料组合,评价封堵带强度和酸溶助排恢复率“油气藏地质及开发工程国家重点实验室”能源学院储层保护专家 周文 /教授 ( 博导 ) , 在非常规储层工程地质特征 、 裂缝综合评价技术等方面具有深入的研究经历; 伊向艺 /教授 ( 博导 ) , 在煤气藏 、 碳酸盐岩油气藏压裂液保护与改造技术方面具有丰富的实践经验; 向阳 /教授 , 在储层物性实验研究方面做出了创新性的贡献 , 特殊渗流 、产能模拟 、 加围压孔隙结构实验 分析; 张浩 /副教授 , 西南石油大学油井完井技术中心博士研究生毕业 , 具有在非常规油气储层保护实验研究 、 机理分析和现场实践的丰富背景 。二、保护储层技术概况—— 储层损害概念—— 技术发展历程—— 技术系统内容—— 十项技术原则保护对象: 储层基块部分 — 岩石骨架、储渗空间微裂缝系统地层损害与对储层质量的影响1 储层损害机理储层(地层)损害的定义在油气钻井、完井、生产、增产改造等过程中的每一个作业环节,发生流体产出或注入能力显著下降的现象或作用国外研究历程(四个阶段)60年代前的起步阶段-发现水敏损害现象 933)实验发现 一致 945)发现 不一样,受粘土含量,尤其是蒙脱石含量控制 et 959)基于淡水与粘土矿物作用后造成地层渗透率下降的现象,提出 地层损害 的概念( 并初步提出了如何恢复淡水损害的渗透性,防止淡水与粘土作用国外研究历程60年代奠基阶段 运移机制 提出诊断水敏性的配套分析技术,包括流动实验、膨胀实验、显微镜观察粘土矿物分布 965)数百块岩心实验未能建立蒙脱石与水敏损害程度的关系, 表明粘土膨胀不是产生水敏的主要原因 965)揭示不含膨胀性粘土的地层也照样会发生损害,且还会由 外研究历程70年代明朗化阶段 974) ,1977) , J. W. 1977), 977),978), 980)应用扫描电镜研究粘土矿物的产状 ,进一步明确微粒分散 /运移的普遍性 978)实验直观显示微粒移位(脱落)、运移、沉积、堵塞过程,理论阐明机理 控制微粒运移是有商业前景的技术:研制粘土稳定剂土包被剂、聚合物、石油重质组分 1974年始, 观念更新:从损害后补救转变为 预防损害 为主国外研究历程80年代后全面发展阶段 实验技术:薄片分析、 描电镜、背散射技术( 高分辨率透射电镜环境扫描电镜、原子力显微镜( 损害机理:分散 /运移、结构膨胀、云母蚀变、差异溶解、微结构破坏 诊断与控制技术:暂堵概念和技术、粘土稳定剂、欠平衡钻井、人造油基泥浆等技术 技术观点:井壁稳定与油气层保护统一,保护与改造相统一,多学科合作 1996年 欧洲举办了 地层损害专题会议我国的研究历程 50年代川中会战,提出钻井液 密度 不宜过高 60年代 大庆会战 ,严格要求打开油气层钻井液的密度和滤失量 70年代,长庆油田 开始进行岩心分析和敏感性实验 ,仪器限制深入有困难 80年代,“七五”国家重点科技攻关, 80年代末 井完井技术中心油气层损害机理 润湿性改变 水锁 凝析液锁 液相圈闭(水,油) 气锥或水锥 毛管压力的改变 乳状液堵塞 粘土膨胀 微粒运移 云母解体 无机垢 注CO 2 导致的无机垢 酸化引起的二次沉淀 碳酸盐溶解 — 沉淀 酸渣 有机垢 — 石蜡,沥青沉积 外来固相的堵塞 油气层固相物堵塞,出砂 细菌损害 应力损害 热力损害地层损害延缓资金偿还钻井 完井 增产 生产损害未损害地层 损害加快产量递减保护储集层技术重要性 及时发现 油气层 — 荣兴屯油田,大港千米桥 准确评价 油气层 — 华北油田岔 27井 提高初始产量 — 夏子街油田、温米 提高增产措施成功率 — 川西致密砂岩气藏 提高原油最终采收率 — 辽河沈 95块 最大限度利用油气资源 — 非常规油气资源 少投入,多产出,显著提高经济效益2 保护储层技术保护储层技术的特点 跨越多学科、多专业,贯穿油气生产全过程 具有很强的针对性 —— 地质对象和作业过程 讲究研究方法三结合:宏观与微观,机理研究与应用技术,室内与现场保护储集层技术 — 研究思路从储集层特性分析入手,找出潜在损害因素,以室内敏感性实验和模拟实验为基本依据,综合分析现场作业、生产资料和测井、测试数据,进行全面调查研究,诊断 损害机理 ,用系统工程和最优化的方法来制定施工设计,并指导施工作业。储层保护研究储层描述及潜在损害评价储层损害现状和作业史调查储层损害室内评价储层损害机理与综合诊断储层保护工程技术储层保护现场试验储层损害与经济评价防止储层损害的技术措施试井评价测井评价生产动态保护技术推广应用组织管理与监督储层保护研究路线保护储集层技术 — 系统工程 贯穿于认识油气藏、保护油气藏、开发油气藏和改造油气藏过程 储层损害过程是一个系统 —— 储集层伤害源系统 包含储层损害的诊断、预防、处理、改造 各个作业环节都存在损害可能,各个作业环节的保护技术要前后照应,做到整体优化 需要综合考虑技术进步 — 经济效益 — 环境保护的统筹安排保护储集层技术 — 主要内容 油气藏工程地质描述和岩心分析 油气层损害的室内评价 损害机理诊断(潜在或已经发生) 保护油气层钻井技术 保护油气层固井技术 保护油气层完井、投产技术 油气田开发生产中的保护技术 油气层损害的矿场评价技术 油气层损害诊断与控制的软件系统油气藏工程地质描述和岩心分析 资料收集、岩心观察 — 宏观描述,裂缝 普通岩心分析 — 孔隙度、渗透率、饱和度、薄片分析、 化学分析、能谱 /电子探针、压汞毛管压力曲线测定 流体性质 目的 — 物性、孔喉结构和矿物 内部环境和外部环境 潜在损害问题分析和预测岩心分析、测井评价技术能谱电镜岩矿定性组份、微观结构、液体作用动态变化土矿物、晶体结构动态变化图像分析仪岩矿组份、结构、孔喉结构、成岩作用测井分析岩性、物性、地层流体、裂缝性岩心分析揭示的内容及所用的方法内 容 方 法常规条件总孔隙度、连通孔隙度气测法、煤矿油饱和法孔隙度仪孔隙度模拟围压 总孔隙度 C M 00 全自动岩心分析仪渗透率空气渗透率、煤油渗透率、地层水渗透率;水平渗透率、垂直渗透率、径向渗透率、全直径岩心渗透率;模拟围压渗透率渗透率仪C M 00 全自动岩心分析仪比表面 压汞或等温吸附法相渗透率 气 - 水、油 - 气、气 - 油 - 水 稳态法、不稳态法常规物性润湿性 油湿、水湿、中间润湿接触角测量、阿莫特 (自吸人)法、离心机法毛管压力曲线测定孔隙 - 喉道类型、大小、形态、连通性、分布铸体薄片、图象分析、 、 X 射线、 描、 N M 小、分布压汞法、离心机法毛管压力曲线测定粒度大小、分布 筛析法、薄片粒度图象分析骨架颗粒石英、长石岩屑、云母接触关系、成分、含量、成岩变化铸体薄片、阴极发光、 X R D 全岩分析、红外光谱产状 铸体薄片、 粘土矿物类型、成分、含量铸体薄片、 X R D 、红外光谱、沉降分离法、电子探针或能谱产状 岩石薄片、 岩石结构与矿物填隙物 非粘土矿物 类型、成分、含量薄片染色、 X R D 全岩分析、红外光谱、碳酸盐含量测定油气层损害的室内评价 静态、动态敏感性实验 — 油(水) 速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感 正反向流动实验 体积流量评价 系列流体渗透率评价 酸液评价 润湿性评价 相对渗透率 