摘要：确定合理的井底负压差值对于欠平衡钻井至关重要。如果负压值过大,地面设备控制和处理困难,并可能导致地层坍塌、出砂,造成地层渗透率严重下降。因此,如何准确确定井壁失稳和储层损害的最大负压差,关系到欠平衡钻井工程的成败。文章根据岩石力学和渗流力学理论对井壁失稳的力学机理进行了分析,并基于摩尔—库仑准则建立了欠平衡钻井井壁失稳极限压差的数学模型。同时,针对欠平衡钻井储层伤害的问题,着重分析了储层应力损害的机理,首次提出并引入了井壁岩石破坏比的概念,通过大量岩心实验,得出井壁岩石渗透率与其所受应力之间的数学回归关系式和相应的极限压差数学模型。并结合新疆呼图壁气田呼3 井和石南4003 井2口井现场数据和相应地层层位的岩心力学实验数据,进行了实例计算模拟,此2 口井的钻井实践证实了文章中欠平衡钻井井壁失稳和储层损害的最大负压差确定的理论方法和数学模型的正确性,表明该数学模型对欠平衡钻井设计具有重要的实用意义。

摘要：对于钻探井和超深井,特别在地温梯度较高的地层中钻进时,按恒定的泥浆密度来计算井底静液柱压力的传统做法会产生较大的误差,往往给井底压力控制带来严重问题。一般情况下,井下温度对泥浆密度的负影响明显超过压力对泥浆密度的正影响,随井深增加,泥浆密度趋于减小势态。本文在实验研究的基础上,运用回归分析方法,提出预测高温高压下泥浆密度的非线性模型,而后采用带阻尼的非线性最小二乘法(即Levenberg—Marquart法)求出模型中各种参数。经检验,在不同温度和压力条件下,各种泥浆密度实测值与计算值吻合性相当好。该模型可直观地反映温度、压力对泥浆密度影响程度,可应用于确定不同井深处的泥浆密度和准确计算井底静液柱压力,从而为泥浆密度的正确设计提供依据。

摘要：叙述了自1977年Abrams发表著名的'1/3架桥规则'以来,钻井液暂堵剂颗粒粒径选择技术的发展:罗平亚等人提出的使用3%刚性粒子+1.5%可变形粒子+1%～2%软化粒子的屏蔽暂堵技术(1992);屏蔽暂堵技术的分形理论处理和最优化;各种粒径连续分布理论及其物理实验方法和计算机模拟方法求解;理想充填理论和d 90规则.建立了暂堵剂颗粒粒径优化选择的图解法,开发了相应软件:实测、计算或估算储层最大孔径d 90;测绘颗粒累计体积分数～颗粒直径平方根关系曲线,以d90点与原点间连线为基线,取曲线从右方最接近基线的暂堵剂粒径分布为最优化粒径分布,再稍加大大粒径颗粒的比例,得到理想充填最优化粒径分布.基于某储层岩心的实测孔喉数据和各种商品碳酸钙粉的粒度组成数据,采用所建立的方法求得,用作该储层钻井液中暂堵剂的300目、600目、1000目碳酸钙粉的理想充填最优化质量比为60∶30∶10.经这种钻井液污染的储层岩心,渗透率恢复率高达82.9%,而传统屏蔽暂堵、1/3架桥规则及空白的钻井液污染后的储层岩心,渗透率恢复率分别为65.5%,44.1%,39.2%.图3表3参9.

摘要：针对近年来国外在钻井液、完井液中通过加入暂堵剂对储层进行有效保护的研究进展进行了综述,重点介绍了实施暂堵的原理和一些新的方法,即①碱溶性微米级纤维素暂堵技术,这种暂堵剂能够对井壁进行快速封堵,减少钻井液中的固相和滤液侵入储层;②固相颗粒多组分滤失模型,利用该模型,可分别预测储层岩心受钻井液污染和反排后的损害深度及对渗透率的损害程度,又可用于对钻井液中固相的粒度分布状况进行优化设计,减轻固相对储层的损害;③反排时泥饼的清除机理,用初始流动压力的数学模型计算,初始流动压力随渗透率下降而增大,并随损害深度增加而增大,同时初始流动压力与反排速度呈线形增长的关系;④孔喉网络模型,可用于模拟微粒运移、沉积及发生堵塞的过程,并可优选暂堵剂尺寸,虽天然的多孔介质并不具有规则的结构,但可通过一个网络结构代替;⑤高渗储层暂堵技术,高渗储层的主要损害因素是固相侵入,因此需使用暂堵荆来形成低渗透泥饼,以防止固相和滤液进一步侵入。总之,油气层保护技术还需要进一步向前发展。

