综合录井水平井地质导向方法探索(完整版)实用资料

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1、综合录井水平井地质导向方法探索（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑 完整版实用资料，欢迎下载）综合录井水平井地质导向方法探索赵彬凌1,李黔1,王悦田2(1.西南石油大学,四川成都610500;2.辽河石油勘探局,辽宁盘锦摘要:LW D具有有效的地质导向作用,但是应用LW D随钻测井技术有效控制钻头在油气层内钻进时,常规LW D成本较高、存在盲区;同时,普通油井较少应用LW D。针对上述问题,本文探索出了一套低成本的应用综合录井进行水平井地质导向的方法,研究了综合录井水平井地质导向方法的原理;在辽河油田应用实践证明,对水平井实施地质导向离不开综合录井。最有效的地质导向方式为:综合录井+MW

2、D(或LW D。关键词:综合录井;水平井;地质导向;随钻测量LW D具有有效的地质导向作用,但是利用LW D进行地质导向时,成本较高,同时普通油井较少使用LW D,本文探索了一套低成本、实时的地质导向方法。水平井综合录井地质导向方法的研究,对提高水平井钻井成功率、降低开发成本、钻遇最佳储层具有重要的指导意义。随钻地质导向钻井是根据录井仪或测井仪提供的井下实时地质信息和定向数据,辨明所钻遇的地质环境、实时监测钻遇的地下情况,引导钻头进入油层并将井眼轨迹保持在产层中延伸。1综合录井水平井地质导向的原理在国内,充分应用综合录井资料进行地质导向尚未引起人们足够重视。LW D随钻测井技术在地质导向中发挥

3、了重要作用,但是在实际钻井中,随钻测井仪器存在测量盲区,仪器无法及时测量井底地质资料。这种测量信息滞后现象将影响其导向效果。综合录井钻时、岩屑、荧光、气测录井等资料的反应速度都快于随钻测井资料,能及时、有效地反映随钻仪器测量盲区的地层岩性及其含油气情况,从而判断钻头是否偏离靶区和在同一油层钻进1。因此,在利用LW D进行水平井地质导向时,综合录井为LW D起到有效的补充作用,在常规井中,没有LW D 的情况下,综合录井又是一种快速而有效的地质导向工具,故水平井地质导向都离不开综合录井。2综合录井在地质导向中发挥的作用综合录井的地质导向功能就是通过设计的油藏数据信息资料与录井实时录取的数据资料对

4、比,判断在水平井钻井中实钻井眼轨迹与设计轨迹和油气层段的空间关系,为控制井眼轨迹提供信息,确保井眼沿着目的油气层段穿越,提高钻井成功率,降低开发成本。211利用岩屑录井建立地层剖面图岩屑录井是了解地层岩性及组合关系、油气水显示和建立地层剖面的重要手段,具有成本低、了解地下情况及时等优点,可获得大量的地层构造、生储盖组合关系、储油物性及含油气情况等信息。指导水平井钻进的方法之一是连续观察、描述含油岩屑百分含量的变化,根据描述结果和收集资料及时绘制地层剖面图(如图1,结合井身轨迹和地下地质构造提出合理导向意见。2.2利用钻时录井解释地层剖面钻时具有较好的实时性,能及时反映地下岩石的可钻性,利用钻时

5、曲线可定性判断岩性,解释地层剖面。但由于其影响因素较多,因此在利用它进行地质导向时,一定要考虑钻压、钻盘转速、单驱或双驱等因素的影响。钻时曲线与录井剖面相结合(如图1,是划分层位,与邻井作地层对比,修正地质预告,卡准目的层,判断油气显示层位,准确钻井取心位置的重要依据。213利用气测录井判断、区分目的层利用气测含量、定点测量的钻井液含气饱和度、钻井参数、钻井液参数结合岩心岩屑等资料,即可对油气层作出综合解释和评价2。气层。全烃曲线急剧上升,显示时间大于所钻储层时间,甲烷增高,乙烷、丙烷微增,甲烷相对含量高,可达95%100%,乙烷、丙烷含量低,一般小于5%或无。岩屑不含油或仅有荧光显示,钻井液

6、密度下降,粘度上升,槽面有气泡,钻井液体积增大。油层。全烃曲线急剧上升或显著上升,且显示时间大于所钻储层时间,甲烷、乙烷、丙烷、丁烷都增922021年第12期内蒙古石油化工收稿日期:2021-02-15作者简介:赵彬凌(1981,男,四川广元人,硕士研究生;现从事油气井工程方面的研究工作。高,甲烷相对含量一般低于气层,重烃含量高于气层,岩屑含油,且滴水不渗,钻井液密度下降,粘度上升,槽面有油花、气泡 。 图1水平井录井综合解释模板气水同层。全烃显示、烃组分相对含量、岩屑 显示等与气层显示基本相同,但气测显示时间小于所钻储层时间。油水同层。全烃显示、烃组分相对含量、岩屑显示等与油层显示基本相同或

7、低于油层显示,显示时间小于所钻储层时间。含油水层。全烃显示、烃组分相对含量、岩屑显示等低于油水同层显示,显示时间小于所钻储集层时间,岩屑录井一般为含油级别较低的油砂。水层(含气。不含溶解气和残余油的水层,气测曲线上无异常显示,有时出现H 2和CO 2非烃气体。含少量溶解气和残余油的水层,全烃增高,烃组分相对含量高低不等,有时H 2增高,岩屑不含油。214利用烃气湿度比值法划分区带湿度比:W h =(C 2+C 3+C 4+C 5(C 1+C 2+C 3+C 4+C 5100%(1平衡比:B h =(C 1+C 2(C 3+C 4+C 5(2特征比:Ch =(C 4+C 5 C 3(3不同储集层

