采用电磁测距技术精确地探测救援井与事故井之间的距离是救援井导通成功的关键,准确的电磁测距算法是电磁测距技术的核心.文章基于矩量法理论建立救援井与事故井之间的电磁测距正演模型,研究了地层电导率对事故井套管电流分布的影响及发射电极尺寸与位置、事故井套管长度与直径、救援井套管长度与位置和救援井井斜角对信号强度的影响.结果表明:事故井套管上电流呈近似正弦波分布;地层电导率越高,发射电极长度与直径越大,越有利于向地层注入电流,信号强度越大;发射电极应远离救援井套管、事故井井底和探管,减小对信号传输的干扰;较大的事故井套管尺寸和较小的救援井井斜角有利于增大信号强度,扩大测距范围.文章建立的正演模型和响应特性研究成果可为救援井钻井电磁测距技术的研发与应用提供理论指导.
钻井提速是钻井降本增效的重要技术途径,多年实践表明水基钻井液组分对机械钻速有显著影响,但其机理尚不清晰.文章针对川中沙溪庙组致密砂岩难钻地层,通过改变钻井液组分,以提高钻井液渗入能力为目的,探索了钻井液与岩石相互作用机理及其对岩石力学性质、可钻性的影响规律.研究表明:基于膨润土、凹凸棒石、海泡石、纳米膨润土配置的水基钻井液,对川中沙溪庙组致密砂岩的快速渗入能力为纳米膨润土＞海泡石＞凹凸棒石＞膨润土.纳米膨润土由于粘土含量低,滤饼形成速度慢,具有较高的瞬时滤失量,配置的钻井液快速渗入能力强;钻井液快速渗入能力越强,对岩石力学性质劣化程度更甚、岩石可钻性级值越低、破岩效率越高,其内在机理为钻井液快速渗入促进了伊/蒙混层发生水化反应,破坏了岩石内部原有的胶结状态,抗破碎能力降低.现场试验表明:优化钻井液后平均机械钻速从1.25 m/h提高至2.29 m/h,说明通过提高钻井液快速渗入能力实现钻井提速在沙溪庙组致密砂岩地层取得较好效果,值得进一步推广应用.
为解决鄂尔多斯盆地杭锦旗探区气井出水影响气井产能问题,提出利用润湿反转剂的界面修饰作用改变岩石表面润湿性的控水增气方法.测试了润湿反转剂的表面张力和润湿性,考察了润湿反转剂的时效性及其对岩心表面微观结构和界面性质的影响,评价了润湿反转剂降低水膜厚和控水增气性能.结果表明:浓度为0.25％的润湿反转剂即可实现低表面张力及疏水性能,且有效性达2个月以上;通过吸附评价实验,证实润湿反转剂使岩心孔隙表面更为平整光滑,岩心表面呈现疏水性;浓度为0.25％的润湿反转剂使水膜厚度降低28.87％,产水率降低55.55％,产气率上升5.31％,说明润湿反转剂附着在岩石表面,改变岩石润湿性质,降低了水膜厚度,增大了气相渗流通道,达到了控水增气的目的.解水锁现场应用验证了界面修饰可以有效解降致密砂岩气藏生产过程中可动水导致的水锁损害,增产效果显著.
强化水基钻井液体系的抑制水化功效是采用水基钻井液进行页岩气钻井时的核心关键,对特殊结构抑制剂的研究已成为焦点.利用亲核加成与缩聚相结合的方法,制备出低支化度聚胺页岩抑制剂,采用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪、扫描电子显微镜、Zeta电位仪、X射线衍射仪对LBPA抑制剂进行了结构表征和机理分析.低支化度聚胺页岩抑制剂最优制备条件为乙二胺与丙烯酸甲酯摩尔比为1∶1,在100℃、120℃和140℃各反应2 h.采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱分析LBPA分子末端含有大量的仲胺和伯胺等抑制性官能团.低支化度聚胺页岩抑制剂在水溶液中可形成树枝网状或准球形结构,有效降低了页岩的表面水化和渗透水化.3％低支化度聚胺页岩抑制剂加入XS06井现场钻井液体系后,体系流变性、滤失性良好,一次回收率大于97.96％,二次回收率大于84.78％.
由于不同完井方式下水平井井筒气水的流动规律存在差异,在完井设计中需考虑选择更利于气井排液生产的完井方式.为了明确完井方式对水平井井筒流动规律的影响,搭建了全井筒多相流可视化模拟实验平台,对不同完井形式的水平井井筒整体流动规律进行实验模拟,并分析了各井段在不同气水流量下的流型、压降损失及井筒排液能力的差异.实验结果表明,套管固井完井和套管不固井完井方式下,斜井段和直井段的流动规律相似,其中斜井段气液扰动程度大,气液滑脱现象明显,是水平井最易形成积液的井段;水平段的流动规律差异较大,套管不固井完井方式在油套环空容易形成液体滞留,整体流动性较差,且压降梯度较大,井筒排液能力差.因此,从提高水平井井筒整体流动性和排液能力方面考虑,长庆气田水平气井在水平段宜采用套管固井完井方式生产,该研究为气田水平井完井生产设计及排水采气工艺提供指导依据.
