含杂质超临界CO_(2)管道止裂分析及控制方案

管道输送作为CCUS技术的关键环节,在超临界高压环境下输送CO_(2)时,由于含杂质CO_(2)特殊的相特性,一旦发生泄漏,压力会维持较高值且温度急剧下降,输送管道易发生裂纹扩展,造成断裂事故。基于延长油田一期36×10^(4)t/a超临界CO_(2)管输预研方案,根据减压波速度计算模型和管道裂纹延性扩展止裂判据,采用修正后的Battelle双曲线法对管道进行止裂分析,对无法满足止裂要求的设计方案进行增加壁厚试算。结果表明:材质为X80、尺寸为Φ140 mm×6.0 mm的L12管线韧性值满足工况下裂纹控制的要求;而同样材质等级、壁厚组合为Φ168 mm×6.0 mm的L11管线所提供的止裂压力低于平台压力,无法保证管线发生裂纹延性扩展时能够自行止裂。对于L11管线,通过将管道壁厚增加至7 mm,其他设计参数不变,可以实现裂纹自行止裂。该研究可为实际工况下Battelle双曲线法在超临界CO_(2)管道断裂控制的应用提供理论基础与实际范例。

井下钻具耦合振动测量模型及实钻数据分析

为了监测井下钻柱的实际振动情况,调整钻进参数来控制井下钻柱的振动特性,从而优化钻进,提高钻速。针对如何通过测量的加速度信号对不同振动形式进行解译与表征的井下振动测量关键问题,建立钻柱振动的解析动力学模型,研究了某种特定振动模式下传感器输出信号的测量,分析了传感器输出信号与钻柱振动模式的关系。通过对模拟信号中振动模式所对应的加速度输出特征进行研究,分析得出实钻数据中所包含的振动信息。为井下振动测量信号的量化分析与运动模式解译提供依据。

油气井井下切割技术发展现状及趋势

油气开发后期,退役井数量急剧增加,完井修井作业中套管磨损、卡钻等问题突出,退役经济耗费显著增加。为最大限度减少卡钻和退役经济耗费,有必要开展新型套管切割技术及装备的研发与应用。首先,总结了现阶段井下管柱切割技术的主要类型、工作原理和配套装备,包括机械切割、磨料射流切割、聚能切割、化学切割、电弧切割以及激光切割;对比机械切割、磨料射流切割以及特种切割方式的技术发展现状和趋势,分析上述切割方式的工程应用及优缺点;在此基础上,提出面向高效套管切割工程需求的主要切割技术及工具。结合目前切割技术及工具的发展现状,对未来井下管柱切割技术给出优化割刀性能、加强磨料射流切割的控制、研制新型切割工具及切割工具智能化等建议。

气井井筒堵塞原因分析及解堵工艺研究进展

随着天然气气田的开发,井筒堵塞问题逐渐凸显,井筒堵塞给生产带来诸多负面影响,如作业时间延长、产能下降、采收率降低以及储层应力状态改变等问题。因此明确气井堵塞的原因,选用正确的解堵工艺十分关键。通过对不同类型堵塞物的成因、机理及其危害性展开分析,结合解堵工艺的研究进展,对不同类型的堵塞提出针对性的解堵技术,探讨了工艺的原理、工艺的优缺点及其适用性,为解堵技术的深入研究和在气田的现场应用提供参考。

岩心力学实验刻度弹性参数的页岩脆性评价方法改进

页岩储层的规模动用关键在于水力压裂造缝,复杂缝网形成的地质因素取决于天然裂缝、水平应力差及脆性,高脆性是压裂形成缝网的必要条件之一。针对现有弹性参数脆性指数评价方法中杨氏模量和泊松比权重系数占比不清的问题,在岩心三轴力学测试和全岩样品分析的基础上,提出基于应力-应变曲线的脆性评价指标,通过统计交会分析,明确杨氏模量和泊松比对岩石脆性敏感程度,并且根据脆性评价指标和杨氏模量及泊松比的相关系数,采用等比例方式进一步刻度杨氏模量和泊松比的权重系数,改进了现有的弹性参数脆性指数评价方法。东部盆地页岩层系应用实例表明,岩心力学实验刻度后的弹性参数脆性评价方法更加合理有效,能更好地反映页岩储层脆性分布特征。

