2018年全国石油学子读书研讨会课题介绍

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组号

学术导师

研讨课题

第一组

程时清

致密油藏异步注采技术

第二组

郭小哲

我国油气田开发关键问题及技术发展趋势

第三组

黄中伟

连续油管钻井关键技术

第四组

李世远

深层岩石时间效应特性及其工程应用

第五组

刘伟

稠油热采出砂机理、预测方法与防砂技术

第六组

宁正福

页岩气微观渗流机理

第七组

宋先知

地热井高效取热技术

附:课题简介

(一)程时清:致密油藏异步注采技术

针对特低渗透水平井产量递减快的难题,研究多级压裂水平井同井缝间注采方法和异井异步注采方法、水平井水淹位置动态监测方法。同井缝间注采是通过注采分隔装置和注采阀,进行同井缝间注水和采油,将一般油田开发的井间驱替问题转化为缝间驱替问题。采用数值模拟方法计算表明同井缝间注采产量比CO2吞吐的产量高,稳产期长,开发效果好。异井异步注采是通过相邻水平井,实行注、停、采的异步注采方式。提出了特低渗透油藏有效开发方式。

针对低渗透油藏注水开发过程中的试井问题,提出了低渗透油藏压裂井裂缝导流能力不均匀试井解释方法、水平井水淹位置识别的试井方法、注水诱发裂缝试井解释方法、水平井来水方向的多井干扰试井解释方法,研制出高度商品化的新一代试井解释软件MPA,并进行了多个油田实际应用。

(二)郭小哲:我国油气田开发关键问题及技术发展趋势

我国年产2亿吨石油,1500亿方天然气,是当之无愧油气生产大国。在立足本土,跨国共享的主题思路指导,本土油气后备资源不足,现有资源开发和利用困难重重,高含水、低渗透、复杂断块、深层等已至开发中后期,持续经济高效的生产承受很大压力;致密油、页岩气、致密气等非常规资源刚开始起步,技术和管理都是在摸索中前进。复杂开发环境制约着油气持续发展,技术突破是打开障碍的最有效办法。基于以上,该课题通过读书,查阅资料等手段对以下内容进行研究:

1.总结我国油气田开发现状及面临的国内外环境;

2.总结我国油气田开发存在的关键问题;

3.分类调研各储层开发中的技术发展趋势;

4.提出技术发展对策。

(三)黄中伟:连续油管钻井关键技术

连续管钻井技术(CTD)的发展和应用始于上世纪90年代初,目前仍处于研究和开发的初级阶段。1991年,美国、加拿大、法国相继成功地试验应用了连续管钻井技术。近年来,世界上用连续管钻井的数量急剧增加。目前连续油管钻进技术尚处于初期研究阶段,需要进一步优化工作程序,研制出与常规钻井匹配的设备及工具。通过在法国、美国、加拿大和德国等地进行的先导试验表明,在已钻井眼内钻直井或水平井,以及在“浅油层”钻新井都是经济可行的。连续油管也可以用来在现有井中开窗侧钻、取心或电测、下尾管并固井、冲洗作业等。在完井过程中,可使用钻井用连续油管作业机直接进行射孔、增产措施、地层诱喷以及下入连续油管生产管柱进行生产等。

目前无论是磨铣开窗还是正常钻进,对井下马达的性能、寿命等要求都较高。同时,马达必须与所用的钻头相匹配,合理的钻头选择、配备适合的驱动马达以及钻头与地层之间的匹配性是保证连续油管钻井高效进行的必要前提。此外,井下小尺寸MWD、连续循环装置、反扭装置等仍需要进一步完善、以提高寿命和可靠性。

(四)李世远:深层岩石时间效应特性及其工程应用

随着石油工业的发展,油气勘探与开发目的层逐渐由中浅层转向深层和超深层。近年来,在全球范围内已证实:在当前主力中浅目的层系之下的盆地深层仍蕴藏着丰富的油气资源。。深层油气藏将是石油工业未来的主要发展领域之一,也是我国油气勘探开发实现重要突破的现实领域和必然趋势。。