8、,其气测值全量曲线和W h 、B h 、Ch 三个比值的曲线各不相同,在目的储集层内钻进时,其曲线和数据值基本保持不变;一旦偏离目的层,其曲线和数据值就会改变,利用这个特征进行地质导向。W h 、B h 和Ch 、是通过准确判断储集层流体变化和油气水界面来对钻井进行导向的,这种技术是按照流体类型来确定界面,而不是随钻测井所用的通过伽马测井确定岩性界面。地质导向主要是基于W h 和B h 曲线的关系,来确定油气界面(W h 和B h 交叉和油水界面(W h 和B h 分离。至于用哪种组分比值引导钻进,取决于该层上下气体组分的差异,哪种组分比值变化更能说明是否偏离目的层,这主要靠人们对目的层的油、

9、气、水性质及储集层物性的了解程度。因此利用色谱气体比值实现水平井钻井是地质导向的一个重要组成部分。215利用定量荧光录井识别油气层定量荧光录井建立在岩心、岩屑和井壁取心录井基础之上,最大特点是对油气检测灵敏度高,能在现场快速发现并初步定量评价储层性质,与其它录井方法相结合,可大大提高油气层的发现率和判识的准确率。原油中发光的物质是不饱和烃及其衍生物。各地层所产生的原油都具有唯一特征的荧光光谱。但同一种油源的原油,其中的芳香族化合物的含量是相对稳定的,多环芳烃与荧光强度之间存在着一种线性关系。表1定量荧光分析值与不同含油级别荧光系列对比原油性质油层油水同层含油水层12级11级10级9级8级7级2

10、1911748768149149109利用荧光谱图的特征、最大峰值及对应的波长位置、油性指数等主要参数,可以确定储层的原油性质,可从样品荧光分析数据初步判别储层样品的含油气丰度。一般情况下,油性指数越小,原油性质越轻。主波长越短,油质越轻,从荧光光谱上可以反映出原油的成分、成熟度及油质轻重等特征。定量荧光分析值直接反应地层的含油井段。定量荧光分析值随含油丰度增加,值相对较高。3现场应用情况3内蒙古石油化工2021年第12期综合录井水平井地质导向技术在辽河油田杜X 1井地区进行了现场应用,取得了满意的效果,应用情况如下:杜X 1井录井中监测到,不论是从平面图(图2,还是三维立体图(图3都显示实钻

11、轨迹偏离设计轨迹,且没有中靶。但从C 3曲线沿井身轨迹变化视图,可以看出油气显示好。所以,争得甲方同意该井没有进行井身轨迹的调整,而是继续钻进,最后获得高产 。杜X 2井:气体参数储层评价实时跟踪曲线与斯伦贝谢公司井下仪器测量的地质导向曲线之间的对比图。气体参数储层评价实时跟踪曲线显示井深2021米时刻该井钻遇油层,这一结论得到随后井下导向仪器测量的、曲线的证实。该井利用气体参数储层评价曲线在20212021米实时解释为油层,与该井最终解释结论一致 。图4气体参数实时跟踪与测井解释结果对比图综上所述,由于相关因素的影响,单一的录井或测井解释存在一定误差。及时有效地进行录井和测井的对比分析,可以

12、提高油气解释的精度和准确性。普通井不可能都应用LW D 进行地质导向,那么在这种情况下,更离不开综合录井来指导水平井的钻进。4结论在辽河油田的实践运用,证实了利用综合录井资料来指导水平井钻进的方法是可行的;对水平井实施地质导向离不开综合录井,最有效的地质导向方式为综合录井+MW D (LW D 。目前,水平井钻井的录井地质导向的应用程序不够直观,需要开发一套专门针对综合录井地质导向的应用软件,用于实际井资料的分析处理和预测,为水平井钻井提供合理的钻进方案。参考文献1王升永,宋庆田,李富强,等.综合录井在水平井钻进中的作用.大庆石油地质与开发.2004;23(3:14.2李丰收.最新石油关键技术

13、应用手册,2007.3刘波,刘振,王广运,等.大庆老区水平井地质设计方法J .大庆石油地质与开发,2003,22(5:4647.4何宏1气测录井监测评价油气储层技术研究.天津大学博士学位论文,2003,1416.5蒋林军,常规技术条件下水平井大斜度井地质导向技术探讨.西部探矿工程,2005.A probe i n to geosteer i ng of com pound logg i ng of hor izon ta l wellsAbstract :LW D (L ogging W h ile D rilling do se a very good w o rk in geo steer

14、ing .B u t conven ti onal LW D has som e sho rtcom ings (such as h igh co st p rice and b lind area w hen drill b it is m ak ing ho le in hydrocar 2bon reservo ir w ith LW D .A nd LW D is m erely u sed in o rdinary o il w ells .B ased on the p rob lem s m en ti oned above ,th is article in troduces

15、a low co st m ethod of ho rizon tal w ells geo steering w ith com pound logging and has a research on the ru le of th is m ethod .In view of the p ractice of th is m ethod in L iaohe O il F ield ,com 2pound logging is essen tial in ho rizon tal w ells geo steering .In sho rt ,the m o st efficien t g

