延安地区陆相页岩气水平井低自由水活度水基钻井液技术矿场实践

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作者 王波 林进 +4 位作者 吴金桥 吴慧民 马振锋 杨先伦 王金堂 《特种油气藏》 北大核心 2025年第2期154-161,共8页

针对陆相页岩气水平井钻井过程中井壁失稳难题,基于降低液相活度、抑制水化作用、强化页岩封堵等原理,研制了页岩气水平井低自由水活度水基钻井液体系PSW-2,并进行了流变性、封堵性、抑制性实验评价和实用效果评价。研究表明:不同密度的... 针对陆相页岩气水平井钻井过程中井壁失稳难题,基于降低液相活度、抑制水化作用、强化页岩封堵等原理,研制了页岩气水平井低自由水活度水基钻井液体系PSW-2,并进行了流变性、封堵性、抑制性实验评价和实用效果评价。研究表明:不同密度的PSW-2水基钻井液的API滤失量低于3.2 mL,封堵率大于86%,滚动回收率高于95%,线性膨胀率低于1.38%,具有较好的流变性、封堵能力和抑制性。矿场实践表明:PSW-2水基钻井液实施过程中性能稳定,API滤失量保持在3.0 mL以内,对长段泥岩、炭质泥岩及页岩井段均具有较好的稳定井壁效果,8口页岩气水平井实施成功率达到87.5%。通过增强纳米-微米级裂缝的封堵能力以及复合加重方式强化钻井液封堵防塌能力,并进一步降低钻井液成本是将来的发展趋势。该技术成果对页岩气水平井的低成本高效钻井具有技术支撑作用。 展开更多

关键词 水基钻井液 陆相页岩 页岩气 弱胶结地层 井壁失稳 延长区块

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延安气田东部石千峰组-石盒子组井壁失稳机理及抑制方法 被引量：2

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作者 王波 吴金桥 +5 位作者 王孟玉 李伟 杨超 马振锋 杨先伦 李成 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2024年第1期76-83,共8页

为了研究延安气田东部区域钻井过程中石千峰组-石盒子组井壁失稳的内在原因,对该地层岩样的矿物组分、理化特征、力学特性进行深入分析,并针对井壁失稳机理提出了抑制液相自吸的稳定井壁对策。研究可知:延安气田东部区域石千峰组-石盒... 为了研究延安气田东部区域钻井过程中石千峰组-石盒子组井壁失稳的内在原因,对该地层岩样的矿物组分、理化特征、力学特性进行深入分析,并针对井壁失稳机理提出了抑制液相自吸的稳定井壁对策。研究可知:延安气田东部区域石千峰组-石盒子组黏土矿物含量分布在15.44%~47.52%,属弱膨胀中等分散性岩性,岩心中微裂缝、微孔隙发育,是导致液相侵入、井壁坍塌的主要因素;石千峰组-石盒子组岩样在蒸馏水中滚动回收率低于67.2%、线性膨胀率低于8.14%,石盒子组岩样分散相更强,润湿性均表现为亲水性,且石盒子组岩心的亲水性更强;石千峰组岩样经钻井液浸泡后三轴抗压强度由186.04 MPa降低至98.13 MPa;石盒子组岩样浸泡后三轴抗压强度由90.09 MPa降低至49.21 MPa,表明钻井液沿微孔隙、微裂缝侵入后使岩石强度降低;0.3%自吸水抑制剂ZXS-1可使石盒子组岩样水相和油相在岩心内的饱和度由72.6%和86.6%降低至4.7%和33.5%,并在岩石表面形成一层致密的分子吸附层,将岩心表面的润湿性由亲水性转变为疏水性,通过抑制岩样吸水,达到封堵微裂缝、阻止液相侵入的稳定井壁效果。 展开更多

关键词 井眼稳定 理化特征 三轴抗压强度 抑制岩样吸水 延安气田

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欠平衡钻井安全钻进控制参数评价 被引量：6

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作者 杨先伦 李黔 袁本福 《断块油气田》 CAS 2013年第5期671-673,共3页

欠平衡钻进过程中,气体侵入井筒后,环空出现多相流动状态。由于气体具有可压缩性,环空压力场随着气体的侵入及侵入量的改变而呈现复杂的变化,整个井筒压力剖面将出现波动。为使地层气体可控制地侵入井筒,需要及时调节控制回压和钻井液排... 欠平衡钻进过程中,气体侵入井筒后,环空出现多相流动状态。由于气体具有可压缩性,环空压力场随着气体的侵入及侵入量的改变而呈现复杂的变化,整个井筒压力剖面将出现波动。为使地层气体可控制地侵入井筒,需要及时调节控制回压和钻井液排量,保证井底压力在安全密度窗口内,维持合理的井底欠平衡状态,以实现安全钻进。文中根据欠平衡钻进井筒压力平衡关系,建立了井底压力控制模型。通过分析影响井底压力的参数,建立了影响井底压力控制的安全钻进控制参数模型,并以控制回压为例给出了具体的求解流程。以新疆某井为例,说明控制参数对井底压力和环空压力场的影响。研究结果表明:地层出气后,能够通过增加控制回压,采用正常循环排出的方式,将侵入气体排出井筒,实现安全钻进;增加钻井液排量,气液混合速度增大,环空摩阻增大,导致井底压力增加。 展开更多