离心机法毛管压力曲线快速评价300岩芯的孔、渗、饱、孔-渗交汇图与应力敏感性离心机与压汞岩芯的毛管压力曲线与孔径分布曲线全尺寸岩芯测试裂缝-孔隙双重介质裂缝分析开度、导流能力、应力敏感性、渗透率贡献裂缝分析开度、导流能力、应力敏感性、渗透率贡献速敏实验曲线ÍÍ 1 ±Í3 ÍÍ°ÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍé Íú Íͨm l / m i n )ÍÍÍÍÍÍͨ10® ºÅ £º ±¦3 ¾®ÑÒ ÐÄ ºÅ £º B 3 - 1 9K¡Ø=0 1 - 4 # ÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍé Íú 000 3000 4000 5000 6000ÍÍÍÍͨ p s i )ÍÍÍÍÍÍͨ10力敏感实验曲线高温高压 钻井 完井液评价技术损 害 机 理 诊 断(潜在或已经发生) 岩心组成、结构、物性分析、潜在问题 作业环节、施工条件、工作流体性质调查 中途测试、测井、完井测试(试油)分析 模拟实际工况下流体 — 岩石相互作用 实验岩心的代表性 损害机理油气层损害类型及其分布结构大 类 亚 类 三 级 四 级 作业环节微粒运移钻完井液固相固相侵入注入流体固相水基工作液油基工作液相圈闭泡沫状油钻井完井、 增产改造、修井、注水注气、 井钻井射孔损害 压实损害 射孔完井剪切膨胀机械作用应力损害地层压实钻井、油气 生产敏感性损害粘土矿物损害非粘土矿物损害岩石—外来流体不配伍处理剂吸附 聚合物、阴离子有机垢沉积 石蜡、沥青沉积无机垢沉积盐类沉积、水合物、类金刚石物地层流体—外来流体不配伍乳状液堵塞化学作用润湿性反转钻井完井、 增产改造、修井、注水注气、 程为主矿物溶解矿物转化热力作用润湿性变化热力采油为主钻井过程中的损害损害类型 固相颗粒侵入 粘土矿物水化、去水化 — 水敏、盐敏、碱敏 毛细管作用 — 水锁、乳化堵塞、润湿反转 化学沉淀 微粒运移 处理剂吸附 井漏、井塌影响损害的工艺因素 压差 P 浸泡时间 环空流速和流态 泥浆体系及性能 —固相含量粒子级配液相与地层流体配伍性液相与储层岩石配伍性处理剂性质保护油气层钻井技术 选用与油气层相配伍的钻井液—— 水基、油基、气体类, 采用屏蔽式暂堵技术 降低压差,实现近平衡钻井 缩短浸泡时间 搞好中途测试 防止井喷、井漏、井塌等复杂情况屏蔽式暂堵创新技术思路基本设想 :通过研究固相微粒对储层孔喉的堵塞规律,打开储层时, 人为控制 ,使固相微粒在井壁上快速、浅层、有效地形成一个致密堵塞带,就可能防止储层的进一步损害 快速-几分钟到十几分钟内形成 浅层-堵塞深度在 10厘米以内 有效-堵塞带渗透率极低,甚至为零屏蔽式暂堵创新技术思路预期结果: 阻止泥浆对油层的继续损害,消除浸泡时间的影响,并消除水泥浆的损害解除措施: 损害带很薄,可通过射孔解除最终目的: 损害带的渗透率随温度和压力的增加而进一步减小,从而把造成地层损害的两个无法消除的因素: 正压差和固相粒子 ,转换成实现这一技术的 必要条件和有利因素 ,从理论上就能够解决这个国内外一直未能解决的难题前提条件 —— 把井打成的基本要求—— 泥浆中固相粒子不可消除—— 对地层正压差不可避免—— 对地层的损害堵塞客观存在必须 接受前提条件, 必须 从现实出发,保护技术才能与钻井、泥浆工艺相容,才可能有推广价值和应用前景屏蔽式暂堵技术思想指导作用 从理论到实用配套技术系列化 大面积推广应用,经受了实践的检验 思想核心:使工作液中的固相粒子与储渗介质渗流通道的尺寸相匹配,快速、浅层、高效地形成渗透率为零的致密、高强度屏蔽环 