钻井过程中井漏特征精细识别方法研究与应用

井漏是钻井工程中普遍存在的井下复杂问题,严重影响着钻井施工安全与钻井周期,井漏特征精细识别是高效治理井漏的关键。首先,综合测井、钻井、录井及地质等资料,结合漏层力学性质与物理机理分析,利用加权系数法,建立了基于“井漏综合指数”的井漏层位识别新方法。然后,研究了漏失通道类型及尺寸、漏失压差、漏失速度等井漏特征参数的定量分析方法,并给出计算模型,形成了多信息融合的井漏特征精细识别方法。该方法在X区块进行了实例分析,分析结果表明,X区块实际井资料的处理结果与现场实际漏失地层的层位、漏失类型及漏失速度等井漏特征基本吻合。井漏特征精细识别方法综合考虑了井漏的主要影响因素,利用其可以准确识别漏层的特征,为防漏堵漏技术优化及施工提供科学依据。

弹性体型胶粘材料在大庆油田裂缝性漏失中的应用研究

针对大庆油田深部裂缝性地层漏失严重、桥塞堵漏材料堵漏效果不佳的问题,引入了弹性体型胶粘材料,与桥塞堵漏材料复配,形成了热塑性复合堵漏技术,室内实验表明该技术可抗温160℃,承压5 MPa,封堵4 mm内裂缝。在大庆油田25口深井中进行了现场试验和应用,现场数据表明热塑性复合堵漏技术较桥塞堵漏技术堵漏效果更佳,堵漏成功率100%,承压7.5 MPa,未发生由于恶性漏失导致提前完钻的情况。

海上某盆地胶结型防漏堵漏钻井液技术

分析了我国海上某盆地地质特征和历史井漏情况,明确了该盆地钻井防漏堵漏难点:地层裂缝发育且存在微米级至毫米级的多尺度裂缝,甚至裂缝和孔、洞并存,导致堵漏材料选配难、一次堵漏成功率低;地层发育大段风化壳、部分地层破碎严重、钻井中裂缝极易二次发育等,导致恶性漏失甚至失返性漏失等复杂情况。针对上述难点,以聚乙烯醇、聚丙烯酸以及含邻苯二酚结构的有机物为原料,合成了一种胶结型堵漏剂BFD-1。实验结果表明,人造疏松岩心在加有4%BFD-1的水溶液中浸泡后,岩心抗压强度提高率达19.34%。以BFD-1为核心,复配现场常用堵漏材料,构建了适用于不同尺寸范围漏失通道的防漏堵漏钻井液体系,具良好的防漏堵漏性、胶结性,并可有效阻止压力传递。研究成果可为该地区钻井井漏防治提供有力技术支撑。

基于异质集成的井漏预警模型

钻井井漏事故具有突发性和难以控制的特点。因此,迫切需要建立一种有效的井漏预测方法。将随机森林、支持向量机和反向传播神经网络模型相结合的异质积分器Stacking应用于青海省柴达木盆地英西地区。首先对目标区块的数据集进行处理,运用灰色关联对数据进行相关性分析,选择其中10个相关性高的参数,后设置两层堆叠集成,第一层选择随机森林、支持向量机和BP神经网络模型作为基础学习器,第二层选择逻辑回归模型作为元学习器。结果表明,异质集成模型提高了预测精度(0.981的准确率、0.970的精确率、0.963的召回率和0.960的F 1分数),克服了同质分类器的局限性。强调了综合井漏预警预报中考虑多种地质因素的重要性。

基于ISSA-SVM的钻井卡钻事故预测

为预防钻井过程中卡钻事故的发生,通过提出了一种改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化支持向量机(support vector machines,SVM)的预测模型方法(ISSA-SVM),在发现者位置更新公式中引入一种改进的自适应非线性惯性递减权重;在警戒者位置更新公式中引入莱维飞行策略。利用主成分分析法(principal component analysis,PCA)对外国某大型油田的实测钻井数据进行降维处理,并利用惩罚参数和核参数进行卡钻事故的预测。实验结果表明:ISSA-SVM的预测准确率高达85.1852%,且收敛速度更快,可见ISSA-SVM可有效预测钻井卡钻事故。

海上平台火灾人员疏散路线优化研究

为分析海上平台发生火灾时作业人员安全疏散情况,对应急疏散提出路径优化建议,使用PyroSim还原海上平台火源被引燃后的烟气蔓延规律,研究烟气温度、能见度、CO体积分数随时间的变化情况,选择各参数最快到达极限值的时刻作为作业人员的可用安全疏散时间。利用Pathfinder将不同场景的火灾情况与作业人员疏散进行耦合,对疏散情况进行综合分析后得到作业人员逃离危险位置所用的必需疏散时间。研究结果表明:钻井区空间和走廊2风险系数较高。研究结果可对不同初始位置作业人员疏散路径提出优化建议。