关键词 欠平衡钻井 安全钻进 控制回压 钻井液排量 井底压力 环空压力场 控制参数模型

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页岩裂缝和孔隙中气体运移方式评价及确定 被引量：8

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作者 张磊 石军太 +3 位作者 杨先伦 李娜 高潮 李相方 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期166-170,共5页

页岩气储层为双重介质结构,包含裂缝系统和基质孔隙系统.在页岩中,裂缝从微米级到毫米级变化,基质孔隙则为纳米级.不同级别储集空间的发育导致页岩气的运移方式异于常规气藏,其过程是一个包含从宏观尺度到分子尺度的复杂运移过程.为深... 页岩气储层为双重介质结构,包含裂缝系统和基质孔隙系统.在页岩中,裂缝从微米级到毫米级变化,基质孔隙则为纳米级.不同级别储集空间的发育导致页岩气的运移方式异于常规气藏,其过程是一个包含从宏观尺度到分子尺度的复杂运移过程.为深入了解页岩气运移方式,采用多孔介质中气体运移方式划分原理,利用Knudsen数对不同尺度的页岩气运移方式进行判断.从页岩气的分子平均自由程出发,计算页岩气在不同温度和压力下的分子平均自由程,结合裂缝和基质孔隙的尺度大小,分别计算裂缝和基质孔隙的Knudsen数,确定了裂缝中页岩气存在达西流（非达西流）和滑脱流2种运移方式,基质孔隙中页岩气则可能存在达西流（非达西流）、滑脱流和过渡流3种运移方式.通过绘制临界Knudsen数曲线,建立双对数的页岩气运移方式判定图版,运用该图版可以判断不同压力和孔隙直径下的页岩气运移方式,为准确认识页岩气的运移方式提供了理论依据. 展开更多

关键词 页岩气 裂缝 基质 孔隙 运移方式 评价 确定图版

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压井过程中井底压力的控制方法 被引量：7

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作者 李黔 杨先伦 伍贤柱 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期87-90,共4页

随着窄安全密度窗口和高压油气藏井数的越来越多,井控风险日益突出,对现场常规压井技术提出了更高的要求。立压和套压是井控作业中两个重要的压力数据,随着井控技术的发展和随钻井底压力测量技术(PWD)的应用,套压作为重要的井控参数,作... 随着窄安全密度窗口和高压油气藏井数的越来越多,井控风险日益突出,对现场常规压井技术提出了更高的要求。立压和套压是井控作业中两个重要的压力数据,随着井控技术的发展和随钻井底压力测量技术(PWD)的应用,套压作为重要的井控参数,作用越来越突出。为此,通过分析套压在常规压井中的应用,套压操作受到地层破裂压力、套管抗内压强度、井控装置的工作压力的限制,而井口节流阀的操作关系到及时准确地控制井底压力以及顺利实施压井作业。针对立压控制法和套压控制法在常规压井技术中的压力传递的延迟性,指出应充分利用立压和套压变化趋势及特点,优化节流阀操作,改进常规压井技术操作,并提出了井底压力控制法的使用原则和操作步骤。最后,分析了压井过程中随钻压力测量技术(PWD)实时记录的井内钻井液当量密度,有助于工程师准确控制井口回压,实现井底压力基本恒定的控制,以便顺利完成压井作业。 展开更多

关键词 井控风险 常规压井 立压 套压 井底压力控制 节流阀 压力传递 延迟性 随钻压力测量

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高频扭转冲击钻井PDC钻头切削齿瞬间碰撞破岩分析 被引量：11

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作者 杨先伦 何世明 王涛 《断块油气田》 CAS 北大核心 2018年第6期789-792,共4页

高频扭转冲击钻井技术在深部硬地层中的运用效果显著,提高了地层机械钻速,改善了PDC钻头的受力状态。文中通过建立高频扭转冲击PDC切削齿瞬间碰撞破岩模型,运用工程软件,进行了切削齿破岩瞬间碰撞动态模拟研究,得出了冲击频率对切削齿... 高频扭转冲击钻井技术在深部硬地层中的运用效果显著,提高了地层机械钻速,改善了PDC钻头的受力状态。文中通过建立高频扭转冲击PDC切削齿瞬间碰撞破岩模型,运用工程软件,进行了切削齿破岩瞬间碰撞动态模拟研究,得出了冲击频率对切削齿受力环境和破岩效果的影响规律。结果表明:高频扭转冲击钻井存在最优冲击频率,能有效改善切削齿受力环境,减轻切削齿交变应力,即切向力峰值降低,均值增加;切削齿垂向位移、岩石破碎体积和破碎比功在最优冲击频率时能有效提高破岩效率,提高机械钻速。研究结果可为高频扭转冲击钻井设计的参数优化提供依据。 展开更多