16、eo steeing is com 2pound logging com b ined w ith MW D o r LW D .Key w o rds :Ho rizon tal w ell ;Com pound L oyying ;Geo sreering ;MW D132021年第12期赵彬凌等综合录井水平井地质导向方法探索综合实践活动实施模式的初步实践与探索海盐县于城镇中心小学金宏章海盐县教育局教研室沈雪明 【论文摘要】综合实践活动作为新课程改革的亮点，同时也是实施的难点，这固然有多方面原因，其中缺乏可以借鉴的操作模式也是教师们难以实施这门课程的原因之一。在这几年的教学实践中，我们摸索

17、出了五种实施综合实践活动的基本模式，实践证明，这些活动模式是切实可行的，我们完全可以利用本地资源选用适合模式开展丰富多样的综合实践活动。这五种模式是：（1）小课题研究性学习活动。例：葡萄扦插成活率的探索、甲鱼生长的秘密、千福梨丰产技术调查等。（2）小项目设计性学习活动。例：生日卡的设计、创意衣架设计和制作、兔子自动饮水器设计（荣获县小发明一等奖）、安全镰刀设计（荣获省小发明三等奖）等。（3）班队主题综合性学习活动。例：夸夸我的家、学校的昨天、今天和明天、我为学校绿化献良策等。（4）小考察体验性学习活动。例：参观于城特种水产养殖场、参观百亩葡萄园、参观长毛免良种场等。（5）社会参与实践性学习活动

18、。例：植树活动、敬老院慰问孤寡老人、上街清理墙壁污染等。一、模式的主要特征1强调综合性。模式设计是以学习者的直接经验或体验为基础而实施的，是在学习者的直接经验基础上对学科知识的综合运用，是对学科逻辑体系的超越。在内容上，强调以主题单元设计的方式把品德教育、科学教育、社会教育、艺术教育、劳技教育等有机整合；在学习方式上，注重把观察、手工制作、访问、实地调查等多种方式有机结合；在功能上，关注学生兴趣、态度、能力、知识等多方面的综合，注重各方面素质的全面提高和协调发展。2体现开放性。综合实践活动课程是融于生活之中的，因而，它必须是开放的。综合实践活动教育的开放主要体现在活动目标、活动内容、活动方式等

19、方面。模式设计从生活中选择活动主题和内容，注重学生对生活的感受和体验，引导学生热爱生活，并能健康愉悦地、自由而负责任地、智慧而富有创意地学会生活。3突出实践性。模式设计从以学习系统书本知识为目的的教育转向侧重让学生通过生活实践、社会实践和科学实践的实践性学习。强调学生的动手操作和亲身体验，注重从实践活动中选择活动主题及内容，关注学生在活动中的直接体验和亲手操作，以获得现实社会最直接的感性经历，获得对自然界和社会各种现象最鲜活的体验，培养学生的综合实践能力。4重视探究性。模式设计体现学生活动的自主探究性，从把教师作为知识唯一来源和权威转向学生自主的探究式学习，让学生从被动的接受性学习走向主动的探

20、索与发现，从注重结果与定论的教育转向以活动为主的创造性学习，在引导学生开展丰富的探究性学习活动中，帮助学生学会实践、学会探究、学会发现，培养学生的实践能力、综合运用知识的能力、探究创新的能力，养成良好的个性品质。二、模式的框架结构发现问题，选择主题自由建组，聘请老师提供信息协调人员引领过程引导评价总结引伸制订方案，准备实施开展活动，收集资料形成结论，展示交流应用实践，拓展提升模式一：小课题研究性学习活动指导协助教师学生模式二：小项目设计性学习活动课程资源包劳动与技术科技活动确立项目任务分工协作探究交流提升成果展示提供背景地方特色认识自我科技创新确立主题分工合作拟定方案教师指导实践操作课内课外成

21、果展评口头书面图片录像生成拓展模式三：班队主题综合性学习活动总结交流提出考察主题考察前准备考察经过方案、联系模式四：小考察体验性学习活动特殊人群准备服务与实践生产劳动公益活动服务活动家庭农业社区公益模式五：社会参与实践性学习话动三、模式的实施操作1、小课题研究性学习活动。在教师的指导下，学生用类似科学研究的方法，主动获取知识，解决问题。在教学实践中，我们注意选题切口小，学生有兴趣，可以操作。小课题研究性学习一般经历6个环节：（1）、发现问题，选择主题；（2）、自由建组，聘请老师；（3）、制订方案，准备实施；（4）、开展活动，收集资料；（5）、形成结论，展示交流；（6）、应用实践，拓展提升。小组

22、人员一般由57人组成，一个小课题从选题到结题一般一两个月为宜。 例如小课题一亩地效益的调查，学生首先发现，在自已的村子里，各家各户种植的作物各不相同，爸爸妈妈也常常为自家种什么而争论不休，于是就产生了问题：一亩地种什么效益最高？有了主题，组成一个调查小组，并聘请了班主任陈老师担任指导老师。在老师的指点下，他们制订了课题实施方案。按照实施方案，小组成员分别向种水稻、梨树、葡萄、油菜的农户调查，又向养殖甲鱼、白鱼的农户了解。通过调查得到一亩地种养殖效益数据如下：一亩地种（养）殖效益调查排行榜名称利润（元）名次甲鱼69501葡萄55852梨（套袋）50603白鱼17004西瓜+晚稻9695油菜+晚稻

