基于模糊C均值聚类的空—地—井垂直重力梯度数据反演方法

通过重力梯度数据三维反演能够获得地下密度结构模型,用于地质资源勘探等领域。航空、地面和井中观测的重力梯度数据含有不同频率的信息,通过数据联合可以降低反演多解性,提高成像分辨率。对于具有复杂形态的地下异常体,目前这种多尺度数据联合反演的纵向空间分辨率,尤其是异常体底部的成像分辨率有待提升。针对该问题,开展了航空—地面—井中垂直重力梯度数据的联合反演方法研究。首先,在正则化反演中引入模糊C均值聚类算法,通过在迭代过程中加入聚类约束降低多解性;其次,联合航空、地面和井中垂直重力梯度数据,提出一种联合反演方法,并使用GPU加速计算;然后,将反演应用于理论模型数据与美国文顿盐丘地区重力梯度数据,验证方法的效果,并讨论了井位置对结果的影响;最后,对基于GPU加速的并行反演方法进行性能分析。数据试验证明了模糊C均值聚类算法能够降低反演的多解性,通过联合反演能够获得准确的密度分布,该方法具有一定的抗噪能力;使用异常旁井和穿异常井数据的成像分辨率更高。计算的文顿盐丘地区密度分布与其他学者的结论相近,证明了方法是有效且可行的。试验还表明,GPU并行方法具有较高的加速比,提出的方法能够为地质找矿等研究提供技术支撑。

气体钻水平井的携岩CFD数值模拟研究

文章研究了气体钻水平井的携岩问题,发现水平井气体携岩的规律与垂直井有本质不同。目前国际上流行的斜井、水平井气体钻井流动计算与井下真实情况相比有很大差别,从而导致计算得到的携岩气体需求量过于偏小,难以保证井下正常携岩、清岩。用CFD软件对水平井段钻柱躺在下井壁,并造成偏心环空内流体的问题进行了大量不同工况下的流场分析,其研究结果对改善环空流场、确定合理的输气量参数、提高流体的携岩能力等,提供了理论依据。

煤层气井两相流多参数探测技术

为充分认识煤层气排采过程中井筒气水两相流参数变化特征及流动规律,研制了煤层气井流体参数监测仪。该监测仪可对煤层气垂直井下油套环形空间气水两相流体压力、温度、液位、流速、密度分布以及气泡形态进行实时监测,为预测井下流体参数变化特征,研究气藏及井筒气水两相流动规律提供实测值。从监测仪的原理与结构出发,建立了井筒两相流关键参数(密度分布、气泡形态、流速)的探测方法。基于此,煤层气井流体参数监测仪在煤层气/页岩气排采,智能调控排采工况方面具有应用前景。

阿拉巴马黑勇士盆地煤层气井的产能分析

阿拉巴马煤层气井的产能分析是依据对1300多口垂直井、采空区井及水平井的气、水产量进行的统计评估。分析的产量参数包括峰值产量、初始产量、平均产量及累计产量。数据分析表明所有的参数都呈对数正态分布。对生产期超过4年的井的数据进行回归分析，认为峰值产量是最可靠的短期煤层气井性能指标。这对三种类型井同样适用。许多自然因素及人为因素对煤层气井的产能都会产生影响，在许多地方，工程和地质构造的作用很明显。水力压裂技术可以提高大部分井的产量，但是有一些井进行了很少的处理，却得到了意想不到的产量。通过对地下煤矿的观察可以看出自然裂隙对井的性能有很大影响，并且区域地质调查表明煤层气井位置的微构造对产量也产生影响。这种关系表明在制订勘探开发计划时应该考虑完井技术及地质构造。

河南省煤层气地质特征与开发方案浅议

河南省煤炭资源丰富，煤层气资源量巨大。但大多数矿区煤体结构破坏严重，多为糜棱煤。由于裂隙系统遭到破坏，煤层渗透率极低，使用垂直井开采煤层气比较困难。有些矿区在采煤过程中一直利用水平井抽放煤层气，几十年来积累了丰富的经验。因此，选择煤层气的开采方法时，最好首先使用水平井，在采煤过程中首先开采煤层气；其次是有选择的利用采空区钻井开采；运用垂直井作商业性质的大规模开采则需慎重。