关键词 扭转冲击 切削齿 切向力 冲击频率 破岩效率 瞬间碰撞

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扭转冲击破岩效果影响因素评价 被引量：9

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作者 杨先伦 宋建伟 +3 位作者 何世明 于小龙 王涛 张磊 《石油矿场机械》 2014年第9期4-8,共5页

通过理论分析并根据现场资料计算,对影响高频扭转冲击破岩效果的4个参数进行了分析评价。结果表明:扭转冲击破岩冲击能量应该保持在岩石临界冲击能量附近,可获得理想的破岩效果;扭转冲击破岩效率比旋转剪切破岩效率更高,能大幅提高机械... 通过理论分析并根据现场资料计算,对影响高频扭转冲击破岩效果的4个参数进行了分析评价。结果表明:扭转冲击破岩冲击能量应该保持在岩石临界冲击能量附近,可获得理想的破岩效果;扭转冲击破岩效率比旋转剪切破岩效率更高,能大幅提高机械钻速。可为扭转冲力钻井工具及与之匹配的PDC钻头设计提供参考。 展开更多

关键词 扭转冲击 切削齿 冲击频率 冲击能量 破岩效率 深井硬地层

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一种高强低密度水泥浆体系研发及应用——以延安气田延SS井区为例 被引量：3

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作者 杨先伦 王涛 +1 位作者 徐云林 白慧芳 《非常规油气》 2019年第6期110-116,共7页

为提高延安气田延SS井区上部井段固井封固质量,通过优化外掺料组合、优选外加剂,研发性能优越的低密度水泥浆。研究表明,漂珠、微硅的外掺料组合可以提高低密度水泥浆浆体的稳定性,42%漂珠、10%微硅是低密度水泥浆最优化加量;分散剂YCP... 为提高延安气田延SS井区上部井段固井封固质量,通过优化外掺料组合、优选外加剂,研发性能优越的低密度水泥浆。研究表明,漂珠、微硅的外掺料组合可以提高低密度水泥浆浆体的稳定性,42%漂珠、10%微硅是低密度水泥浆最优化加量;分散剂YCP-76改善流变性能显著,优选的降失水剂FLA-2(低于90℃)、FLAS-8(高于90℃)可在其适用温度范围内发挥较好的防失水效能,优选的早强剂可提高低密水泥浆强度47%以上,优选的缓凝剂无明显温度敏感点、加量易于设计。研究结果表明,研发的低密度水泥浆失水低、稳定性好、稠化过渡时间短,48 h强度可达11 MPa以上,现场应用井低密度封固段固井质量优良率达75%以上,能够满足延安气田对低密水泥浆的技术需求。 展开更多

关键词 高强 低密度水泥浆 外掺料 外加剂 延安气田

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一种评价水泥浆沉降稳定性的新方法——微压力波动测试水泥浆滤失—沉降耦合作用 被引量：7

9

作者 王涛 申峰 +3 位作者 马振锋 杨先伦 王维琨 贾红军 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期96-103,共8页

目前的水泥浆沉降稳定性测试方法缺乏对沉降过程的描述。为了提高水泥浆沉降稳定性测试的准确性与科学性,设计了一种微压力波动测试仪,对滤失—沉降耦合作用的水泥浆柱分段压力波动进行测试,据此评价浆体的上、下密度差,并对不同黏度、... 目前的水泥浆沉降稳定性测试方法缺乏对沉降过程的描述。为了提高水泥浆沉降稳定性测试的准确性与科学性,设计了一种微压力波动测试仪,对滤失—沉降耦合作用的水泥浆柱分段压力波动进行测试,据此评价浆体的上、下密度差,并对不同黏度、温度、降失水剂、固相颗粒和触变性的水泥浆稳定性进行了分析。研究结果表明:①水泥浆沉降过程可分为高速期、低速期、稳定期和失重期,高速期滤失可减小浆体的上、下密度差;②滤失量越大、黏度越低、同类材料水固比越大,密度差越大、沉降稳定性越差;③温度对沉降稳定性的影响因降失水剂的协同作用而呈现出无规律性,高分子聚合物类降失水剂效果强于成膜类;④提高水泥浆触变性可改善浆体的沉降分层现象,胶凝强度的形成时间越短,效果越好。结论认为,较之于常规方法,该评价水泥浆沉降稳定性的新方法,可以对沉降全过程进行描述,并考虑了滤失对沉降的影响,更加贴合于井下的实际情况。 展开更多