复杂压力系统薄互层致密油藏水平井钻井关键技术

南堡凹陷高柳区块沙三3段V油组属于典型的砂泥薄互层致密油藏,因多年压裂注水开发导致地层压力系统复杂、人工缝网分布密集,水平井钻井过程中井漏、油水侵与井壁垮塌复杂情况同时存在、矛盾突出。结合高柳区块地层特征阐述了水平井安全钻井技术难点,明确了钻井液漏失、井壁垮塌原因,优选纳微米级乳化防塌剂、石墨微球与微米级柔性封堵剂、超细钙构建了封堵承压井壁稳定油基钻井液体系,该体系有效降低滤液对泥岩地层的侵入,对泥岩强度保持能力提高5倍以上,使中高渗砂岩封堵承压能力达到18 MPa;针对油基钻井液漏失问题提出了油基桥接堵漏技术与油基固化堵漏技术。现场试验解决了高柳区块复杂压力系统致密油藏水平井安全钻井难题,十余口应用井无井壁垮塌情况发生,漏失井堵漏后漏失层承压能力提高5.4 MPa,满足后续钻井施工要求。

泡酸解卡技术在伊拉克某油田的实践与认识

泡酸解卡是通过向卡钻位置注入一定量的酸液与地层中的碳酸盐充分接触反应,破碎带溶蚀卡钻处的地层岩屑等,从而达到钻具解卡的目的,是现场常用的卡钻处理技术之一。伊拉克某油田的A井五开钻进8-1/4"井眼通井作业过程中发生卡钻复杂情况,释放扭矩后活动钻具及震击器震击解卡均未成功解卡,考虑到地层岩性主要为石灰岩,尝试进行泡酸解卡并取得了成功。本文详细介绍了卡钻事故发生过程和泡酸解卡的作业程序,同时总结了泡酸解卡的作业经验与认识,为伊拉克油田乃至其他区块石灰岩地层钻井过程中出现的类似卡钻事故积累了宝贵经验。

钻井作业安全隐患分类量化管理

钻井作业属于高风险作业,有效的隐患管理对确保工人的安全和提高作业效率非常重要。文章旨在结合系统科学与事故致因等理论,探讨钻井作业安全隐患的分类和分级管理方法。文章提出一种具体的隐患分类方法,选择适用的隐患评估方法,建立钻井作业隐患量化管理模型。该研究有助于钻井作业管理者降低安全风险,为钻井作业安全管理数字化提供了理论基础。

某区块常用桥浆堵漏配方的优化与评价

某区块页岩气钻井时,二开井眼漏失频繁,目前主要使用核桃壳、棉籽壳为主的堵漏配方,一次堵漏成功率较低。本文就现场堵漏配方进行了室内封堵效果评价,结果表明现场常用堵漏配方封门现象明显;室内对现场常用堵漏配方进行了优化改良,通过调整配方的粒径与材料种类,减少配方的封门现象;对比了低密度高强度韧性颗粒GUARD与常规核桃壳的封堵承压能力,结果表明室内合成低密度高强度韧性颗粒GUARD能明显提高封堵后的承压能力,达到7 MPa以上,同时,改良后的配方也取得较好的现场应用效果。

钻井现场作业中人的不安全行为分析与管控

石油钻井是一类高风险、高投入、高科技的系统工程,其事故发生率与人的不安全行为存在直接联系。因此,深入研究钻井现场作业中人的不安全行为对石油钻井的安全生产具有重要意义。文章根据国内外不安全行为的相关理论,归纳总结出钻井现场作业人员不安全行为的影响因素,并从加强管理等方面提出一系列切实可行的不安全行为管控措施,为保障钻井作业的平稳进行,提高平台的安全管理水平提供参考。

钻井安全监督周报量化管理初探

钻井作为石油勘探开发的关键环节,安全监督管理并及时报告是作业正常进行的重要保障。传统的钻井安全监督管理主要包括人员检查及安全评估,对安全状况依靠人工判断,效率不高,主观性强。通过量化管理,能够更全面、精准地评估钻井作业中的风险,采取相应的措施来保障人员安全。探索建立基于量化管理的钻井安全监督周报,分析钻井安全监督周报的内容和指标选择,包括巡检情况统计、问题发现与处理情况、安全培训和教育情况以及安全和环保指标监测等,建立数据分析和指标评估的基础平台,有利于提高钻井安全管理工作的科学性和有效性。

微裂缝模拟新方法及承压封堵能力评价实验研究及应用

目前来说,国内外对于提高地层承压能力的评价通常采用各种人造裂缝的方法,如人造岩心、砂盘、模具等,或采用各类堵漏评价方法用于提高地层承压能力评价。评价的准确性依赖于对地层裂缝的复原程度,本文借助3D打印技术,通过对地层裂缝展布情况的分析对应地设计3D打印岩心,并以“应力笼”理论为基础,设计一套新型的承压评价装置对钻井液提高地层承压能力进行评价。通过对封堵层失稳因素的研究,在实验室中评价优选出了XNCY系列刚性材料,并明确其最优级配关系,形成致密的封堵层而提高地层承压能力,室内实验结果表明,该配方能够在基浆基础上承压能力达7MPa。