在高温、高压、高地应力的复杂环境下,深部地层岩石可能从弹脆性转变成延塑性,同时可能伴随着深层蠕变。因此,对深层岩石力学时间效应特性的研究十分必要和关键。

目前对高埋深环境下岩石蠕变特性的研究鲜有成果,仅存的部分研究主要集中在以地下能源储存库和核废料处置场为应用目标的花岗岩和盐岩,基于油气藏工程泥岩的蠕变损伤演化特性试验研究基本处于空白。长期高温和高压作用会劣化岩石的蠕变力学性质,危及开采工程的安全。部分研究表明,深层岩石力学特性表现出明显的时间效应,蠕变应力阀值较低;应力和持时对蠕变特性存在显著影响,且低应力、长时间作用下泥岩亦呈现显著的稳态蠕变和加速蠕变破坏;且加速蠕变起始时间随应力增加呈指数降低关系.相关成果为深部岩石油气藏套管工程长期稳定分析及蠕变模型构建提供可靠的依据。

(五)刘伟:稠油热采出砂机理、预测方法与防砂技术

稠油在世界油气资源中占有很大的比重 ,热力采油是稠油油藏开采的主要技术手段之一。稠油储层岩石强度低,高温蒸汽进一步对地层岩石骨架产生破坏作用,导致地层出砂,影响油气井正常生产。

深入理解热采过程中高温、高压条件下的岩石变形破坏机理、形成基于流固热耦合的岩石变形破坏与出砂预测方法、揭示注采参数对稠油热采出砂规律的影响、发展长期有效的稠油热采防砂技术对稠油热采高效开发具有重要的意义。

本课题通过导师带领学生阅读国内外文献并与其详细讨论重要的知识点,力求帮助学生了解稠油热采出砂机理、预测方法与防砂技术的国内外研究现状与最新成果,为学生从事相关领域的研究奠定基础。

(六)宁正福:页岩气微观渗流机理

页岩气藏具有复杂多样的孔隙结构和渗流通道,其尺寸跨度大,从具有微尺度效应的纳米量级到满足连续性假设的毫米量级。页岩在成藏的过程中还存在一定的吸附气和溶解气,这些因素共同导致了页岩气的渗流是一个机理复杂且多尺度的流动过程。页岩气流动过程分为解吸、扩散、达西流动。具体为气体从纳米孔隙壁上的解吸;在干酪根/粘土中以纳米孔隙中气体流动属于扩散。井筒附近,大孔隙及裂缝中气体流动遵循达西定律。

(七)宋先知:地热井高效取热技术

随着能源需求的快速增长,传统化石能源带来的资源枯竭和环境污染问题日益严重。而地热作为一种可再生新能源,具有储量丰富、低碳环保和易于开采等优点,因此世界各国均在加快地热资源的高效开发利用。根据储层赋存特征及温度范围,可以将其分为浅层地热资源、水热型地热资源和干热岩三个类型。对于浅层地热资源,主要是利用井下换热器进行开发,可以通过双U型管、螺旋管等闭式换热结构提高取热效率。根据地热开发规模,水热型资源开发方式可以主要分为多井循环和同井注采系统,通过地热水的泵出及回灌实现地热高效开发。干热岩开发主要是通过增强型换热系统(EGS),在注入井与生产井之间进行压裂改造,形成复杂的缝网结构,利用流体往复循环实现高效取热。

目前,为了提高地热井取热效率,对于浅层资源,国内外主要集中于新型结构的研究,利用管路的并联或串联等结构,提高换热的面积。而在水热型资源与干热岩的开发中,流体会和地层岩石直接接触,因此如何有效地进行定向改造是高效取热的关键,既要避免注入和采出间过早沟通形成热突破,又要使流体在储层中的流通面积最大化。