提供新理念,形成新技术,取得新进展固井作业中的损害 固井质量问题—— 油气水层相互干扰和窜流—— 注入流体在各层中窜流—— 油气窜入非产层 固相侵入 液相侵入:无机垢、碱敏 水泥浆过早固结,井漏保护油气层固井技术 提高固井质量—— 改善水泥浆性能—— 选用合理密度,控制压差,防油气侵和井漏—— 提高顶替效率—— 防水泥浆失重引起环空窜流 降低水泥浆滤失量 钻井采用屏蔽式暂堵技术保护油气层完井技术 完井方式—— 射孔完井—— 裸眼完成—— 割缝衬管—— 砾石充填 油气藏地质特性 工程措施及开发要求保护油气层的射孔完井技术损 害 因 素 成孔过程损害—— 固相堵塞 射孔参数不合理 射孔压差不当—— 压持效应 射孔液损害保 护 技 术 负压差射孔,确定合理负压值 配伍的优质射孔液 射孔参数优化设计 与屏蔽式暂堵技术配套实施试油保护技术损害表现 频繁起下管柱,增加压井机会 工序配合不紧凑,延长压井时间 压井液性能不良保护技术 采用多功能管柱— 射孔和测试联作— 射孔和有杆泵生产联作 各工序配合紧凑,缩短压井等候时间 采用优质压井液保护油气层酸化技术损 害 方 式 酸渣生成 水敏 溶解胶结物,出砂 微粒运移 液锁 H)3, 二次沉淀 前置液损害 外加剂损害 固相侵入保 护 措 施 抗酸渣剂、前置液 控制滤失,加粘土稳定剂 优选配方 控制注入排量和反排速度 防乳化 预处理,铁螯合剂 预处理 配伍性,加互溶剂 筛选处理剂 工作液严格过滤保护油气层压裂技术损害方式 液锁 压裂液残渣 水敏 乳化 固相侵入保 护 措 施 降低油水界面张力,注气,热处理 控制滤失,促进返排 优选压裂液 加粘土稳定剂 防乳化剂 严格过滤开发生产中的损害特点 油气藏动态性 — 流体、物性、岩性、应力 损害周期长 —— 可达油气田整个生命期 损害范围大 —— 井间任何部位 损害复杂性 —— 设备多、工艺流程长 损害叠加性 —— 系列过程损害叠加 损害累积性 —— 使某些微弱的损害强化开发生产中的保护技术 注水过程中的保护技术 混相驱过程中的保护技术 注蒸汽过程中的保护技术 聚合物驱过程中的保护技术 采油(气)过程中的保护技术注水地层损害的类型及原因损害类型 原因 损害程度外来颗粒堵塞 悬浮物含量过高 ****次生颗粒堵塞 腐蚀产物、有机垢、无机垢 **细菌堵塞 细菌及其代谢产物 ***粘土膨胀 注入水与地层岩石不配伍(如淡水) ****微粒运移 注水压力波动、流速过高 ***胶结颗粒扩散、溶解乳化堵塞 /水锁 表面活性剂、粘性流体侵入 ***润湿反转 表面活性剂 **出砂 *油气层损害的矿场评价技术 目 的—— 评价损害程度—— 求取有效渗透率 应 用 方 面—— 及时发现—— 正确评价—— 判定损害原因和作业环节—— 为解除损害提供依据井筒附近侵入带油气层损害的矿场评价技术试井评价 试井资料分析—— 常规试井—— 现代试井 产量递减分析 注入能力递减分析 表皮系数测井评价 时间推移测井 深浅双测向测井和微球形聚焦测井? 固相侵入、液相侵入、孔隙度、渗透率表皮系数 —— 地层渗透率 损害带渗透率— 损害带半径 井眼半径S=( K/1) rs/皮系数( S)油气藏类型 损 害 自然状态 强 化孔隙性均质 0 0  0裂缝性非均质 3  — 2 2— 10  10轻微 较严重 严重油气层损害诊断与控制的软件系统 保护油气层技术数据库 敏感性预测软件 实验结果处理软件 损害模拟软件 伤害源分析系统 工作液设计软件 试井分析集成软件 优化射孔软件 直井、水平井产能预测软件 欠平衡钻井设计软件十项原则 ——( 1) 以经济效益为中心 , 以提高油气产能和采收率为目标( 