23、788.26大麦+晚稻527.87晚稻4308学生们得出了“一亩地养殖甲鱼经济效益最高”的结论，他们还把调查研究的结论印成小传单发放农户，使小课题研究成果产生一定的应用价值。2、小项目设计性学习活动。在教师的指导下，学生通过对所学知识的综合运用，设计并制作一个小项目的学习活动。全班学生围绕一个项目共同参与设计和制作，大多在课内完成。资源来自综合实践活动资源包，劳动与技术或者学生生活中感兴趣的问题。例如，一个广告的设计，一项工具的改革设计，一个生活用品的设计制作，队报的设计编写，时间约1至3课时左右。它一般经历5个步骤：（1）、确立项目；（2）、任务分工；（3）、协作探究；（4）、交流提升；（5

24、）、成果展示。例：省编四年级劳动与技术下册第4课 小镜框，课文要求用彩色卡纸编制一个小镜框，教学中，我把它整合到综合实践活动中去。活动是这样设计的：A、创设情境，确立项目。为自已设计一张档案卡。B、提出目标，任务分工。讨论档案卡上应该有哪些信息？然后分为4人小组，任务分工，共享材料、工具等资源。C、收集资科，协作探究。通过认识自我，收集个人信息，运用语文、美术等综合知识确立设计方案，协作探究。D、实践操作，交流提升。在学生探究过程中，教师及时发现亮点，让有创意的同学作介绍交流，提升整体制作水平。让学生自我评价，设最佳创意奖；最佳美术奖；最佳设计奖等，以鼓励学生为主，然后让学生自已布置一个小小展

25、览。 3、班队主题综合性学习活动。在教师的指导下，全班围绕一个主题，开展综合性探究活动，在主题统领下，再确立若干个子课题，由全班同学组成若干个小组去完成。这种形式的综合实践活动主题集中，便于教师指导和管理，操作起来也容易。它一般经历6个环节：（1）、提供背景；（2）、确立主题；（3）、拟订方案；（4）、分组操作；（5）、成果展评；（6）、生成拓展。例如 学校的昨天、今天和明天这个活动，活动班级共有50人，分成6个研究小组，从3月份开始，他们开展社会调查，1、2组重点是调查学校的过去，3、4组重点调查学校的现在，5、6组探究学校的未来。6个小组分别采访了学校的附近的老爷爷老奶奶，了解学校变迁的情

26、况，我们又采访了退休的老教师，采访了校长，向校长了解学校发展的情况，为了了解得更详细一些，他们在老师的帮助下，来到档案室，借阅了许多资料，摘录了许多关于学校的内容，最后根据收集的资料设计成一个主题班会，展示了他们的成果。4、小考察体验性学习活动。学生在教师的指导下，走上社会，围绕一个主题进行参观访问的一种考察型学习活动，这种小型的考察活动目的是让学生去接触和了解社会，增加对社会的认识和体验。它一般要经历这么4步：（1）、提出考察主题；（2）、考察前准备；（3）、考察过程；（4）、总结交流。例如组织参观考察文化古迹，商业建筑，文化艺术展览，在农村可组织参观养殖大户，种植大户，乡镇企业等活动。下面

27、描述的是我们实施的一个小考察体验活动：10月的一天，我带学生来到于城镇构塍村王代妹家的养殖场。当我把学生领进“特种水产养殖场”的大门时，学生们几乎都睁大了眼睛，“哇！哇！”地叫起来，这是一个占地53亩的养殖场，场内鳖池21.5亩、鱼池2亩，鳝鱼池8亩，温室幼鳖池1000多平方米，池塘四周桃、梨、桔、柿果树排列成行，红花绿树点缀在房前屋后，整个养殖场布局合理，环境优美。王代妹的养殖场是海盐县“一优二高”农业示范户，也是我校学生的劳动实践基地。这一批学生是第一次来养殖场参观，虽是长在农村的孩子，但对上规模，又科技含量高的养殖场，他们还是第一次看到，怪不得他们个个是惊叹不已、激动万分。王代妹是一位4

28、0多岁的农家女（如今是嘉兴市政协委员），她一见我们立刻放下手中的活儿，热情地迎上来，她把我们安排在草坪上坐下，向我们介绍起她的脱贫致富路。她说她家曾经是“二间破房五口人，年年透支二百十”的贫困户。为了寻找脱贫之路，89年她就选择了养鳖这个项目。为了尽快掌握养鳖技术，她从书店里买回一大摞水产养殖的科技书，从市场上购了15只鳖放在大小缸里实验。每天对鳖的生活习性进行观察记录。为了拓宽自己的知识面，她参加了浙江科技报函授学习。经过二年的实验，记录了几大本观察日记，终于初步掌握了养鳖的技术要领。接着先是在自留地上建起一只40平方米的鳖池，当年就获利500多元，于是她就像滚雪球似的逐年扩大规模，直至发展

29、到今天的占地53亩，产值三百多万元的水产特种养殖场。王代妹的一番创业介绍，激起了孩子们心中的层层波浪，大家对眼前这位貌不惊人的阿姨肃然起敬。接着王代妹带着学生参观了锅炉房，露天养鳖池，全封闭温室育鳖池等等。一路上，学生们的脸上神色各异，有惊诧的，疑惑的，快乐的果然，他们终于忍不住纷纷向王代妹采访，把一串串问题抛向了这位远近闻名的养殖大户。“你们养鳖一年有多少收入？”“鳖吃什么食物？”“天气对鳖的生长有影响吗？”“为什么要建温室鳖池？”“鳖和鱼能混养吗？”王代妹见学生这般好问，非常高兴，又见大家都拿着笔记本，就很耐心地为孩子们一一作了解答。她讲得慢，又仔细，这使大家脸上洋溢着收获的微笑。临了，王