摘要：低渗透凝析气藏储层孔喉细小,渗透性差,黏土含量高,非均质性严重,因而容易因各种入井工作液侵入储层造成水敏、水锁等损害,并经常发生其特有的反凝析损害。结合吐哈油田巴喀低渗透凝析气藏,系统分析了低渗透凝析气藏的储层损害特征。室内评价实验表明,水锁是该储层的主要损害因素之一,渗透率损害率为65.23%-91.01%。在该区原用聚磺钻井液基础上,优选可有效降低油/水界面张力的表面活性剂,应用成膜技术与理想充填＂协同增效＂的储层保护新方法,优化设计出保护储层低损害钻井液;通过开展配伍性、动态污染等实验对该钻井液的储层保护特性进行了评价。室内实验结果表明,该钻井液具有良好的流变性与配伍性,可使储层岩心的渗透率恢复值从63.2%增至84.7%,具有明显的储层保护效果。

摘要：介绍了防漏堵漏钻井液评价新仪器、新方法——高温高压动态堵漏评价系统的组成、工作原理及使用情况。新仪器可以在模拟地层温度、压力、环形空间钻井液上返速度的条件下评价一系列人造裂缝和漏床动态堵漏效果,也可测量堵漏材料形成封堵层的最大承载能力及返排压力等。通过与老仪器的试验对比,新仪器设计新颖,结构合理,性能稳定,试验数据准确,是开展防漏堵漏钻井液研究的新仪器和新方法。

摘要：大修侧斜井在上部取套后,泥页岩地层经常出现井壁坍塌问题,造成卡钻、卡井下工具等复杂情况的发生,严重地影响了修井作业的正常进行。为了解决这一技术难题,在对井壁坍塌的物理化学机理进行研究的基础上,室内对聚合物絮凝包被剂、防塌剂和降滤失剂进行了评价和优选,研制出了两种对泥页岩水化具有强抑制性的水基修井液配方,印原浆+0.3％NPAN+0.3％RH-1+0.3％SKCM+0.1％PHAC;原浆+0.3％SPNH+0.3％JN-A+0.1％M101+0.3％SKCM。并提出了相应的实施方案和措施。经在15口大修侧斜井上使用,证实优化设计的修井液滤失量最低,塑性粘度为10～20 mPa·s,动塑比也相对较高(0.36～0.48),并具有一定的防塌效果,井塌发生率由原来的22.5％降至为零。目前这两种修井液正在大庆油田进一步推广应用。

摘要：通过研究温度对储层黏土矿物、孔隙度以及渗透率的影响规律,发现温度对储层孔隙度的影响较小,渗透率随温度的变化与孔隙度之间存在一定关系。在BP神经网络模型的基础上,将温度作为一个新的神经元引入到输入层中,通过对网络隐层数的优化设计和误差分析,提出了考虑温度影响的储层敏感性预测新方法,编写了相应的计算程序实现了敏感性预测的智能化。通过与室内实验结果对比,该方法精度大于83%,且受人为因素影响小,具有较高的预测精度,为高温条件下储层敏感性预测提供了一种新的手段。

摘要：欠平衡钻进时井底压力较高,会引起储层的伤害,而接单根时井底压力较低,将引起井眼的破坏,而井底压力可由气体和液体流量组合来控制。为了使欠平衡钻井中储层伤害和井眼失稳之间的矛盾最小化,给出了一套在给定地质、钻井条件下进行充气欠平衡钻井气液流量组合设计新方法,该方法利用欠平衡钻井井筒4相流体动力学模型,将已确定的井底压力安全窗口转换为地面气液体注入流量的安全窗口。此流量安全窗口中,地层孔隙压力限制了窗口曲线的上界,井眼坍塌压力为窗口曲线的下界,并由钻井液的携岩能力和井壁冲蚀曲线封闭而成。此设计方法采用电子表格软件绘制气液流量安全窗口,可直观地选择最优流量组合。使用该设计方法对新疆石南油田SN4003井的充氮气欠平衡钻井进行优化设计,并与钻井实效对比评价,证明了该方法较为可靠、实用。