2) 技术进步 、 经济效益和环境保护要统筹考虑( 3) 应有利于油气层的及时发现 、 准确评价 、 高效开发( 4) 立足以预防损害为主 , 解除损害为辅( 5) 各作业环节的保护技术要前后照应 , 做到系统整体优化十项原则 ——( 6)在保护中开发油气藏,在开发中保护油气藏( 7)不该进入储层的工作液要尽量避免进入,至少要少进入( 8)凡进入储层的固相和液相都能够通过物理、化学和生物化学方法予以解除( 9)不可避免要进入的工作液,应该与油气层配伍,且不含固相( 10)力争减少井下事故,避免各种复杂情况发生,否则前功尽弃三 油气层系列保护技术 研究手段和评价技术系列 专用配套实验装备系列 针对不同地质对象的保护技术系列 不同井别及作业环节的保护技术系列 专用油田化学处理剂及材料的系列化 科学研究、技术开发、现代岩心分析技术 油气藏工程地质特征描述及潜在损害分析技术 储层物性及敏感性矿物预测技术 井筒附近原地裂缝参数预测技术 储层敏感性及工作液损害实验评价技术 油气层损害机理综合诊断技术 引进与自行研制相结合,通用设备与专用设备相配套,装备了现代化实验室 利用 激光粒度仪,旋转粘度计 自行研制 — 尺寸 心造缝装置,多点长岩心夹持器,光电三维面形测试仪,欠平衡钻井模拟装置,酸解堵评价仪 中低渗透薄砂岩油气层保护技术 高渗透疏松砂岩油气层保护技术 裂缝性致密砂岩气层保护技术 低压(负压)油气层保护技术 异常高压多压力系统油气层保护技术 裂缝性碳酸盐岩(岩浆岩、变质岩)油气层保护技术 深井 稠油油层保护技术 长井段多套储层保护技术 探井油气层保护技术 评价井、开发井油气层保护技术 加密调整井油气层保护技术 定向井(水平井)保护油气层钻井完井技术 水基屏蔽式暂堵钻井完井液技术 固井技术、优化射孔技术、防砂完井技术 完井方法优化设计 复杂地质及特殊工艺条件下的新型完井技术 低压头 — 欠平衡钻井技术 打开油气层专用工作流体(完井液、压井液、射孔液、修井液、气基、水基、泡沫)技术 保护油气层酸化、水力压裂技术 注水及 暂堵剂 —— 不同粒级的酸溶、油溶、水溶系列 封堵剂 —— 不同软化点的低荧光、无荧光系列 架接剂 —— 不同材质的规则形态、纤维状粒子系列 粘土稳定剂和防膨剂 —— 有机、无机、术研发、服务和培训一体化 科学研究 —— 基础研究方向,超前储备,高层次人才梯队,稳定的队伍,与重点实验室结合 技术开发 —— 实现技术转化 技术服务 —— 面向全国陆上石油、海洋、地矿系统 技术培训 —— 构建大规模技术培训体系,方法、师资、大纲、教材、质量监控、反馈调查四、 应用基础和新技术研究1 应用基础研究 粘土矿物和泥页岩力学 — 化学耦合行为研究 复杂储渗介质储层损害机理研究 岩石力学及石油工程地球物理响应研究 泡沫流体和多相流基础研究 混合流体在井壁岩石介质内的传递现象研究 应用计算力学与地层损害数学模拟研究关于损害机理研究的问题 环境因素 , 如时间 t、 温度 T、 压力 t 开发过程损害的累积性和叠加性均是时间的反映 , 所以损害的反应动力学过程及模拟研究将是一个重要发展方向 温度效应在深井超深井作业和注蒸汽稠油开采中显得特别突出 , 已经提出温度敏感性概念 , 研制了评价装置 研究裂缝闭合的力学 — 化学耦合机制对于预测裂缝性油气藏生产动态有重要意义 对于两个端元 , 如非常规气藏 ( 致密砂岩气层 、 煤岩气藏 、泥页岩气层 、 气水合物 ) 和浅层疏松砂岩气层及疏松砂岩稠油油层的损害特点知之不多2 缝性低渗 — 致密油气藏保护技术 井壁附近裂缝宽度预测技术 —— 4种方法 