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1保护储层技术总论_图文

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保护 技术 总论 图文
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保 护 油 气 层 技 术——总 论游利军西南石油大学 /石油工程学院油 井 完 井 技 术 中 心扁雀见魏王魏王说:“听说你们家兄弟三人都擅长医术,谁的医术最高明啊?”扁雀老老实实地回答:“我大哥医术是最高的,我二哥其次,我的医术最差。”魏王惊讶地问到:“那为什么你天下闻名,而他们两人却默默无闻呢?”扁雀见魏王(续)扁雀说:“因为我大哥给人治病,总能做到防患于未然,病还没有显出征兆,他就手到病除。而病人都不知道,他在给别人去除预先的病。 我二哥给人治病,是在病兆初起之时,他一用药就把病给除去了,大家总认为他能治的是小病,却不知道这个病发展下去会要命的。 我的技术最差,因为我只能在人生命垂危时,才出手治病,往往能够起死回生,所以名扬天下。” 唐代大医家孙思邈的治病理念 :“ 上医医未病之病,中医医欲病之病,下医医已病之病 。” 在 1992年初邓小平在视察南方时提出 “三个有利于”来衡量一切工作是非得失的判断标准 :有利于发展社会主义社会生产力、有利于增强社会主义国家的综合国力、有利于提高人民的生活水平。保护油气层技术一个新的理念一门新的知识一套新的技术一类新的建制一次新的机会一种新的挑战文化性和工具性保护储层技术系统及环境保护储层技术系统 地球表层 自然环境 经济技术 环境 油气藏工程地质环境 社会环境 油气藏评价技术系统油气藏开发技术系统油气藏改造技术系统保护储层技术系统油气藏保护技术系统油气藏开发技术系统油气藏评价技术系统油气藏改造技术系统油气藏保护技术系统与其它系统的关系油井完井技术中心大楼on 8- 051)一、背景资料 “七五” 国家项目“保护油层的钻井完井技术”。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 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中国含油气盆地分布油井完井技术中心 科学技术领域—— 地层损害机理—— 储层保护技术—— 完井工程技术 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梯队构成:段永刚,杨宪民,练章华,刘向君,熊友明陈一健,李洪建,熊汉桥,游利军,万里平林铁军,梁利喜,李相臣, 唐洪明,梁大川邓小刚,邓明毅,罗兴树博士生导师 7人 ,博士生 /后人员 10硕士生 50罗平亚 院士孟英峰 教授康毅力 教授人员组成 罗平亚院士任主任 , 康毅力教授任副主任 专职研究人员 11人 , 45岁以下 8人 。 其中教授 8人 , 副教授 2人 , 博士学位 5人 70余名博士 、 硕士研究生加盟 学科专业:石油地质 、 地球物理测井 、 油藏工程 、 钻井工程 、 完井工程 、 采油工程 、 酸化压裂 、 油田化学工程 、 力学 、 数学 、 机械工程和计算机科学 还与其他数十名教师建立了长期固定合作研究的关系 , 分别来自石油工程学院 、 化学工程系 、 机械工程系 、 计算机科学系等学科带头人罗平亚 院士1940年生, 1963年毕业于四川石油学院钻井工程专业。现任西南石油学院院长、教授、博士导师、中国工程院院士、油井完井技术中心主任技术领域: 油田化学工程、石油与天然气工程学术特长: 深井泥浆、油田化学用剂、储层保护技术、新型聚合物、提高采收率学术带头人孟英峰 教授 1954年出生, 1976年毕业于西南石油学院钻井工程专业。现任教授、博士研究生导师、石油工程学院副院长 技术领域: 石油与天然气工程 学术特长: 欠平衡钻井技术、井壁稳定机理研究、特殊流体储层保护技术康毅力 教授 1964年出生, 1986年毕业于大庆石油学院。1989年在西南石油学院获石油地质与勘探专业硕士学位, 1998获石油与天然气工程 博士 学位,现任教授、 博士 研究生导师 技术领域: 油气藏地质与勘探,石油与天然气工程 学术特长: 粘土矿物、非常规天然气、储层损害机理与保护技术练章华 教授 1964年出生, 1986年毕业于西南石油学院油气储运工程专业。 1989、 1993年分获石油机械工程硕士和 博士 学位。现任西南石油学院教授、 博士研究生导师 技术领域: 石油机械工程,岩石力学 学术特长: 油田地应力场研究、套管破坏机理与防治、计算机仿真技术学术骨干杨宪民 教授 1954年出生, 1977年毕业于西南石油学院钻井工程专业。美国 任教授,硕士研究生导师 技术领域:石油与天然气工程 学术特长:保护储层技术、工作液技术,具有丰富的陆上和海洋作业现场经验刘向君 教授 1969年出生, 1989年毕业于西南石油学院。 1992、95年分获矿场地球物理、石油与天然气工程专业硕士、博士 学位。现任教授、 博士研究生导师 技术领域: 石油与天然气工程,地球物理测井 学术特长: 储层评价和测井解释、石油工程地球物理响应、井壁稳定性评价学术骨干熊友明 教授 1962年出生, 1984年毕业于华东石油学院采油工程专业。 1987年在西南石油大学获采油工程硕士学位。现任教授、博士 研究生导师 技术领域: 石油与天然气工程 学术特长: 现代完井优化设计、油气层增产改造技术段永刚 教授 1962年出生, 1985年毕业于西南石油学院采油工程专业, 1988年获油藏工程专业硕士学位,目前在职攻读 博士 学位。现任教授、博士 研究生导师 技术领域: 油藏工程,石油与天然气工程 学术特长: 试井与储层损害矿场评价,油藏描述技术—— 发展历程 学习引进 ( 1988采用请进来 , 走出去的方法 , 先后聘请来自国外公司 , 大学的 22位专家 ,进行了 14期讲座 。 派出两批高级代表团赴欧美考察 、 三组共 10人 /次出国进行岗位培训 消化提高 ( 1991更新技术观念 , 将从国外学到的最新理论 、 先进技术应用于我国油田的勘探开发实践 , 发现问题 , 解决问题 自主创新 ( 1996结合我国油田的具体情况 ,开展科技攻关和技术推广 , 从跟踪引进为主逐渐过渡到形成一定程度的自主创新的局面激光粒度仪护储层技术系统—— 储层损害概念—— 技术发展历程—— 技术系统内容—— 十项技术原则储层 — 岩石骨架、储渗空间、流体微裂缝系统储层的物理化学性质主要取决于粘土矿物的结构特性地层损害与对储层质量的影响1 储层保护的意义储层(地层)损害的定义在油气钻井、完井、生产、增产、全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 多在井壁附近,也可以在井间 渗流通道 —— 孔隙和 /或裂缝 油气或注入的驱替流体国外研究历程60年代前的起步阶段 933)实验发现 水不一致 945)发现 盐水也不一样 ,受粘土含量和蒙脱石含量控制 1959)提出 地层损害 的概念,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 964)发现高矿化度变化为淡水产生土锁( 