渤海钻井防漏堵漏技术研究

渤海油田深井在钻井过程中钻遇断层、破裂带及火成岩时多次发生失返性漏失,处理难度大、耗时长,增加井控风险的同时影响作业时效。井漏已成为制约钻井作业安全、效率和成本管控的主要问题。本文针对作业风险点,制定了“钻前避漏-钻中防漏-高效堵漏”的作业思路,通过在技术和管理两方面突破,在深层井成功应用,形成了一套渤海油田深层井防漏堵漏的推荐做法。

涠洲组井壁失稳的应对措施

北部湾盆地涠洲组井壁失稳事故频发,井壁失稳后往往导致多个复杂情况连锁反应,少则增加处理时间,多则造成钻具被埋、井眼报废,致使北部湾区域钻井复杂事故发生率一直保持在南海西部乃至中国海洋石油“之首”,严重制约北部湾区域钻完井作业。通过理论计算出钻井液安全钻进的密度、预测井壁失稳垮塌周期以及对井身结构进行优化再配合现场钻井液相关工艺措施,提出了如何应对涠洲组井壁失稳的措施,为后续作业提供了思路。

海上修井机钻井作业安全风险评估方法实践

针对海上油田固定平台修井机钻完井作业安全管理,文章总结了近年来通过各类安全分析发现的安全风险评估良好实践方法,系统梳理了修井机钻井作业安全风险评估流程,并以某平台为例进行了简要说明。该经验总结能够为修井机钻井作业安全管理提供良好方式,并为其他行业安全管理提供借鉴。

石油钻井作业中安全评价方法的应用

通过辨识石油钻井作业中的重大危险源,并使用事故树分析法和预先危险性分析法对其进行安全评价分析,并有针对性地提出安全预防措施,以期为石油钻井作业安全生产提供有效借鉴。

延安气田东部石千峰组-石盒子组井壁失稳机理及抑制方法

为了研究延安气田东部区域钻井过程中石千峰组-石盒子组井壁失稳的内在原因,对该地层岩样的矿物组分、理化特征、力学特性进行深入分析,并针对井壁失稳机理提出了抑制液相自吸的稳定井壁对策。研究可知:延安气田东部区域石千峰组-石盒子组黏土矿物含量分布在15.44%~47.52%,属弱膨胀中等分散性岩性,岩心中微裂缝、微孔隙发育,是导致液相侵入、井壁坍塌的主要因素;石千峰组-石盒子组岩样在蒸馏水中滚动回收率低于67.2%、线性膨胀率低于8.14%,石盒子组岩样分散相更强,润湿性均表现为亲水性,且石盒子组岩心的亲水性更强;石千峰组岩样经钻井液浸泡后三轴抗压强度由186.04 MPa降低至98.13 MPa;石盒子组岩样浸泡后三轴抗压强度由90.09 MPa降低至49.21 MPa,表明钻井液沿微孔隙、微裂缝侵入后使岩石强度降低;0.3%自吸水抑制剂ZXS-1可使石盒子组岩样水相和油相在岩心内的饱和度由72.6%和86.6%降低至4.7%和33.5%,并在岩石表面形成一层致密的分子吸附层,将岩心表面的润湿性由亲水性转变为疏水性,通过抑制岩样吸水,达到封堵微裂缝、阻止液相侵入的稳定井壁效果。

结合钻井工况与Bi-GRU的溢流与井漏监测方法

现有根据钻井液池体积和钻井液出口流量变化监测溢流与井漏的方法,未考虑开、停泵工况对出口流量和钻井液池体积变化的影响,易导致误报。为了降低误报率,分析了钻井工况与钻井液池体积和钻井液出口流量之间的相关关系,提出了一种结合钻井工况与双向门控循环单元(bidirectional-gated recurrent unit,Bi-GRU)的溢流与井漏智能监测方法。利用23口井的溢流与井漏监测数据,对提出的模型与现有典型模型分别进行了测试,结果表明:基于Bi-GRU的溢流与井漏智能监测模型的识别准确率为94.25%,优于其他模型;与未考虑钻井工况的Bi-GRU模型相比,误报率由12.52%降至1.12%。研究表明,该方法能够消除溢流与井漏监测时因开、停泵导致的风险误报,能为安全钻井提供技术支持。

基于集成学习的井漏智能预警模型及智能推理方法

水平井优快钻井技术加快了长庆油田致密油气大规模开发速度,但由于部分区域地层孔隙和微裂缝发育,承压能力低,极易发生井漏风险,严重制约了水平井提速提效。为进一步降低井漏风险,提高漏失预警的时效性和准确率,提出了一种因果关系约束下的井漏智能预警及漏失原因推理方法。基于漏失产生机理,分析了漏失风险的表征参数及其变化规律,将其作为输入参数约束条件,利用工况识别模型和特征变化规律准确定位井漏时间,基于BP神经网络和LSTM长短时记忆网络建立漏失风险预警模型,利用因果推断算法解释模型预警原因,结合风险机理实现警报约束。研究结果表明,LSTM集成网络井漏预警准确率达95.6%,基于集成学习的智能推理方法能够准确解释预警发生原因,对钻井现场及时采取井漏防范措施,保障水平井优快钻井具有重要意义。