地层破裂压力液压试验数据拟合分析

液压试验法是一种有效获取地层破裂压力的方法,但实际液压试验曲线和理想液压试验曲线差距很大,难以直接从实际液压试验曲线上确定地层漏失压力。为有效解决此问题,从对比分析理想与实际液压试验曲线特征着手,根据理想液压试验曲线与固有频率为π/2、阻尼系数为1.00时的欠阻尼振动方程具有相似的几何特征,提出了一种应用欠阻尼振动方程来拟合液压试验数据、确定地层漏失压力的方法,把利用实际液压试验曲线确定地层漏失压力的难题,转化为对欠阻尼振动方程初始振幅的求解;通过对原始液压试验数据重构分析及合理设定拟合方程参数的初始值和约束条件,有效消除了液压试验数据间的数量级差别、提高拟合计算稳定性。实例分析表明,该方法可为利用实际液压试验曲线确定地层破裂压力提供较为科学的依据。

连续管复合裂纹的应力强度因子有限元分析

针对解析法计算连续管复合裂纹应力强度因子繁琐的问题,引入扩展有限元法(XFEM)进行分析。应用有限元软件ABAQUS计算不同裂纹角度对应的连续管Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ型裂纹的裂尖应力强度因子KⅠ,KⅡ,KⅢ,分析了裂纹角度对应力强度因子的影响,并模拟得到了受单向拉伸载荷的连续管裂纹扩展的整个过程。研究结果表明:扩展有限元解与计算解很接近,验证了利用扩展有限元法计算复合型应力强度因子的有效性。随着裂纹夹角θ的增大,裂尖处KⅠ不断减小、KⅡ始终很小,可以忽略、KⅢ先增大后减小、总应力强度因子K不断减小。通过扩展有限元法计算出裂尖应力强度因子,可有效预测含裂纹CT80连续管的安全性。

曲面拟合法在区域岩石可钻性剖面绘制中的应用

BP神经网络是目前使用最广泛,也是发展最成熟的一种人工神经网络,针对区域可钻性剖面的绘制中出现的相关问题,采用BP人工神经网络理论,构建了BP神经网络拟合曲面法的模型。计算结果表明,该方法完全满足工程设计的要求。它的应用为区域可钻性剖面的成功绘制、提高深井机械钻速奠定了理论基础。

鄂西渝东气井储层复合暂堵技术的研究及应用

由于鄂西渝东哈拉哈塘组气井飞三段储层对渗透率有贡献的裂缝宽度区间为20～78μm,为了实现对整个储层井段气层的保护等,列出了对3块储层岩心进行的原浆的暂堵试验,从暂堵剂的选择、暂堵强度、暂堵能力、暂堵剂加入后对钻井液性能的影响几个方面进行了研究,并给出了现场应用的效果分析,根据钻井、完井方式及复合暂堵方案,研究应用了表面活性剂洗井、防腐洗井预解堵及氧化剂解堵液浸泡解堵的复合解堵工艺,研究设计了适合鄂西渝东气井飞三段裂缝储层的复合暂堵钻井完井液的配方。

浅层稠油SAGD水平井与直井联合钻完井技术

目前国内外浅层(超)稠油开发技术还存在一定的局限性。浅层稠油SAGD水平井与采油直井联合开采技术方案,能有效解决水平井开采中沉没度不够、油井维护困难等诸多问题。针对该方案实施中存在水平井钻井难度大、两井连通风险高等一系列技术难题,借助最新的MGT磁导航钻井技术,实现了水平井井眼轨迹的精确控制,满足了SAGD水平井轨迹控制的要求。结合MGT磁导航技术,采用研制的特殊大直径套管段铣和扩眼造穴工具,保证了水平井和直井的成功连通。SAGD水平井与直井采用砾石充填完井方式,合理制定两井联合完井工艺流程,形成了完整的适合SAGD水平井与直井联合作业的砾石充填完井工艺。

基于注意力机制的卷积神经网络机械钻速预测方法

传统机器学习方法在进行机械钻速(rate of penetration,ROP)预测时,受复杂特征提取和人为认知局限性的影响,难以满足现场预测精度要求。基于此,提出一种特征提取和回归预测相结合的机械钻速预测方法。首先,采用箱型图和独热编码对钻井实测数据进行预处理,清除异常数据并将离散特征连续化。其次,应用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)挖掘数据特征,并在网络中引入通道注意力机制(squeeze-and-excitation network,SENet),实现对CNN特征通道重要性程度的合理分配,建立SE-CNN机械钻速预测模型。最后,将SE-CNN模型与CNN模型进行对比分析,结果表明:SE-CNN模型的拟合优度提高了2.1%,平均绝对误差和均方根误差分别降低了1.1%和1.5%。SE-CNN模型具有更高的预测精度,可以用于现场机械钻速预测,为钻井提速提供科学参考。