30、代妹拿出一个大口玻璃瓶，里而放着6只铜钱那么大的小甲鱼，送给学生们。让同学们带回去饲养实验观察。大伙儿高兴得几乎跳起来，朱欢欢忍不住大声说：“这阳光课堂真让我们收获不少！”5、社会参与实践性学习活动。社区服务主要通过学生在本社区以集体或个人形式参加各种公益活动，进行社会责任意识、助人为乐精神的教育，为社区的建设和发展服务。我们注重在教师的指导和带领下，让学生参与到一般的社会实践活动领域之中进行实际的生产活动。活动一般有三个环节：（1）、选择内容；（2）、联系准备；（3）、实地服务。社会参与实践性学习包括三方面内容：学习为特殊人群的服务；参加公益活动；参加适合小学生年龄特点的农业生产劳动。例如去

31、乡镇敬老院为孤寡老人服务，为军、烈属、孤寡老人服务劳动，节日来临，上街开展清除乱张贴广告公益活动或为公共场所做清卫工作等。四、模式运作的基本策略1、课内课外。综合实践活动需要学生走向社会，但课内依然需要。我们把综合实践活动分为课内和课外两个部分：课内作准备，课外搞活动；课外参与实践，课内展示交流。课内活动形式大致有以下几种类型：类型特点学习类课型优秀案例、优秀活动方案的学习，小论文、实验报告、调查报告等文稿写作的学习。讨论类课型讨论选题、小课题论证，讨论各类调查表格的制订、方案、小论文、实验日记的撰写等。交流类课型方案制订的交流，课题实施阶段性交流，在过程中遇到问题的交流等。研究类课型小制作、

32、小发明、小设计等，材料整理、归类、数据统计等，操作类课型纸工编织、绘图设计、模型制作等小项目。展示类课型结题报告会、新闻发布会、图片展览会、主题队会，作品展示、成果答辩等。课外根据不同的主题，采用不同的模式走出校园，组织学生考察参观本地的效益农业，访问种养殖大户，更多的时间是以小组为单位，利用节假日，双休日展开社会调查，组织小种植、小养殖实验，开展小发明活动，把课内和课外有机地接合起来。2、课时使用。 实行弹性课时制，根据实际需要，灵活安排，保证每周三课时的活动总量，（信息技术教育、劳动与技术教育课时量平均每周各1课时，研究性学习、社区服务与社会实践的总课时量平均每周1课时）。课时集中使用与分

33、散使用相结合，如一两节课就能完成的短线活动，就安排在固定的课时完成，如长线活动或需要几位老师合作的课题，需要时间较多时，可以向组长请示，临时调整。采用每周同一时间安排综合实践活动有利于教师的指导，减少学科教学与综合实践活动的冲突。3、教师的定位。教师是学生综合实践活动的指导者、合作者与支持者。在活动中，教师不是知识的直接传授者，不是“教”教材的人，而是为学生的活动创造必要的环境和条件，启发、引导学生与周围的环境积极地相互作用，主动地去开展活动，运用知识，获得直接体验。4、学习方式。新课程一个重要目标是要改变教与学的方式，综合实践活动必须确立学生在学习中的主体地位，每个主题活动都需要学生在“做中

34、学”，不断探索和解决问题，需要的是学生通过直接经验的“体验式”学习，而不是依赖教师获取知识，教师的作用主要通过间接指导来实现。5、对学生的评价。本文总结模式的动作，要重视学生的精神成长，重视学生非显性的态度、观念、思考方法、情绪情感的发展，不要以知识技能习得的程度来决定学生成绩的优劣。第18卷第4期1996年11月西南石油学院学报Journal of Southwest Petroleum Institute Vol. 18No. 4Nov 1996水平井钻井过程中钻井液污染油层特点及保护对策李健杨柳张健(石油工程系摘要本文阐述了水平井钻井过程中油层损害的特点,法, 并提出了用于水平井钻井的钻

35、井液选择原则。主题词水平井; 油层损害; 钻井液中图法分类号TE 258, 。然而, 由于水平井中以较长井段, , , 因此, 减少水平井钻, 而且愈来愈受到重视。1水平井钻井过程中油层损害的特点水平井钻井过程中, 钻井液中固相和液相侵入油层仍是造成油层损害的主要原因。同直井相比, 水平井中钻井液造成污染的程度要更为严重, 污染带的位置也略有不同。这主要是由水平井钻井特点决定的:(1 水平井钻井中, 由于水平段在油层段钻井时间较直井要长得多。这样钻井过程当中油层同钻井液接触的时间长, 造成污染的机会随之增加。(2 水平井完井通常大都不采用射孔完井, 这样无法采用直井中利用射孔穿透污染带减少污染

36、的方法, 增加了消除损害的难度。(3 水平井中每单位长度的产油段的压力降比直井产油段压力降低, 因而生产中反排清除固相侵入造成孔喉或裂缝堵塞的能力下降。(4 水平井中油层损害带的位置也同直井存在显著差异。如图1、2所示。 图1直井钻井中钻井液对油层图2水平井钻井中钻井液对油层损害的污染带示意图损害的污染带示意图在水平井钻井过程中, 钻井液在油层形成的污染带较直井要深, 且水平段端部污染更严19960423收稿致, 而且钻井液滤液还应同地层流体(矿化水、地层原油 相配伍。(3 钻井液形成的泥饼还应容易反排清除掉和使用酸液或溶剂溶解掉。一般要求启动恢复反排的门限压力, 不应高于510psi , 即