海塔盆地W次凹砂砾岩储层次生孔隙特征及成因

在海塔盆地W次凹铜钵庙组砂砾岩储层发现了多口高产井,但井间试油产量差异大,试验区开发效果较差。为明确砂砾岩储层主控因素,预测优质储层展布,通过对比开发效果较好的T凹陷铜钵庙组砂砾岩储层岩石类型、孔隙发育特征的差异,明确了次生孔隙发育程度是影响两个油田生产效果差异的主要原因,厘清了影响物性的次生孔隙发育的影响因素。研究认为,沉积类型、岩石特征、成岩阶段、酸碱性流体以及不整合淋滤是控制次生孔隙发育的主要因素。建立了铜钵庙组砂砾岩储层次生溶蚀经历不整合淋滤、有机酸溶蚀、碱性地层水等多轮次的成因模式。明确了在铜钵庙时期满盆含砂背景下砂砾岩储集空间的演化历程,落实了在剥蚀不整合之下、环洼槽近源背景的近断裂带及斜坡隆起区为次生孔隙发育带。

鄂尔多斯盆地中部罗庞塬地区长7储层控油性及有利区评价

致密油分布的控制因素研究与有利区评价影响着非常规油气的勘探部署。以鄂尔多斯盆地罗庞塬地区长7油层组致密油为研究对象,利用测井、钻井、岩心、压汞、试油成果等资料,研究储层砂体厚度、岩性、储集空间和物性等特征,明确油藏类型,探讨储层条件对致密油的控制作用并评价了有利区。研究表明:罗庞塬地区长7砂体厚度平均为22.6 m,储层岩性主要为细粒度的长石砂岩,储集空间以粒间溶蚀孔和粒间孔为主,其孔隙度平均为8.04%,渗透率平均为0.36×10^(-3)μm^(2),发育小孔-细喉型、细孔-细喉型和微孔-微喉型储层,油藏类型为透镜状致密油藏,呈现出成群、成带的准连续型分布特征,其分布主要受砂体厚度、砂地比、孔隙度、渗透率和砂岩泥质含量的控制,砂体厚度大、泥质含量低、物性好的细砂岩有利于致密油的富集。采用综合指数法,评价出长7油层有4个Ⅰ类区和5个Ⅱ类有利勘探区。

球型防喷器胶芯安全性能与结构优化

为了评价球型防喷器胶芯的安全性能,以球型密封胶芯为研究对象,通过材料拉伸和压缩试验,获得了胶芯的最优本构关系数据,并根据球型胶芯结构进行了二次优化设计。利用ABAQUS软件对优化前后的球型胶芯结构进行了数值模拟分析,找到了常规胶芯在密封过程中的变形规律,并对优化后的胶芯结构进行了安全性能评价分析。结果表明:胶芯向中心收缩的过程中,胶芯上部的橡胶沿径向方向的变形最大,胶芯向中心方向挤出的橡胶逐渐减少,最大接触压力值发生在胶芯棱边与钻杆接触的区域,改进后胶芯和钻杆的平均接触压力及密封长度相对改进前的变大。确定球型胶芯密封段最优倒角切削量+5 mm,该结构形式的球型胶芯密封性能较好,有助于提高球型胶芯的使用寿命。

新型低界面张力纳米微球调驱剂的合成与性能研究

聚丙烯酰胺纳米微球调驱剂作为一种新型的纳米驱油材料,在油田提高采收率方面取得了广泛应用。但是,目前使用的聚丙烯酰胺纳米微球功能主要以封堵为主,存在单体固含量低、水溶液吸水膨胀速度过快、驱油和降低表界面张力功能较差等问题。利用反相乳液聚合法,以白油为油相,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)混合单体为水相,油酸/双子聚醚/OP-10混合表面活性剂为乳化剂,根据三元相图确定油相/乳化剂/水相三相的最佳配比(质量分数)为33.93%/24.87%/41.2%,以甲叉双丙烯酰胺(MBA)作为交联剂,在35℃利用氧化-还原剂聚合获得了既具有封堵功能,又具有超低表界面张力、高洗油效率的新型纳米微球调驱剂。工艺优化实验确定最佳的合成条件为单体配比m(AM)∶m(AMPS)为8∶1,交联剂质量分数为0.1%,氧化-还原剂质量分数为0.3%,搅拌速度为450 r/min。对聚合物纳米微球进行表征和性能评价,结果表明,其固含量为20.1%,粒径为54 nm,纳米微球封堵率可达95.1%,用其0.2%的水溶液测得界面张力为0.332 mN/m,洗油效率高达89.13%,为实施油田调驱提供了一种新材料。