玛湖凹陷砂砾岩地层抗钻特性预测及钻头优选

针对玛湖区块百口泉组砂砾岩地层岩性复杂、钻头选型困难和钻井效率低的问题,选取该区块典型的砂砾岩岩样,开展了砂砾岩抗钻特性参数室内试验测试。通过对试验结果的数理统计分析,建立了基于测井资料的砂砾岩地层抗钻特性参数预测模型,绘制了玛湖区块砂砾岩抗钻特性参数剖面,分析了百口泉组地层抗钻特性参数的分布规律,并综合砂砾岩地层抗钻参数、比能法、机械钻速法和因子分析法开展了钻头优选和现场应用。研究与应用结果表明,玛湖百口泉组砂砾岩地层可钻性波动大,软硬交错显著,非均质性强,推荐选用具有高抗冲击抗磨损的MDI513和MSI613这2种PDC钻头,与邻井相比平均机械钻速分别提高30%和35%以上,钻头进尺分别提高14%和8%以上。所得结果可为类似于玛湖凹陷百口泉组的砂砾岩地层钻头优选提供参考。

大斜度井环空岩屑床厚度评价技术及其应用

大斜度井段和水平井段极易在钻井过程中形成岩屑床,为解决定向井井眼净化问题,在考虑钻杆旋转、钻井液性能和岩屑颗粒尺寸等多种因素的基础上,推导出了一套适合大斜度井、水平井的无岩屑沉降的环空临界返速模型。在此基础上,修正了环空岩屑床厚度评价模型。利用该模型对冀东柳103-平1井环空岩屑床厚度进行了评价。结果表明,该井在井斜角为66°左右时岩屑床厚度达到了最大,但没有达到发生复杂事故临界点。实践表明:该方法可为现场工程师在大斜度井段和水平井段水力参数的设计提供指导,能有效避免钻井复杂事故。

火山岩地层优快钻井技术

针对目前火山岩地层钻井存在的可钻性差、地层倾角大、井斜控制难度高、地层裂缝发育、漏失严重和井壁稳定性差等技术难点,从钻头优选与结构改进、欠平衡钻进配套技术及复合钻进配套技术的应用、加强防漏堵漏配套技术措施等几个方面着手,进行了火山岩地层快速钻井优化配套技术研究,形成了一套高效的提高火山岩地层钻井速度的配套技术措施。现场应用表明,采用该套技术措施,火山岩地层的钻井速度得到明显提高。最后指出,进行火山岩破岩机理、欠平衡钻井配套技术和防漏堵漏技术等方面的研究,是火山岩地层钻井技术的研究方向。

高温高压井套管柱设计和强度校核

从温度对套管柱强度的影响、下部套管柱双轴应力计算等几个方面讨论了高温高压对套管柱设计和强度校核的影响 ,提出了一套适用于高温高压井套管柱设计和强度校核的理论方法 ,并给出了该方法的计算步骤 ,编制了相应的计算软件。通过现场应用 。

磁导向技术在SAGD双水平井轨迹精细控制中的应用

随着对稠油/超稠油油藏的开发力度越来越大,SAGD钻井技术已经成为开发这类油藏的一项前沿技术。SAGD双水平井轨迹精细控制成为这项技术的一个突出问题。MGT磁导向钻井技术能够在不考虑完成井的轨迹绝对误差前提下,根据已完成井的轨迹,对待钻井的轨迹实行闭环控制,以有效的减小轨迹误差,达到设计要求。MGT磁导向系统对SAGD双水平井轨迹的精确测量、控制技术,是在传统井眼轨迹测量、控制技术基础上的延伸与发展。这项技术具有性能可靠、高效率等特点,达到了商业化应用的模式。

提高徐家围子深井钻井速度的优化钻井技术

针对松辽盆地徐家围子深部地层的特征,在分析该地区钻井技术难点的基础上,摸索出了一系列技术对策:对钻头结构进行了改进和优选、强化钻井参数,不断完善和提高钻头和钻井参数优选方案;积极开展该地区钻具失效预防,采取强化钻井参数措施和复合钻井技术,全面推广新型钻井液体系和欠平衡钻井配套技术的应用。为安全高效、快速优质地钻好深井,从优化井身结构、采用低压、负压技术、推广应用复合钻井技术等方面,寻找出了一套经济实用的提高深井机械钻速的措施。