37、要求暂堵材料要能够非常容易反排解除。同时渗透率恢复值在80%以上。(4 钻井液体系组成简单、稳定, 而且经济、易操作。此外, 钻井液类型及其性能的选择还应考虑根据采取的完井方法来确定。下面是Baker Haghes 公司国外水平井钻井中的完井液采用的MMH/微细碳酸钙(钻井液A 、微细碳酸钙/聚合物(钻井液B 及微细盐粒/聚合物(钻井液C 等清洁体系大致组成和性能如表1。表1典型钻井液组成和性能成分钻井液A 钻井液B 钻井液C 基浆:bb1增粘剂/bb1MMH , lb/ , 纯碱,1b/bb1NaOH ,1b/bb1细大理石或云石颗粒, 1b/bb1KCl (%重量 密度,ppg塑性粘度,m

38、Pa. s屈服值,1b/100sq. ft静切力,1b/100sq. ftPHAPI 失水,CC/30min 984. 51. 0250. 50. 714310. 52951445910694 5029. 31921568. 44. 8饱和盐水7462105132481491. 8其中使用的聚合物大都为可降解的聚合物。这种完井液保护油层的基本思路是在钻井液中加入同地层孔隙大小及分布相匹配的微细碳酸钙和盐粒, , (不超过1cm 。而当完井后, 通过聚合物的降解, 降低了封堵层的强度, 利用反排或酸流可使渗透率迅速恢复。4结论和建议(1 由于水平井中水平段同油层接触长, 同钻井液接触时间长, 完

39、井通常采用取裸眼或衬管完井, 而且水平油层段压降低, 使水平井钻井中钻井液造成油层损害潜在趋势和程度较直井大, 而且清除困难。(2 水平井中钻井液损害机理同直井相同, 只是程度上和污染带位置上的差异。(3 保护油层的钻井液选择应是尽可能减少钻井液滤液和固相侵入。(4 钻井液体系建立还需要依据室内岩芯流动试验的实验结果。参考文献1N G GRUBER , K L ADAIR . New Laboratory Procedures For Evaluation of Drilling Induced FormationDamage And Horizontal Well Performance.2

40、D Brant Bennior , F Brent Thomas , Douglas W Benion . Laboratory Coreflood Tests To Evaluate andMinimize Formation Damage In Horizontal Wells.Study of Damage of Cement Slurry to Formation , JSWPI, 1996, 18(4 :1927On the basis of the hole -buttom model ex periment , this paper studies the damage of m

41、ud and cement slurry to foemation. The study shows that the damage of mud is more serious than that of cement slurry. Since the aggressive quantity of cement particles and filtrate is limited by the percolation properties of inner and outer mud cakes and rock core , the damage of cement slurry to fo

42、rmation is therefore decresed. The damage in the area 122cm inside the wellface is resulted mainly from plugging of grain , while the damage to the formation 2cm away from the wellface is resulted from the precipitates of filtrate of cement slurry. This paper also analyzes the pollution depth , the

43、filtrate composition , the quantity of precipitates , and the separation sequence.K ey w ords :Formation damage ; Pollution zone ; Cement slurry ; Filtration rate ; Filtrate ; Grain ; Settling Guo Xiaoyang (Dept. of Petroleum Engineering , SWPI , Sichuan , 637001Establishment of Mathematical 3D Prop

44、agation and , JSWPI, 1996, 18(4 :The fracture propagate in three directions of length , width and height. , to the design of hydraulic fracturing and assure successful operation , a for hydraulic fracture three dimensional propagation is presented in the paper. The model takes into account the effec

45、t of the heat transfer in the wellbore and fractures durin g fracturing fluid injection on fracture geometry. On the basis of this , and according to the fracture conductivity needed by each segment of fracture , this paper determines the in -situ area sand concentrations for each se gment and the s

46、and ratio of the corresponding surface injection segments.K ey w ords :Fracturing design ; Fracturing fracture ; 3D model ; Flow conductivity ; Fracturing sand Liu Shuzhi (Dept. of Petroleum Engineering , SWPI , Sichuan , 637001Optimum Selection of Full -Size Pulsed Jet Nozzle , JSWPI,1996, 18(4 :36

47、38In order to attain the proper size matching the oscillating cavity of the full -size pulsed jet nozzle , this paper , having made an optimization of the full -size pulsed jet nozzles , obtains the four optimum matching sizes. The power of the optimum full -size pulsed jet nozzle is 1. 5times that

48、of the ordinary ones of the same size. The washing sand brick experiments show that the above optimum study is reliable.K ey w ords :Bit mozzle ; Hydraulic jetting laboratory testing ; Parameter optimumY ang Xiufu (Dept. of Petroleum Engineering , SWPI , Sichuan , 637001Characteristic of Drilling -F

49、luid -Polluted Reservoir in HorizontalWell Drilling and the Protective Game , JSWPI, 1996, 18(4 :3942The paper expounds the characteristic of polluted reservoir resulted from horizontal well drilling , introduces the damage evaluating method with flow experiment , and presents the selecting principl

50、e of drilling fluid in horisontal well drilling.K ey w ords :Horizontal well ; Formation damage ; Drilling fluidLi Jian (Dept. of Petroleum Engineering , SWPI , Sichuan , 637001Study on the Determination of Formation Invasion and Damage Depth重些。同时由于在水平段上K H (水平渗透率 和K V (垂直渗透率 大小不一样, 导致污染带呈不均匀分布。所以,

