新疆石油天然气

《新疆石油天然气》2023年第2 期封面封底及目录

2023, 19(2): 0.

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水基钻井液用流型调节剂研究进展

孙金声, 杨杰, 戎克生, 王韧, 屈沅治, 刘凡,

2023, 19(2): 1-16. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.001

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全球油气勘探开发由浅层向深层、常规向非常规、中高渗整装向低渗透低品位、滩浅海向深海逐步拓展，钻井工作量持续增大，亟需钻井液技术提供保障。性能优良的钻井液是实现安全、高效、经济、绿色钻井的关键，钻井液流变性是评价钻井液体系性能的核心参数。流型调节剂作为构建钻井液体系不可或缺的关键处理剂，能够起到增黏提切、提高动塑比及优化剪切稀释性等作用，可有效调控钻井液流变性。为推进新型钻井液流型调节剂研发，对国内外水基钻井液用流型调节剂进行了调研及分类，综述了各类流型调节剂的研究现状、应用情况及存在问题，并分析了水基钻井液流型调节剂发展方向，以期推动水基钻井液技术进步。

不同冲击钻井方式PDC切削齿侵彻深度及破岩机制研究

刘伟, 席岩, 查春青, 郭庆丰, 许朝辉, 汪伟

2023, 19(2): 17-23. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.002

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基于常规钻井和冲击钻井工程应用实际，考虑岩石动力学材料参数及本构模型，建立了聚晶金刚石复合片（PDC）钻头切削齿破岩数值模型，对比分析了不同冲击钻井方式下PDC切削齿侵彻深度、损伤区域、岩屑颗粒大小以及破岩体积。研究结果表明：数值模拟结果与室内单齿切削物理实验模型相比，岩石切削形态上具有较好的一致性。旋冲钻井、扭冲钻井和复合冲击钻井相比常规钻井的单齿侵彻深度分别提升了19.8%、6.6%、26.9%，复合冲击钻井在机械钻速提升方面效果最明显。冲击钻井过程中存在轴向冲击载荷时（如复合冲击钻井或旋冲钻井）会导致切削面以下岩石产生较为明显破损，有利于钻齿转过360°后的“二次切削”，但容易产生较大尺寸的岩屑颗粒，需要优化钻井液参数以保持井眼清洁。扭冲钻井钻齿侵彻深度的波动幅度较小，表明该方式有利于降低钻头粘滑风险，且产生的岩屑颗粒较小、利于井筒清洁。研究结果对于选择不同冲击类型钻具和优化钻具参数具有重要的借鉴意义。

深井、超深井固井关键技术进展及实践

于永金, 夏修建, 王治国, 廖富国, 刘斌辉, 丁志伟,

2023, 19(2): 24-33. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.003

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深层、超深层是油气增储上产的重要接替领域，经过持续技术攻关，深井、超深井固井技术取得显著进步，尤其在抗高温固井外加剂、高温大温差水泥浆、超高温水泥浆等特色体系、抗高温前置液技术以及固井关键工具、精细控压固井、井口逐级憋压、预应力固井等配套新工艺方面均取得重要进展。国内自主研发的特色固井水泥浆体系及配套工艺技术，在四川、塔里木、渤海湾等盆地深井超深井固井中得到推广应用，在亚洲最深直井蓬深6井、国内首口“八开八完”红星1井、大港油田最高温度井千探1井上的应用效果显著。由于油气勘探开发目标日趋复杂，深井、超深井固井仍面临新的系列挑战，需持续加强深井、超深井固井基础理论、抗高温固井关键材料、工作液体系、功能性固井工具以及配套工艺等方面的研究，为深层、超深层油气勘探开发提供强有力的技术支撑。

国内外深井超深井钻井液技术现状及发展趋势

刘锋报, 孙金声, 王建华

2023, 19(2): 34-39. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.004

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钻井液是深层超深层钻完井工程的核心技术，是决定钻井成败的关键技术之一。本文分析了深井超深井钻井液面临的井壁失稳、高温高盐条件下体系失效、摩阻高和环保等难题，综述了国内外水基钻井液和油基钻井液最新技术进展，指出国内钻井液研究水平在抗温、抗盐方面与国外先进技术还存在差距，亟需在处理剂失效机理、抗超高温钻井液处理剂及针对特殊地层配套技术等方面进行攻关。