一种基于相机投影模型的管柱图像展开方法

在管柱图像展开过程中,针对摄像机中心轴偏移与图像展开扭曲问题进行理论研究。通过相机成像原理分析,提出了一种基于管柱图像中心定位的模型映射展开算法。该算法利用最大类间方差法(OTSU)和区域标记法(RMA)定位管柱中心确定有效区域,通过推导投影函数,建立相机投影模型,改进映射方式,得到了无变形失真的展开图像。实验结果表明:设计方法与当前展开方法相比,消除了失真影响,实现了管柱与图像的量化关系,为后续定量分析提供了新的研究方向。

掺油泥改性生土材料动态荷载下的损伤及裂缝分形特征

为研究改性生土材料在动态荷载作用下内部损伤演化过程,提取掺入水泥、油泥的绿色改性生土材料配方,制作6个100 mm×100 mm×100 mm的生土试件,借助CT扫描技术对单轴压缩下的立方体试件进行扫描,获取灰度图像和CT值,分析了图像中裂缝、孔隙随应力的变化形态,研究了CT数和材料破坏的关系,建立了CT均值与应力之间的联系;采用图像处理技术对CT图像进行阈值划分,利用盒维数法估算出图像的分形维数值,在此基础上获得了不同应力和分形维数、材料损伤之间的关系。结果表明:CT技术能够清晰地诠释试件从受力直至破坏的全过程,CT图像可从细观层面表现材料的损伤演化规律。CT值随应力的增加而变小,CT值随材料孔隙、裂缝的增大而显著减小。材料从受力直至破坏,低应力状态下分形维数增长缓慢,高应力状态下分形维数增长迅速,数值的波动随应力的增大而增大。分形维数可以定量地描述生土材料在动荷载作用下的损伤状态和演化过程。

纳林河地区本溪组深部煤层气地质特征及开发潜力

鄂尔多斯盆地东缘煤层气开发较为成熟,以中浅层煤层气为主,盆地其他地区煤层气资源尚未予以评价。本文立足于鄂尔多斯盆地中部纳林河地区,综合岩心、地震、测井和分析化验等资料,详细阐述8#煤层的基本地质特征,分析煤层气富集条件,评价其开发潜力。研究区8#煤层埋深3100~3400 m,煤层厚度3~10 m,R_(o)在1.6~2.2之间,属于高成熟-过成熟阶段。煤岩类型主要为亮煤和半亮煤,含气量平均值为18.70 m^(3)/t,游离气占29.93%。煤层中割理发育,平均孔隙度3.83%,平均渗透率3.95×10^(-3)μm^(2)。优质的煤层品质、平缓简单的构造特征、以泥岩为主的顶底板封闭以及高地层水矿化度和滞留环境,共同造就了“深埋藏、缓构造、强生烃、泥岩顶底板+弱水动力封堵”的深部煤层气自生自储富集模式。通过与大宁-吉县和佳县区块对比,纳林河地区具有一定的开发潜力,且纳林1H井较好的生产情况预示了本地区深部煤层气开发的美好前景。

基于YOLOv5的油气井套管接箍检测方法

针对目前在可视化测井领域,利用人工对测井视频中的接箍进行识别校深时存在的检测效率低下、检测误差高的问题,提出一种基于YOLOv5算法的接箍智能检测方法。首先对井下的接箍图像进行采集,在缺乏公开数据集的情况下,通过数据增强的方法制作接箍数据集,再对增强后的数据集使用labelimg工具进行数据标注,然后将标注好的数据集送入YOLOv5网络中进行训练,最后使用训练好的最佳权重进行接箍识别并计数。测试结果表明,该方法能实现对当前测井视频中接箍的准确识别,接箍计数的正确率为100%,并且检测效率高,平均每帧检测时间为15 ms。