敏感性及工作液损害评价技术 —— 专用设备 裂缝渗流规律、损害机理、堵塞模型 计算机模拟 —— 裂缝架桥规律 新型处理剂 —— 非规则形态粒子(如纤维) 新型钻井完井液 —— 川西成功应用,产量提高 1倍 提出新的技术观点 —— 井油气层保护技术 综合地质预测技术:地震、测井、沉积、成岩作用、岩石力学 提出了“广谱屏蔽”新概念 形成广谱屏蔽保护工作液技术 研制了无荧光变形填充粒子 向井水平井保护技术 储层暴露时间长,损害机会增加 反排压差小,储层应力敏感性,裸眼完成 钻具与岩面及泥饼作用,泥饼压实或破坏 三维应力下孔隙及裂缝的渗流、闭合规律 低压差下高反排恢复率 化学解堵和生物解堵 平衡钻井保护储层技术 西南石油学院早在 1990年就开始研究 拥有国内最先进的实验手段及装备 已开发出系列流体,进行了大量基础研究 专用设备已基本具有国产化条件 应用于直井、定向井、水平井 长庆气田上古气藏成功实现天然气欠平衡钻井C . 稳定泡沫 泡沫欠平衡 泡沫近平衡充气欠平衡其他-长庆钻井研究院长庆自八十年代起进行泡沫的欠平衡作业,以解决低渗透油气藏的储层保护问题。目前又在泥质砂岩致密气藏进行天然气为介质的欠平衡钻井。天然气钻井天然气钻井的部分设计图件主要的欠平衡钻井现场活动 新疆火烧山充气钻井( 1989) 新疆小拐泡沫钻井( 1995) 四川川东高陡构造裂缝性气藏欠平衡钻井( 1998) 新疆夏子街等地空气雾化钻井( 1989- 1991) 辽河压力枯竭稠油区充气钻井( 1993) 辽河压力枯竭稠油区不稳定泡沫钻井( 1995) 川西南威远气田循环泡沫修井与侧钻( 1995) 川西南浅层气气田惰性气体钻井( 1998) 川中大安寨充气欠平衡钻井( 1997) 川中大安寨油田原油为介质的欠平衡钻井( 1998) 吐哈三塘湖欠平衡侧钻水平井钻井 (1999) 辽河曙光潜山裂缝性油藏欠平衡钻井( 1999) 长庆气田干天然气为介质的欠平衡钻井( 2000) 伊朗欠平衡钻水平井项目( 2001)井壁失稳机理和强化井壁稳定技术 膏盐岩层 、 塑性泥岩等软岩 — 流变性地层的井眼变形和失稳机理 裂隙发育破碎性地层的井眼失稳机理 岩石物理性质变化的地球物理响应研究 潜在井壁失稳层段预测和实时监测技术 井壁岩石表面改性 、 增加抑制性和强化岩石的工作液技术 应用:吐哈巨厚煤层稳定 、 田开发套管损坏机理诊断与防治技术 建立了套管受力的力学模型 , 用粘弹塑性有限元法 , 计算了套管的外挤力 , 并研制了一套计算套管外挤压力的计算软件 研究了套管变形的仿真模型 , 通过计算机仿真 ,并能获得套管受力后的力与变形的定量关系 提出填充非腐蚀性液体的局部组合套管法 , 解决复杂地层井段套管强度 殊流体技术 包括空气、雾、泡沫、充气泥浆等流体 开发了抗油、抗盐、抗高温泡沫主剂及辅剂,空气钻井壁成膜剂,泡沫循环使用技术 实验了各种气基流体中下作业的安全性,含氧量井下燃爆 限( 录井 结合),有害气体及处理等技术3 前瞻性技术领域资源三角图常规资源低渗透 资 源非常规油气资源对技术进步的依赖程度低高好差资源质量非常规油气资源技术发展序列 —— 浅层 — 中深层致密砂岩气 —— 煤层甲烷 —— 深层致密砂岩气 —— 泥页岩气 —— 深层 /致密煤层甲烷 —— 井煤岩钻井井壁稳定及煤岩气藏开发保护技术 我国煤层甲烷资源 , 估计达 30~35万亿米 3 已经进行了煤系地层特性综合分析 、 煤岩稳定性控制技术 、 煤层岩心物性和敏感性测试分析和煤层损害机理研究 , 保护煤岩储层的工作液技术 、低密度水泥浆固井技术趋于成熟 适用于深度小于 2000米的煤层 