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题名裂缝性定容封闭体气层气液重力置换规律研究
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作者
李中
谢仁军
殷志明
罗洪斌
蔡文军
田得强
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机构
中海油研究总院有限责任公司
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出处
《石油钻探技术》
北大核心
2025年第3期30-39,F0003,共11页
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基金
国家自然科学基金项目“深海钻井溢漏同存复杂地层-井筒压力耦合机理及智能联动调控机制”(编号:52274026)、“控压钻井测控理论及关键问题研究”(编号:51334003)
海洋天然气水合物全国重点实验室主任基金(2024)(编号:KJQZ-2024-2102)联合资助。
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文摘
在裂缝性气层钻进过程中,气液重力置换问题频发,严重威胁钻井安全,但目前的研究主要针对裂缝性定压气层,对定容封闭体气层气液重力置换问题研究较少。为此,研制了井筒-裂缝气液两相流体耦合流动可视化试验装置,开展了裂缝性定容封闭体气液重力置换模拟试验,分析了裂缝开度、井底压差、钻井密度和黏度对气液重力置换的影响。研究结果表明,井底压差是影响气液流动状态的主导因素,随着地层能量被释放,井底欠压差越来越小,井底会经历由气侵到气液重力置换,再到井漏的转化;气液重力置换只在一定的压差范围内出现,井底欠压差越大,气侵速率越大,漏失速率越小;裂缝开度和密度越大,气侵速率和漏失速率也越大;随着钻井液黏度升高,气侵速率和漏失速率显著降低。据此建立了气侵速率和漏失速率的多因素经验预测模型,明确气侵与漏失的主控因素分别是井底压差和裂缝开度,并提出了气液重力置换的防控方法。研究结果为钻遇裂缝性定容封闭体气层时的井筒流动安全控制提供了理论依据。
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关键词
裂缝性气层
定容封闭体
气液重力置换
井底压差
裂缝开度
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Keywords
fractured gas-bearing beds
constant-volume enclosed system
gas-liquid gravity displacement
bottom hole pressure difference
fracture aperture
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分类号
TE21
[石油与天然气工程—油气井工程]
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题名裂缝发育页岩地层水平井钻井气液重力置换规律
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作者
乐宏
吴鹏程
梁婕
钟成旭
张震
李郑涛
李红涛
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机构
中国石油西南油气田公司
中国石油西南油气田公司页岩气研究院
“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学
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出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期90-98,共9页
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基金
国家自然科学基金项目“深井超深井井筒多相瞬态流动模型与压力演变规律研究”(编号:51904264)
“井下碳酸盐岩裂缝多物理场耦合变形与渗流机理研究”(编号:51674217)
中国石油天然气集团有限公司重大技术现场试验项目“深层页岩气水平井优快钻完井技术现场试验”(编号:2019F-31)。
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文摘
长宁区块国家级页岩气示范区目前天然气产量达60×10^(8) m^(3)/a左右,是四川盆地页岩气上产的重要战场,但该区块下志留统龙马溪组页岩地层裂缝、断层发育,特别是存在气液重力置换式漏失现象,井控风险高,处理难度大,在一定程度上制约了该区页岩气资源的高效开发。为此,在数值仿真研究的基础上,对重力置换的特征及影响规律进行了系统分析。研究结果表明:①气液重力置换发生时裂缝与水平环空均存在气液分界面,裂缝内的气液界面由两侧向中间隆起,环空气相以气膜的形式存在,不会出现分层流;②重力置换主要受井底压差、裂缝宽度、钻井液密度、黏度、地层压力及裂缝倾角的影响,其中井底压差和裂缝宽度的影响远大于其他参数;③只有当井底压差处于置换窗口内时才会发生置换,而裂缝宽度是重力置换的决定因素,裂缝越宽,置换窗口就越大;④水平井钻遇双裂缝时,置换窗口显著拓展,漏失速率和气侵速率均大幅度增加,裂缝间距越大,置换越容易发生且越严重。结论认为,降低钻井液密度、提高钻井液黏度理论上可抑制重力置换,但效果有限。精细控制井底压差并配合科学堵漏措施是抑制重力置换的主要技术手段。
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关键词
四川盆地
长宁区块
页岩气
水平井钻井
井底压差
气液重力置换
裂缝
影响因素
数值仿真
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Keywords
Sichuan Basin
Changning Block
Shale gas
Horizontal well drilling
Bottom hole pressure difference
Gas-liquid gravity displacement
Fracture
Influence factor
Numerical simulation
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分类号
TE254
[石油与天然气工程—油气井工程]
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题名裂缝气液重力置换的流动实验及仿真
被引量：6
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作者
戴成
李皋
肖东
李永杰
林铁军
李泽
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机构
西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期195-199,I0013,I0014,共7页
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基金
国家自然科学基金项目“井下碳酸盐岩裂缝多物理场耦合变形与渗流机理研究”(51674217)
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文摘
通过可视化模拟实验对真实裂缝下气液重力置换现象进行了模拟,得到了其气液界面现象与常规平板裂缝的差异;通过对压力、置换量等数据的处理证实了气液重力置换的机理;根据实验的液体漏失流量数据提出了钻井过程中漏失、置换、溢流区间;最后根据k-ε双方程模型进行了气液重力置换流动的仿真计算,得到三维裂缝流道中都是钻井液下部侵入,呈现一个近似的直角三角形形状。本文对现场钻井工程方案设计及安全钻井具有指导意义。
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关键词
裂缝
气液重力置换
压差
可视化实验
仿真
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Keywords
fracture
gas-liquid gravity displacement
pressure difference
visual experiment
stimulation
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分类号
TE2
[石油与天然气工程—油气井工程]
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题名黄草峡储气库浅层采空区安全钻井关键技术
被引量：1
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作者
李涛
杨哲
陈烨
王旭东
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机构
中国石油西南油气田公司工程技术研究院
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出处
《断块油气田》
北大核心
2025年第3期502-507,共6页
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基金
中国石油西南油气田公司科技项目“天然气钻井数字化井控技术研究”(20230302-02)
“井控管汇缺陷快速检测评价技术研究”(2024D102-01-06)。
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文摘
黄草峡储气库是断裂控制的裂缝性枯竭气藏储气库,目的层嘉陵江组经过多年开发,目前地层压力系数约为0.66,钻井期间易发生失返性井漏,气液重力置换现象严重。因目的层埋藏浅、井眼尺寸小,漏溢转换间隔时间短,给钻井作业带来了极大的井控安全风险。为此,通过分析裂缝性地层气液重力置换机理和井筒环空天然气运移规律,明确漏溢转换特征与间隔时间,为钻进及起下钻作业期间的井控技术措施优化提供了理论指导。研究结果表明:气液重力置换存在压力窗口,钻进期间通过控制井底压力能够只发生井漏而不溢流;钻井液漏失速率越大,气液重力置换后的气侵速率越大,导致井下积聚的严重气侵钻井液液柱高度越高,漏溢转换间隔时间越短(多在1 h以内)。基于研究结果,形成了浅层采空区清水强钻、环空连续吊灌起下钻等配套安全钻井技术,并在现场进行应用,5口严重漏失井均安全顺利钻至完钻井深,保障了黄草峡储气库高效安全建井,同时可为类似复杂地层的安全钻井提供技术借鉴。
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关键词
井漏
气液重力置换
漏溢同存
井控
浅层采空区
储气库
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Keywords
well leakage
gas-liquid gravity displacement simultaneous leakage-overlow wellcontrol,shallow goaf area gas storage
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分类号
TE21
[石油与天然气工程—油气井工程]
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