集成的三维地应力与单井地质力学计算及应用

沈新普, 向冬梅, 武兴勇

2023, 19(2): 40-48. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.005

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在准噶尔盆地南缘新区块安全钻井有两个主要困难：第一是缺乏测井数据从而无法用常规方法计算孔隙压力；第二是背斜构造局部应力变化复杂，单井地应力分析难以给出准确地应力值。为了克服这两个困难，提出使用三维地应力数值解的孔隙压力及钻井液密度窗口预测方法，并成功地将其应用于准噶尔盆地南缘吐谷鲁背斜区块高压气井LT1井的钻井工程之中。在区块三维地应力场的计算模型中引入了基于地震波层位信息的详细构造，得到了区块的精细地应力场三维数值解。进一步计算得到了孔隙压力及钻井液密度窗口预测值。根据三维地应力场数值计算结果，结合层速度数据，预测了LT1井全井深8 000 m范围的地层孔隙压力，计算了相应的安全钻井液密度窗口，为安全快优完成LT1井的钻井施工提供了理论指导和准确的参考数据。LT1井成功完钻的实践表明，提出的方法是有效的，给出的孔隙压力及钻井液密度窗口的预测结果是准确的。

防斜打快技术在库车前陆区的实践应用

梁红军, 刘洪涛, 颜辉, 陈凯枫, 阳君奇, 周智

2023, 19(2): 49-55. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.006

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库车山前地区主要地质特征为逆冲推覆构造，地层岩性变化大、夹层多，使用传统钻具组合，机械钻速偏低，防斜打快难度较大。引进试验垂直钻井系统后工具多次出现井下工作无信号、控斜效果差等问题，且综合日费昂贵。为了解决上述问题，在博孜34井采用高效聚晶金刚石复合片（PDC）钻头+大扭矩弯螺杆，与邻井博孜18井采用PDC钻头+旋转导向垂直钻井PowerV钻进方式相比，单只钻头进尺提高74%，平均机械钻速提高116%。配合随钻测斜（MWD）实时监控，在有效提高机械钻速、降低井斜的同时，大幅度降低了钻井成本，有力地推动了库车前陆区油气资源的高效勘探开发。

抗高温高密度油基钻井液在DS1井的应用

崔小勃, 张家旗, 闫丽丽, 邹军, 杨海军, 刘政

2023, 19(2): 56-61. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.007

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DS1井是四川盆地蜀南地区DS潜伏构造上的六开预探井，井底温度高达197 ℃，存在油基钻井液高温高密度条件下流变性和稳定性难控制、高温低密度条件下携岩困难以及井壁失稳风险大等技术难题。通过研发纳米抗高温悬浮剂，结合乳化剂、提切剂、降滤失剂等处理剂，构建了一套抗高温高密度油基钻井液体系。实验表明，纳米抗高温悬浮剂因其“乳化效应”和“小尺寸效应”可在油基钻井液中形成三维网络结构，能显著提高油基钻井液在高温下的稳定性。该油基钻井液体系在200 ℃下静置7 d无明显沉淀，高温下沉降稳定性和携岩能力得到显著提升。该体系在DS1井成功应用，表现出优异的高温沉降稳定性和良好的小井眼携岩能力，在高温深井中推广应用前景广阔。

抗温抗盐水基钻井液降滤失剂研究进展

袁玥辉, 屈沅治, 高世峰, 戎克生, 叶成, 刘可成

2023, 19(2): 62-68. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.008

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深井钻探中高温高盐环境易导致钻井液性能失效，引发井塌、井漏等事故，影响钻井安全与效率。降滤失剂作为钻井液体系中最主要的添加剂之一，通过护胶、增黏、堵塞等方式降低钻井液滤失量，达到降低地层损害、维持井壁稳定的作用。随着我国深井超深井作业量不断提高，钻遇高温高压地层、盐膏层等工况逐渐增多，抗温抗盐降滤失剂的研发已成为攻克复杂井高温钻井液技术的关键问题。概述三种抗温抗盐型水基钻井液用降滤失剂，主要包括天然高分子及改性材料降滤失剂、合成聚合物类降滤失剂和无机/有机复合材料降滤失剂。从原料组成、合成（改性）方法及产品性能等方面总结了抗温抗盐水基钻井液降滤失剂的研究成果，探讨了国内抗温抗盐水基钻井液降滤失剂的发展方向，为抗温抗盐降滤失剂的研发及应用提供理论指导。