模糊概率理论在徐家围子深层火山岩岩性识别中的应用

本文从模糊事件概率理论基础入手,简要介绍了应用模糊概率识别火山岩的基本思路,构建了用于火山岩模糊概率识别功能函数。在对各测井响应特征参数数据进行统计分析的基础上,确定了模糊概率的概率密度函数和隶属函数,并给出了用于火山岩模糊概率识别岩性的数学模型。经对实际数据试算表明,本文方法是可行的,从而为复杂岩性地层的测井解释开辟了新思路。

数据挖掘技术在钻头优选中的应用

应用基于粗糙集理论的数据挖掘技术对数量巨大的钻头数据资料进行处理,能在保留关键信息的前提下,对钻头数据进行约简并求得知识的最小表达,去除冗余信息。这样在使用人工神经网络优选钻头时,网络的训练样本数和训练步数都有较大减少,而迭代精度却明显提高;实例计算表明,使用约简后的样本数据进行钻头选型,优选的钻头序列更加合理;由于钻井行业涉及的数据量巨大,这种数据挖掘技术应该得到足够重视。

应用约束分析法建立地应力模型

现今地应力模型的准确建立,是油气勘探开发的重要基础。应用约束分析法建立现今地应力模型,其实质就是分析垂向主应力、最大水平主应力及最小水平主应力的约束边界,尽可能缩小边界范围,提高计算精度。依据E.M.Anderson提出的断层模式理论,可以得到地应力的4类约束边界及其对应的约束方程:地层原生断层面摩擦强度决定了最大水平主应力与最小水平主应力差的上限;地层孔隙压力给出了最小水平主应力的下限;井壁崩落宽度或钻井诱导裂缝则确定最大水平主应力上限;水力压裂试验可直接测量最小水平主应力,估算最大水平主应力;而垂向主应力可以通过密度测井曲线积分确定。实际应用表明,结合室内地应力实验分析结果,约束分析法是确定3个主应力,尤其是最大水平主应力、建立现今地应力模型的有效方法。

利用有限元法绘制区域地层可钻性剖面

采用常规曲面拟合或插值方法绘制区域地层可钻性剖面的过程相当复杂,且若多项式选择不当,计算精度往往得不到保证,很难满足实际需要。针对该问题,提出了一种基于有限单元法理论绘制区域可钻性剖面的计算方法,并以平面四节点矩形单元为例,给出了具体的计算过程。计算结果表明,该方法计算简单、精度较高,不仅可以用来绘制区域可钻性剖面,同时还可以用来绘制其它地层抗钻特性参数剖面。

SAGD双水平井与直井联合完井技术在新疆油田应用

针对SAGD双水平井在开采浅层稠油过程中存在的采油井所需沉没度不够,抽油杆磨损严重及双管作业工艺复杂等问题,提出了SAGD双水平井与直井联合钻采的技术方案。在该钻采方案中,结合油藏性质,优选砾石充填完井方式对SAGD双水平井与直井联合完井。根据现场岩心取样及室内试验,优选出筛管缝宽为0.4 mm,水平井完井管柱采用割缝筛管,采油直井采用PPS冲缝筛管。结合现场施工实况,优化形成了一整套适合SAGD双水平井与直井联合钻采方案的砾石充填完井工艺流程。新疆油田应用该联合完井技术大大降低了油井出砂量,使修井次数减少了60%,提高了油田生产效益。

钻井信息传输系统优化设计与应用

信息技术的快速发展,为采用新技术改造传统产业提供了先进手段,许多石油企业都在利用信息技术建设钻井信息采集传输系统。江苏油田借鉴其他油田经验,采用先进的无线传输技术,建立了野外井场到后方基地方便快捷的信息传输通道。该系统将野外的钻井生产信息实时传回基地,使得基地技术人员能够随时了解井场钻井生产情况,指挥现场正确施工,为科学钻井提供了先进可靠的平台。

基于向量旋转的主成分法在钻头选型中的应用

主成分分析法主要是利用降维的思想,在损失较少信息的前提下把多个指标转化为几个综合指标的多元统计方法。通过对常规主成分评价方法求解过程的分析,得出该方法不能直接用于钻头优选分析。在此基础上给出一种基于向量旋转的主成分钻头评价方法,该方法即能克服常规主成分钻头评价法的不足,又保持了主成分评价方法的内在优点。通过现场实际计算分析,表明改进后的方法能用于油田钻头优选。

区域地层可钻性场数值模拟计算方法研究

岩石可钻性是评价岩石破碎难易程度的综合指标,是钻头选型的重要依据,而目前所能给出的可钻性剖面一般仅为一条曲线或某个曲面,应用范围小,难以满足实际工程的需要。在分析滑动最小二乘法的理论基础上,针对三维空间可钻性场分布规律计算这一问题进行深入地分析和讨论,给出了计算区域可钻性场的理论模型和计算方法。实例表明,应用该数学模型计算精度完全满足工程要求,该方法切实可行。