未来应着眼于深埋煤层的井壁稳定性 、 强应力敏感性 、 高甲烷含量 、 高粉煤层 、 高温高压等极端条件开展工作煤岩裂隙(割理))# 2#3# 4#5# 6#7# 8#层致密砂岩天然气钻井完井及开发保护技术 继浅层致密砂岩气 、 煤层甲烷 、 泥页岩气之后 , 又一资源量巨大又较为现实的非常规天然气领域 发展新的钻井技术 , 提高深井坚硬地层的钻速 加强抗高温高压深井工作液体系和处理剂研制 开展高温高压致密岩石物理性质的研究 ,重视高温高压深井测井 、 测试工具的自主研制 深层致密储层更容易被损害 ,高温高压使损害的反应快速进行 , 超压异常和较高的泥浆密度导致钻速过低 , 延长了储层与工作液的接触时间 , 这些因素都给钻井完井及开发保护技术提出严峻挑战( 川西须家河 、 4500m、 高压 , 鄂北山 2、 太原 、 3000m, 低压-常压 )国外致密气层保护技术研究历程 1967— 1971年 —— 试验核爆炸改造气层 1974— 1980年 —— 大型水力压裂 1983— 1988年 —— 多井试验 ( 1989— 1990年 —— 斜井试验 1994— 1998年 —— 钻井 增产系统 ( 0年代末 —— 进阶矿场试验 ( 4个阶段 1996— 2000年 —— 钻加密井,重复压裂美国、天然气水合物钻井完井及开发保护技术 全球气水合物中甲烷资源量约 016即气水合物中甲烷的总碳量相当于目前已探明所有化石燃料矿产 ( 煤 、 石油 、 天然气 ) 总含碳量的 2倍 勘探评价技术包括 钻孔取样分析和测井评价 。 开发技术可概括为热激分解法 、 化学剂注入法和降压开采法 。 我国青藏高原 、 海域的气水合物已经引起重视 无论是陆上永久冻土区 , 还是海洋沉积物中的气水合物都存在于孔隙系统中 , 勘探开发中的损害问题更特殊 , 更具挑战性 五、展 望 向极端复杂地质对象进军—— 深层高温高压裂缝性致密砂岩气层—— 浅层疏松粉细砂岩气层、高孔渗疏松稠油油藏 大幅度提高单井产量,降低作业成本—— 致力于终身保护,特别重视增产改造中的保护—— 研究更加理想的保护技术和新油气井激励措施 提高整体效益,促进可持续发展—— 提高采收率新技术—— 工程作业 — 储层保护 — 环境保护欢 迎 光 临参考文献 — 中文专著 张绍槐 ,罗平亚等编著 石油工业出版社 ,1993 李克向主编 . 保护油气层钻井完井技术 1993 赵敏 ,徐同台等编著 . 保护油气层技术 . 石油工业出版社 ,1995 万仁溥主编 . 现代完井工程(第一版) 1996 罗英俊主编 石油工业出版社 ,1997 罗平亚编著 . 储集层保护技术 . 石油工业出版社 ,1999 万仁溥主编 . 现代完井工程(第二版) 2000 赵敏 ,徐同台等编著 第二版 ) 2002英文原著及译著 油井建井工程,万仁溥等译),石油工业出版社, 2001 石油开采系统,张琪、万仁溥等译),石油工业出版社, 2000 K., 第三版,油藏增产措施,蒋阗等译),石油工业出版社, 2002 1997. ., 2000( 油层伤害 —— 原理、模拟、评价和防治,杨凤丽、侯中昊等译 ),石油工业出版社, 2003文献综述 J. et 81988 at 61989文献综述(续) J. 989 N., of J. e t r o l e u m T e c h n o l o g y , N o v e m b e r 1989 of by in of 11A. A at 000 232000
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