超临界二氧化碳钻井基础研究进展

• 作者: 倪红坚 宋维强 王瑞和 肖彩云
• 来源期刊: 石油钻探技术
• 学科: 工学
• 关键词: 超临界二氧化碳 流动规律 携岩能力 射流 破岩机理 井眼稳定 数学模型
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 专家视点
• 页码范围: 1-9
• 页数: 9页
• 分类号: TE242
• 字数: 6626字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11911/syztjs.2018040

摘要

超临界CO2钻井技术是以CO2为钻井介质的新型钻井技术,在实现CO2资源化利用和提高非常规油气钻探效益等方面潜力巨大,其关键理论和技术问题主要体现在超临界CO2在井筒中的流动规律、携岩能力、射流破岩及井壁稳定性等井筒多相流和流体与岩石相互作用方面.为此,利用超临界CO2在井筒中的流动模型分析了影响超临界CO2钻井环空压力分布的因素;通过理论计算和室内携岩试验分析了超临界CO2的携岩能力;根据理论分析和室内射流破岩试验分析了超临界CO2射流破岩机理;利用临界CO2与井壁围岩的力-热耦合模型并结合超临界CO2对岩石力学性质的影响,分析了超临界CO2钻井的井壁稳定性.结果表明:循环流量和井口回压是影响超临界CO2钻井环空压力分布的主要因素;井斜角为48°~72°时超临界CO2携岩最小返速比较高,超临界CO2的携岩效果与清水接近,但远优于空气;超临界CO2射流破岩产生的温度应力可有效降低破岩门限压力,提高破岩效率;采用超临界CO2钻进水平层理硬质页岩地层时井壁稳定性好.研究结果为完善超临界CO2钻井理论和尽快形成超临界CO2钻井技术奠定了理论基础.