基于小波变换和CNN-Transformer模型的测井储层流体识别

针对具有复杂储集空间和极强的非均质性的低孔低渗储层,常规测井响应特征不够明显,使用传统解释手段难以有效识别储层流体的问题,提出了一种基于小波变换和CNN-Transformer混合模型的储层流体识别方法。首先,使用小波变换将测井信号从时域扩展到时频域,并生成时频谱图以增强信号特征,然后使用滑动时窗沿着测井曲线深度方向滑动采样,获取代表解释深度处地层信息的频谱特征图,最后,通过训练CNN-transformer模型深度挖掘特征图信息,实现储层流体识别。混合模型在利用储层对应深度处测井数据的同时,又兼顾测井曲线随深度的变化趋势和地层前后信息的关联性,挖掘时频谱图的局部细节和全局特征表示,自动识别流体类型。将模型应用于大港油田22口实测测井资料中,并与CNN和BiLSTM等多个模型的流体识别效果进行对比分析,基于小波变换和CNN-Transformer模型识别效果明显优于其他方法,在测试集上识别准确率达到了92.7%。研究结果表明该方法可以作为低孔渗油藏常规测井资料识别储层流体的有效手段,为流体评价提供了新思路。

小分子胺对蒙脱石水化抑制作用的分子动力学模拟

蒙脱石水化是导致钻井过程中井壁失稳的重要原因,小分子胺常被用做钻井液抑制剂来抑制蒙脱石的水化,但小分子胺的抑制剂作用机理基本是通过对抑制性能的评价来间接验证和分析的。为了深入揭示小分子胺的抑制剂作用机理,本文利用分子动力学的方法建立小分子胺-蒙脱石的分子动力学模型,通过模拟动态抑制过程,计算水分子的均方位移、抑制剂的径向分布函数、体系的能量和蒙脱石力学参数来研究小分子胺的抑制剂作用机理。结果表明:可视化的动态抑制过程显示小分子胺占据水分子原本吸附位点,分子中部的疏水基团阻止水分子在一定范围内接近蒙脱石表面;均方位移表明小分子胺的加入抑制的水分子的扩散,并且在水化后期小分子胺抑制效果更好;径向分布函数图显示,羟甲基比胺基更易与蒙脱石表面裸露的氧原子吸附,而小分子胺中的胺基降低了蒙脱石表面的负电荷密度;体系能量变化显示,在水化后期小分子胺与蒙脱石表面的相互作用更强;力学参数变化显示,在小分子胺加入后,蒙脱石的弹性模量、剪切模量、杨氏模量变大,提高了蒙脱石晶体的结构稳定性。

低浓度胍胶压裂液有机硼交联剂BOA的合成及其性能评价

针对胍胶压裂液体系胍胶使用浓度偏高、破胶后残渣含量较高的问题,开展低浓度胍胶压裂液体系有机硼交联剂的合成和性能评价研究。以硼酸、正丁醇、乙二醇及二乙烯三胺为原料合成有机硼交联剂并对其反应物加量进行优化,确定出有机硼交联剂BOA合成中反应物的优选质量分数分别为二乙烯三胺34.5%、硼酸14.3%、乙二醇38.7%和正丁醇6.9%。对交联剂进行性能评价,结果表明:有机硼交联剂BOA与0.2%胍胶交联形成的胍胶压裂液的黏度可达84 mPa·s;有机硼交联剂BOA与0.2%胍胶交联形成的胍胶压裂液具有良好的抗温抗剪切性,在100 s^(-1)下逐渐升温至90℃、剪切60 min时及在60℃、100 s^(-1)下剪切90 min时胍胶压裂液的黏度均维持在90 mPa·s,且具有滤失低(滤失系数为2.0×10^(-4)m/min^(1/2))、携砂性能好(悬砂沉降速度为0.045 mm/s)、破胶速度快(在90 min内可完全破胶)、破胶液黏度<5 mPa·s、残渣含量较低(151 mg/L)的优势,可满足压裂液现场施工要求。