51、水平井钻井过程中钻井液对油层污染程度和污染带有其特点。2减小水平井钻井过程中油层污染的室内岩芯流动实验评价方法通过室内实验技术, 正确选择钻井液体系, 将由钻井液侵入油层造成的油层损害减至最小程度。目前国外普遍采用泥浆滤失实验(Mud Leakoff Test 1,2来确定水平井使用的减少污染的钻井液和相应技术措施。其功用在于:a . 直接评价钻井液失水;b . 评价降滤失剂的效果;c . 确定滤液侵入深度;d . 确定钻井液入侵引起的渗透率损害程度 。图3室内岩芯测试装置2. 1主要实验测试装置实验装置及流程, 如图3所示。其中, 烘箱温度可调至与油层温度相同; 岩芯尺寸为3. 81cm (

52、OD 5. 08cm (L , 岩芯放在岩芯夹持器中; A 泵按所需的剪切速率, 恒速将泥浆注入岩芯面上; B 泵以恒压在反方向上运行, 回收流出的泥浆, 并保持所需的过载压力; 回压调节器固定在岩芯顺流另一端面, 在整个试验中维持模拟的油藏孔隙压力。2. 2实验准备(1 岩芯选择通常利用未被污染和经萃取的储层岩芯。若是均质地层, 则直接钻取3. 81cm (OD 岩芯。如是非均质地层, 则用全直径岩芯, 并使用“横向流”头, 使滤液能平行到达岩芯材料的高渗透区(如裂缝、孔、洞等 。(2 流体选择未氧化、未污染的地层原油样品被用于评价油藏。湿润的N 2气体常用于评价气藏。油层产出的水或重新组配

53、的仿地层水用以模拟地层原始水饱和度。(3 润湿性恢复使未经保护的岩芯样品恢复原有润湿性非常必要。具体操作过程是:将经清洁和萃取的岩芯样品抽真空; 用地层水饱和岩芯37天, 以建立平衡; 在地层温度和模拟上覆地层压力作用下, 使用地层原油注入岩芯样品中, 缓慢循环42天。2. 3钻井液流动试验步骤(1 将岩芯置于地层温度下, 围压达到上覆地层压力, 这样有效过载压力可以模拟油层中的有效孔隙压力。(2 以较低注入速度沿1#流动方向注入地层原油, 得到达到束缚水饱和度S wi 下的原油渗透率, 如图4。(3 在与(2 相反的流动方向(2#流动方向 上, 如图5泵入测试的钻井液, 并在规定的过平衡压力

54、下与岩芯进行动态接触, 记录滤失量随时间的变化, 并绘出液体滤失量和速度与时间的动态关系曲线, 实验中过平衡压力的大小由钻井液密度大小与油藏压力大小共同来确定。 图4恢复渗透率试验图5动态滤失实验(4 保持岩芯处于过平衡压力下继续注入泥浆, 直至泥浆滤失停止或达到稳定的滤失速度。(5 再沿流动方向1#, 注入原油, 即反排( , 再次确定1#流动方向的原油渗透率。(7 , 以此图6滤失速率与接触时间关系图7渗透率恢复与流体流量关系从图中可看出, 在相同的接触时间下, 流体B 的滤失量最低, 并且能最快降低其滤失量, 或达到稳定的滤失速度。说明流体B 能迅速在岩芯表面形成致密堵塞, 其滤液侵入岩

55、芯浅。同时在反排时(类似于采油 , 由B 流体造成的渗透率损害又能较快恢复。因此, 同流体A 、C 相比流体B 的组分无论作为减小地层损害的钻井液还是相应的保护油层的技术措施都较为合理。3用于水平井钻井的钻井液体系和选择原则目前国外水平井钻井中普遍采用的钻井液体系有五种:聚合物泥浆; 油基泥浆; 清洁水/盐水泥浆; 混合金属层状氢氧化物泥浆; 泡沫或充气钻井液。其中, 聚合物钻井液和清洁液体系由于其优越的滤失控制和滤饼易用酸或氧化剂清除的特点, 及有极强的防制地层粘土矿物水化膨胀造成地层损害的能力, 而被广泛采用。水平井钻井液和完井液体系选择应着眼于对油层损害程度降低到最小, 选择的原则是:(

56、1 钻井液应具备有效稳定井壁、优良润滑性能、有效悬浮和剪切稀释的能力, 满足水平井钻井过程的要求。(2 能够较快地形成致密的泥饼(尤其是内泥饼 , 控制钻井过程中钻井液内固相和滤液的进一步侵入。这就要求钻井液中固相颗粒尺寸大小应同地层孔隙大小及其分布相一第一章1钻井液：油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液又称做钻井泥浆（Drilling Muds），或简称为泥浆(Muds) 2完井液：在油气井完井作业过程中所使用的工作液统称为完井液，这些作业包括钻开油层、下套管、射孔、防砂、试油、增产措施和修井等。因此从广义上讲，从钻开油层到采油及各种增产措施过程中的每一个作

57、业环节，所使用的与产层接触的各种工作液体系统称为完井液。3钻井液的功能: 1携带和悬浮岩屑(这是钻井液首要和最基本的功用)2稳定井壁和平衡地层压力3冷却和润滑钻头、钻具4传递水动力5获取井下信息6。保护油气层4钻井液类型：1.分散钻井液2钙处理钻井液3盐水钻井液4饱和盐水钻井液5聚合物钻井液6钾基聚合物钻井液7油基钻井油8合成基钻井液9气体型钻并流体10保护油气田钻井液。5钻井液的常规性能：密度、漏斗粘度、塑性粘度、动切力、静切力、API滤失量、HTHP滤失量、pH值、碱度、含砂量、固相含量、膨润土含量、滤液中各种离子的质量浓度6钻井液密度的调节方法：加重钻井液密度方法： 加重材料是提高钻井液