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 974) ,1977) , J. W. 1977),977),978), 980)扫描电镜的应用,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:损害后补救 ——— 预防损害国外研究历程80、 90年代全面发展阶段 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、 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, 个院所 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 — 华北地油田岔 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In of “.5 􀂄 “20 in f f 50,000 of 􀂄 15 1% of of $40 / to % 10,000 ?$1,100,000 ?$11,000,000 ?f 10,000,0002 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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 认识油气藏、保护油气藏、开发油气藏和改造油气藏 储层损害过程是一个系统 —— 储集层损害源系统 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 技术进步 — 经济效益 — 环境保护统筹考虑保护储集层技术 — 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 特殊岩心分析 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、成岩作用测井分析地层层序、岩性、物性、地层流体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W e De v e e rv x n T y pe P m e nt W e le W ov e r S P a P S me nt a l nj e c M P **** ** *** - * - - s *** **** *** **** **** *** *** * y S w e ll **** ** *** - - - ** E W a lo c k *** **** ** **** * **** **** W e tt a t y A l ** *** *** **** - - **** e d Re l a e P e a t y *** *** **** *** - ** - S c a li * * *** **** - **** - S c a l * * * ** **** - **** - e c a ul a - **** *** *** - - **** S e c ra l P re c a - - - **** - - *** a P ** ** ** - - ** **** 钻井完井过程中地层损害示意图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负压射孔与平衡射孔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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 井眼半径 损害带半径 地层泄流半径损害带渗透率未损害带渗透率表皮系数( 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) 任何保护技术都应有利于及时发现 、 有利于准确评价 、 有利于高效开发( 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3 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、技术应用效果显著经济效益和社会效益技术培训学科建设与人才培养科研获奖经济效益和社会效益 应用油田 — 新疆、塔里木(吉拉克、塔中、东河塘)、吐哈(丘陵、鄯勒、吐玉克、温米)、青海、玉门、华北、大港、中原、河南、胜利、辽河、江苏、四川、滇黔桂、长庆、东海平湖、渤海(绥中 36皇岛 32南海 星公司 1998年底,应用 10000口井,平均增产原油10%— 20%,直接经济效益 2年 保护地下资源,增加就业机会实例 1:新疆夏子街油田 应用井数 60口 未发生卡钻事故,下套管顺利,提下钻畅通,复杂时率 h, 钻头寿命延长,从 9只降为 6只 浸泡时间 10天降为 5天 油井产量平均提高 30%( 据张玉慈等, 1994)实例 2:吐哈油田 应用井数鄯善 79口 ,丘陵 194口 ,温米 167口 井下复杂情况大幅度减小 表皮系数由 温米油田油井产量提高 20~30%,全部自喷 丘陵油田产量平均提高 丘陵油田年产值增加 每口井费用仅增加 1据徐良才等,钻井液与完井液, 1996)技术培训 构建技术培训体系 三个层次 — 局级,处级和高工,工程师和技术人员 培训规模逾 30000人 国家优秀教学成果一等奖1项 项学科建设与人才培养 专著:《保护储集层技术》,《保护油气层技术》 (一、二版),《保护油气层钻井完井技术》 ,《现代完井工程》(一、二版、英文版),《油田开发生产中的保护技术》《储集层保护技术》 学术论文 200余篇 硕士、博士培养方向 国家级科技进步一等奖 1项 技进步一等奖 5项 术创新一等奖 1项 上海市科技进步一等奖 1项 技进步二等奖 2项 四川省科技进步二等奖 1项 四川省科技进步三等奖 2项 技进步三等奖 1项 地矿部科技进步三等奖 1项国家级一等奖 1项省部级一等奖 7项省部级二等奖 3项省部级二等奖 4项五、 应用基础和新技术研究与 时 俱 进不 断 创 新应 对 挑 战铸 造 辉 煌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粘土矿物:一种天然的纳米复合材料纳米 、微米材料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 西南石油大学早在 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,有害气体及处理等技术 应用:川东高陡构造溶蚀裂缝 — 孔洞型碳酸盐岩气藏防漏治漏技术,川中特低渗透凝析气藏开发钻井技术,威远气田泡沫修井与排水采气技术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 、 盆地致密砂岩天然气钻井完井及开发保护技术 继致密砂岩气 、 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
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