基于情感分析和热度预测的网络舆情预测研究

在社交媒体平台已成为大众信息交流的重要载体的背景下,关注和分析大众对于社会热点事件的情感倾向及舆论走势,有利于及时准确了解大众的情感需求,制定相应的措施,引导舆论走向,维护良好的网络环境。提出了基于情感分析和热度预测的网络舆情预测思路,构建了融合多特征的文本情感分析模型和基于时间序列的热度预测模型,并基于真实数据集验证了模型的有效性。对于社交媒体上舆论环境的分析和预测有重要意义。

低程度风化火山岩风化壳结构划分与主控因素——以准噶尔盆地西缘车排子凸起石炭系火山岩为例

为解决低风化程度的火山岩风化壳结构划分及火山岩油气储层评价与预测的难题,利用研究区28口井岩心、录井测井和地震资料,对车排子凸起石炭系火山岩风化壳的岩石学、矿物学、地球化学、储层物性进行系统研究。结果表明:研究区岩石整体风化程度偏低。在此基础上提出一种将风化壳自上而下分为土壤带、水解带、淋滤带、崩解带、蚀变带、母岩带的6层划分方案。利用研究区玄武安山岩的自然电位、自然伽马、声波、电阻率4种测井数据,结合过采样算法的决策树模型对淋滤带、崩解带、蚀变带进行分类判别,准确率达87.8%。综合分析认为:低风化程度火山岩风化壳有效储层厚度、结构带发育程度、横纵向分布等具有非均质性;有利储层发育主要受古地貌和断裂作用的控制,淋滤带、崩解带是主要有利储层发育区,常分布于古地貌的斜坡地带,一般厚度在350 m以内;受断裂作用影响,风化壳有效储层厚度可达450 m。

基于改进的YOLOv7油田井场压力表小目标识别

针对油田井场压力表小目标在不同光照条件下特征提取困难且目标检测率低等问题,提出一种基于改进的YOLOv7小目标井场压力表实时检测算法。首先,利用全局最大池化和全局最小池化的简单线性组合生成一种自适应池化层,并使用轻量级模块生成SPEM注意力模块,后将其加入YOLOv7主干网络中,提高网络对不同光照条件下压力表小目标的特征提取;其次,使用模量激活函数替代SiLU函数,减少死亡节点,解决梯度消失问题,提高模型的泛化能力;最后,将原来的YOLOv7中的CIoU损失函数替换为Wise-IoU,实现对损失函数的优化,并利用梯度增益分配策略来减少低质量示例产生的有害梯度,以聚焦普通质量锚盒的预测和回归。实验结果表明,改进后的算法相较于原YOLOv7算法精准率上升1.07%,召回率提升2.08%,同时也优于Faster RCNN、SSD、YOLOv3算法的检测结果,能有效满足油田井场压力表小目标的检测要求,具有较强的工程实践意义。

基于LSTM神经网络深度序列机械钻速实时预测

机械钻速是钻井优化、缩短钻井周期的关键因素,传统的机械钻速预测大多是在钻井后进行钻井分析,预测效率和精度低、地层适用性不广。为了以更高效的方法预测得到高精度机械钻速,提出基于长短期记忆(LSTM)神经网络的深度序列机械钻速预测方法。采集实时钻井数据集,使用皮尔逊相关系数衡量各特征之间的相关性,筛选出井深、伽玛射线、地层密度、孔隙压力、井径、钻时、排量、钻井液密度等8个参数。构建LSTM神经网络模型,训练LSTM模型并预测ROP,对预测结果进行分析,并用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)等指标对LSTM模型、BP模型和SVM模型性能进行对比分析。结果表明:LSTM模型其R^(2)、RMSE和MAPE的值分别为0.948、1.151和17.075,相较于BP模型和SVM模型,其R^(2)更大,RMSE和MAPE较小,说明LSTM模型预测性能更好。该方法有助于钻井工程师和决策者提前获得钻井信息,从而更好地规划钻井作业,缩短钻井周期,同时为钻井参数预测提供新的途径,能改善以往预测方法在处理复杂地层问题时效率不高、预测精度低等问题。