58、密度最常用的方法。在加重前，应调整好钻井液的各种性能，特别要严格控制低密度固相的含量。一般情况下，所需钻井液密度越高，加重前钻井液固含及粘度、切力应控制得越低。可溶性无机盐也是提高密度常用方法。如保护油气层清洁盐水钻井液，通过加入NaCl，可将钻井液密度提高至1.20 g/cm3左右。降低钻井液密度方法：为实现平衡压力钻井或欠平衡压力钻井，通常降低密度的方法有以下几种：(1)清除无用固相: 最主要的方法用机械和化学絮凝的方法清除无用固相，降低钻井液的固相含量。(2)加水稀释:但往往会增加处理剂用量和钻井液费用。(3)混油:但有时会影响地质录井和测井解释。(4)充气:钻低压油气层时可选用充气钻井

59、液等。8钻井液的固相含量：钻井液固相含量通常用钻井液中全部固相的体积占钻井液总体积的百分数来表示，固相含量的高低以及这些固相颗粒的类型、尺寸和性质均对钻井时的井下安全、钻井速度及油气层损害程度等有直接的影响。因此，在钻井过程中必须对其进行有效的控制。第二章一、常见的粘土矿物类型：高岭石、蒙脱石、伊利石二、阳离子交换容量：指在分散介质的PH值为7的条件下，粘土所能交换下来的阳离子总量，包括交换性盐基和交换性氢。以100g粘土所能交换下来的阳离子毫摩尔数来表示，符号位CEC。三、影响粘土水化膨胀的因素:(1)因粘土晶体的部位不同，水化膜的厚度也不相同。层面上水化膜厚，端面上薄。(2)粘土矿物不同，

60、水化作用的强弱也不同。蒙脱石、伊利石、高岭石(3)因粘土吸附的交换性阳离子不同，其水化程度有很大差别。 (4)泥浆中可溶性盐类及泥浆处理剂的影响.可溶性盐类，减低z电位.有机处理剂的亲水基团，被粘土吸附后形成较大的水化膜。四、胶粒扩散双电层的形成:由于胶体粒子带电，在其周围必然分布电荷相等的反离子，以保持整个分散体系的电中性。于是在固液界面形成的双电层。 双电层中的反离子，一方面受到固面电荷的吸引，不能远离固面；另方面由于反离子的热运动，又有扩散到液相内部去的能力，这两种相反作用的结果，使得反离子扩散的分布在界面周围，构成扩散双电层。五、电动电位:从滑动面到均匀液相的电位降。特点： 胶粒带电越

61、多，电位越高。 大小取决于吸附层内的静电荷数。影响电位的因素：1. 任何电解质的加入都要影响电位的数值，随着电解质浓度增大电位降低；2.电解质中反离子的价愈高，对电位的影响愈大；3. 如果电解质中反离子被强烈吸附到溶剂化层内，还可能引起电位改变符号（此即再带电现象）第三章一、钻井液流变性：指钻井液流动和变形的特性。二、流型：牛顿流体,塑性流体,假塑性流体,膨胀性流体(非牛顿流型).。三、静切力：一般情况下，钻井液中的粘土颗粒部在不同程度上处在一定的絮凝状态。因此，要使钻井液开始流动，就必须施加一定的剪切应力，破坏絮凝时形成的这种连续网架结构。这个力即静切应力，由于它反映了所形成结构的强弱，因此

62、又将静切应力称为凝胶强度。四、塑性粘度：当剪切速率增至一定程度，结构破坏的速度和恢复的速度保持相等(即达到动态平衡)时，结构拆散的程度将不再随剪切速率增加而发生变化，相应地粘度也不发生变化。该粘度即钻井液的塑性粘度。反映了在层流情况下，钻井液中网架结构的破坏与恢复处于动平衡时，悬浮的固相颗粒之间、固相颗粒与液相之间以及连续液相内部的内摩擦作用的强弱。影响因素: (1)钻井液中的固相含量。这是影响塑性粘度的主要因素。一般情况下，随着钻井液固体颗粒逐渐增多，颗粒的总表面积不断增大，所以颗粒间的内摩擦力也会随之而增加。(2)钻井液中粘土的分散程度。当粘土含量相同时，其分散度愈高，塑性粘度愈大。(3)高分子聚合物处理剂。钻井液中加入高分子聚合物处理剂会提高液相粘度，从而使塑性粘度增大。显然，其浓度愈高，塑性粘度愈高；相对分子质量愈大，塑性钻度愈高。五、表观粘度(AV)：也称有效粘度，是指在一定剪切速率下，剪切力与剪切速率的比值为表观粘度。 六、动切力：是塑性流体流变曲线中的直线段在轴上的截距。它反映了钻井液在层流流动时，粘土颗粒之间及高分子聚合物分子之间的相互作用力的大小，即形成空间网架结构能力的强弱。动切力影响因素：（1）粘土矿物的类型和浓度。常见粘土矿物中，蒙脱石最容易水化膨胀和分散，并形成网架结构。随着钻井液中蒙脱石浓度增加，塑性粘度上升较慢，而动切力上升很快。高岭石和伊利