关键词 微压力 波动 水泥浆 沉降稳定性 滤失 触变性 评价方法

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延长石油浅层大位移水平井固井技术 被引量：7

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作者 陶红胜 王涛 +2 位作者 于小龙 李伟 杨先伦 《石油矿场机械》 2015年第6期17-20,共4页

基于延长油田东部地区地质条件和水平井钻井状况的认知,分析了延长浅层大位移水平井的固井难点。储层温度下水泥浆体系设计困难、垂深浅套管下入摩阻大、后期分段压裂改造对固井质量要求高是其面临的突出难题。研发了低温下强度20 MPa... 基于延长油田东部地区地质条件和水平井钻井状况的认知,分析了延长浅层大位移水平井的固井难点。储层温度下水泥浆体系设计困难、垂深浅套管下入摩阻大、后期分段压裂改造对固井质量要求高是其面临的突出难题。研发了低温下强度20 MPa以上的低温微膨胀水泥浆体系,结合双漂浮接箍、优化扶正器组合等降摩减阻下套管技术,井眼准备、隔离液三级冲洗紊流顶替、漂浮顶替等一系列提高顶替效率措施,确保了延长首口浅层大位移水平井七平1井的顺利施工,固井质量良好。为延长油田进一步钻大位移水平井开发浅层难动用资源提供了技术支撑。 展开更多

关键词 浅层大位移 固井 水平井 扶正器 低温水泥浆

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陆相页岩气水平井钻井提速技术 被引量：21

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作者 马振锋 于小龙 +3 位作者 杨全枝 杨先伦 李红梅 赵毅 《非常规油气》 2017年第4期88-92,87,共6页

针对延长油田页岩气水平井大井眼井段较长、造斜困难、多层位易漏、井壁易失稳、地层可钻性差的难题,本文开展了钻井提速研究。从井身结构进行优化、页岩井壁坍塌时变性规律、优选合适钻井液体系、优选钻头并设计新型钻头稳定器等方面... 针对延长油田页岩气水平井大井眼井段较长、造斜困难、多层位易漏、井壁易失稳、地层可钻性差的难题,本文开展了钻井提速研究。从井身结构进行优化、页岩井壁坍塌时变性规律、优选合适钻井液体系、优选钻头并设计新型钻头稳定器等方面开展了技术攻关。研究表明,将技术套管下深由"A"点提至井斜15°左右,可有效缩短大井眼造斜段长度,提高钻井效率;复合堵漏剂YC-1桥堵、充填都可以起到良好的堵漏效果;表面活性剂KZ-1能短时间内在岩屑表面形成吸附膜,加速岩屑脱离井底的过程;白油基钻井液具有较强的抑制性,有利于保持井壁稳定;"PDC+新型近钻头稳定器"组合能显著提高钻头破岩效率,降低钻井液的"压持效应"。现场应用表明,在钻遇地层相同、钻井难度增加的情况下,钻井周期分别缩短了10.77%和37.38%。 展开更多

关键词 陆相页岩气 井身结构 井壁稳定 钻井液 机械钻速 压持效应

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延安气田深层煤层气水平井钻完井技术现状与先导试验

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作者 王波 林进 +5 位作者 吴金桥 刘刚 马振锋 杨先伦 马彤 赵正阳 《钻采工艺》 2025年第3期77-83,共7页

鄂尔多斯盆地东南缘延安气田深层煤层气资源潜力巨大,但受煤层薄、孔隙结构复杂、微幅构造发育及井壁失稳等地质与工程难题制约,其高效开发面临挑战。文章针对延安气田本溪组8#煤与山西组5#煤储层特征,通过优化三开井身结构、井眼轨道... 鄂尔多斯盆地东南缘延安气田深层煤层气资源潜力巨大,但受煤层薄、孔隙结构复杂、微幅构造发育及井壁失稳等地质与工程难题制约,其高效开发面临挑战。文章针对延安气田本溪组8#煤与山西组5#煤储层特征,通过优化三开井身结构、井眼轨道设计、钻井提速工具组合及强封堵复合盐钻井液体系,形成了适用于深层煤层气水平井的钻完井技术体系。2024年实施的6口水平井先导试验表明,平均完钻井深3842.33 m、水平段长度937.5 m、钻完井周期75.75 d,储层平均钻遇率79.92%,固井优质率超80%。然而,随着先导试验井实施,存在二开井段钻时慢、周期长、漏失频发,水平段钻井液密度过高及体系复杂等问题,仍需进一步优化改进整体技术。研究成果为鄂尔多斯盆地深层煤层气规模开发提供了技术支撑与改进方向。 展开更多

关键词 深层煤层气 水平井 复合盐钻井液 钻时慢 漏失

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