浅层稠油油藏VHSD扩容改造实验研究与应用

张莉伟, 游红娟, 苏日古, 郭文轩

2023, 19(2): 69-74. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.009

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稠油油藏注蒸汽吞吐开发后期，采用直井+水平井组合井网驱泄模式（VHSD）是稠油老区接替开发的有效方式。
由于稠油老区普遍存在隔夹层展布、压力系数低、汽窜通道发育等问题，接替开发效果优势不明显。稠油SAGD扩容改造技
术能够有效突破注采井间隔夹层，提高储层整体动用程度，需要对稠油储层VHSD井网模式下扩容改造技术开展深入研究。
开展一维岩心扩容实验，结果显示扩容后岩心孔隙度变化不大，而有效渗透率扩大约200倍。开展VHSD井网模式下三维大
物模扩容改造实验，实验表明：（1）水平井轨迹平行于最大主应力方向时，扩容区规模越大；（2）直井-水平井距离<35 m有
利于复合扩容区的形成；（3）对高渗通道封堵后仍可形成有效的扩容区。将该研究成果应用到矿场实践，生产水平井水平
段动用程度提升15%以上，产量得到有效提高。该研究成果为稠油油藏扩容改造关键参数优化提供了有效依据，对稠油老
区持续高效开发具有重要意义。

低压气井修井注气吞吐复产气液两相渗流规律

刘历历, 解英明, 李育展, 曹毅, 曾顺鹏

2023, 19(2): 75-81. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.010

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在低压气井修井复产所采用的注气吞吐工艺中，准确预测气、液两相渗流规律是高效复产的关键环节。以龙会山—铁山区块气井开发现状及复产情况为基础，选取飞仙关组3段孔隙型、孔隙-裂缝型两类储层短岩心，开展岩心驱替实验，分析气、液两相渗流规律。将实验数据进行归一化处理，形成了气、液相对渗透率曲线标准图版；针对孔隙-裂缝型储层的渗流特点建立假设，在考虑非均质性的情况下提出气、液两相相对渗透率曲线校正方法并对相应图版进行校正。校正后的裂缝型碳酸盐岩储层气液两相渗流曲线能更真实地反应气液两相渗流规律，孔隙-裂缝型储层中的束缚水饱和度比校正前图版更小，实际共渗范围更大，驱替效率更高。研究工作可为孔隙-裂缝型碳酸盐岩气藏开发提供理论参考。

面向数字经济Web3.0的油气供应链系统设计方法与实现

魏立尧, 李义常

2023, 19(2): 82-87. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.011

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数字化是当今人类社会发展进步的新特征，数字经济也已经成为新一轮国际竞争的重点领域。中国与“一带一路”国家之间的油气贸易金额巨大，但油气跨境供应链管理模式依然相对陈旧，存在成本高、效率低、周期长、风险大的问题。针对上述问题，提出了基于区块链的适用于大规模异构供应链数据的油气供应链系统，实现了基于Springboot框架与Thymeleaf引擎模板的原型系统，验证了系统的有效性。实验显示，本系统对大规模异构供应链数据的存储开销约是常规区块链存储开销的16.7%。对缓解区块链节点的存储压力，搭建符合跨境油气贸易需求的大规模供应链系统具有借鉴价值。

压差发电技术在天然气浅冷处理中的应用探讨

荣少杰, 陈浦, 王怀波, 刘百春, 陈云涛

2023, 19(2): 88-94. DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2023.02.012

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一些气质较贫的气田（即贫气气田）在前期开发中通常采用露点控制的浅冷处理工艺。天然气在浅冷处理中采用J-T阀进行节流制冷，至少有2.5~3.0 MPa的压力能浪费在J-T阀上。为充分利用天然气压力能、提高能量利用率，结合国内天然气压差发电技术及关键设备工业化应用现状，以新疆油田克拉美丽气田天然气浅冷处理装置为案例，开展压差发电技术在天然气浅冷处理装置的应用探讨，论证了天然气浅冷装置采用透平膨胀机发电的可行性。根据发电潜力计算，一套150×10⁴ m³/d浅冷装置采用透平膨胀机，利用湿气2.0 MPa压差发电，每小时净发电量可达350 kW·h，每年可发电280×10⁴ kW·h，节省电费109.2万元，项目投资估算总计400万元，静态投资回收期为3.6年。利用天然气浅冷处理过程中的压差进行发电，不仅可以充分利用天然气压力能，还可补充场站自身用电，具有良好的节能减排效果和示范效应，值得在石油天然气上游领域推广应用。

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