基于机器学习的钻井液体系优选方法分析

由于钻井液体系种类繁多,各种各样的地质层环境或多或少都会影响钻井液体系的选择,石油工程师在如此多的钻井液体系中选择出一种合适的钻井液效率较低。故考虑将机器学习应用于钻井液体系优选中,本文简单介绍机器学习在钻井液体系优选中的方法理论及采用的模型。首先介绍对初始数据集处理的3种方法的基本理论,分别是主成分分析、灰色关联度分析及奇异值分解;然后介绍这三种方法分别与BP神经网络结合的优选模型;最后对本文提出的钻井液体系优选方法进行总结概括。

三普2^#地热井钻井液应用技术

针对陕西咸阳地区三普2#地热井,钻井中地层易出现缩径、扩径、渗漏、粘卡、等难点,合理采用钻井液体系及性能。上部选用分散性钻井液,提高泥浆粘度,达到防止流砂层埋钻;下部选用钾基聚合物钻井液,达到抑制泥岩膨胀、砂岩缩径、控制井壁稳定,保证起下钻畅通,取得了较好的效果。

塔河主体区块钻井液体系优化

塔河油田位于新疆南疆盆地,井深超过6000m,地质条件复杂,目的层埋藏深,在施工过程中钻井液会遇到许多问题。通过室内实验研究进一步优化钻井液体系,现场施工过程中不断探索新思路,初步形成一套适用于塔河主体区块的抗高温水基钻井液体系及相配套的维护处理技术,有效解决了上部地层砂岩渗透性强、泥岩易分散,下部地层岩性复杂、易剥落掉块、易塌易漏,同一裸眼存在多套压力系统、钻井液性能难以维护等问题。

鲁克沁油田英也尔构造复杂地层钻井液技术

鲁克沁油田英也尔构造钻井地质条件复杂,井壁失稳与斜井段粘卡问题突出,通过地层压力、地层特性研究,揭示出了该构造复杂机理和关键技术问题,针对性的优选出有机盐与阳离子钻井液体系,两种体系在抑制泥页岩膨胀分散、维持井壁稳定、降低管柱摩阻和扭矩、保持井眼清洁等方面具有明显优越性,能够满足该区域作业要求。

超深井优快钻井配套技术的研究与应用

DT1井位于中央坳陷达巴松背斜带,该区地层压力系数高、区域变化大,深部地层岩石可钻性差,漏失频繁,机械钻速低,钻井周期长。通过综合分析该区块钻井地质特点,有针对性地开展优快钻井配套技术研究。通过异常地层压力预测技术,合理设计井身结构,优选钻头和高效提速工具,选用胺基钻井液技术和抗高温高密度有机盐钻井液技术,实现了DT1井的高效快速安全零事故钻井。现场试验表明,DT1井地层压力预测精度达到90%以上,白垩系侏罗系平均机械钻速9.46 m/h,单只PDC钻头进尺最高达2 051 m,复杂时率为0。

川南坳陷仁怀区块仁页1井钻井关键技术

川南坳陷仁怀区块仁页1井在施工中存在着地层出水、井壁垮塌、膏岩卡钻以及机械钻速低等问题。根据该井的工程设计及地层特点,总结分析了钻进过程中存在的主要技术难点,同时论述了PDC钻头+螺杆优快钻井、高效钻头应用、旋冲钻井技术以及钻井液优选等关键技术在该区块的首次成功应用。该井实钻效果表明,这些技术能有效提高机械钻速,保持井壁稳定,是川南坳陷仁怀区块页岩气探井钻井施工成功的关键,为今后在该区块的工程设计以及钻井关键技术提供了指导和借鉴。

钻井工程设计优化与应用

为适应油田勘探开发要求,按照钻井工程设计优化原则,在借鉴国内外一些成功经验的基础上,提出了应用不同钻井条件的套管、钻头尺寸组合优化设计方案,并根据油气井类型、地层特点和储层性质,开展了钻井液优化设计和固井完井优化设计研究,同时将部分钻井新技术应用于油田勘探开发,取得了良好的应用效果。

超深井新港1井钻井技术实践与认识

新港1井是一口定向超深探井,设计井深6 700 m,由于井深且存在多套压力系统,井身结构设计难度大;该井主要目的层埋藏深、地层岩性坚硬,机械钻速低;东营组、沙河街组存在大套玄武岩,易垮易漏;三开裸眼段长达2 380 m,上下温差大,固井质量难以保障;井底温度高,对钻井液性能要求高;造斜、稳斜段岩性复杂,井眼轨迹控制难度大。针对这些钻井难点,从井身结构优化设计、抗高温钻井液体系优选、超深井井眼轨迹控制、超深井固井、提高钻井速度、安全优质施工等方面做了大量工作,高质量完成了钻探任务,为大港油田超深井钻探技术积累了成功经验。

辽河油田燕南潜山带钻井提速技术研究与应用

辽河油田燕南潜山带位于辽河滩海东部,古生界、元古界和太古界为油气勘探目的层。该区块地层古老,地质条件复杂,钻井施工中存在古潜山地层易发生井漏、中生界地层易发生井壁失稳、地层倾角大使井眼轨迹难于控制、地层硬度大机械钻速慢等难题。为了实现该区块的优快钻井,针对以上难点,开展了钻井提速技术研究,通过井身结构优化、钻井液体系优选、井眼轨迹控制技术研究及钻井提速工具的优选,形成了适合该区块的钻井提速配套技术。现场应用表明,此文形成的提速技术能够大幅提高燕南潜山带区块的机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本。

致密油开发水平井段页岩坍塌周期的确定

鄂尔多斯盆地致密油资源丰富,具有很大的开发潜力,但长庆油田A井区在页岩油长水平段钻进时井壁失稳问题突出。现有的水平井防塌技术重点关注钻井液体系优化问题,无法给出页岩的坍塌周期。本井区页岩的主导坍塌机制是钻井液滤液沿天然微裂缝渗入地层,引起黏土矿物水化,导致岩石强度降低。考虑化学势变化和流体流动与骨架变形的耦合作用以及岩石吸水扩散过程和强度弱化规律,建立致密页岩井壁坍塌周期分析模型。结果表明:活度较低、膜效率较高的钻井液可以有效抑制地层孔隙压力增长;封堵性强的钻井液可以降低地层水含量的增长,减缓地层岩石强度的弱化;A井区使用密度为1.3 g/cm3的细分散聚合物钻井液体系和复合盐钻井液体系钻进水平段时井眼坍塌周期分别为4.5和9 d,而使用油基钻井液体系时相同密度下浸泡10 d井眼扩大率仅为4%,油基钻井液体系效果最好,坍塌周期大于10 d。

新疆油田某区块井身结构优化设计与应用

新疆油田某区块位于新疆准噶尔盆地西部,随着该区块勘探开发的不断深入,原有井身结构开始显现出复杂事故多、钻井效率低等问题。为了解决该区块中部地层泥岩水敏性强,井壁垮塌、钻头泥包频发以及下部地层存在异常高压,漏失严重的问题,根据室内岩石地应力实验结果及现场地层破裂试验,建立了该区块地层三压力剖面,为井身结构优化设计提供有关压力系统的理论依据。结合地质特征确定了该区块的地质工程必封点。根据地质工程必封点,以减少钻井复杂事故为目标,把原有三开井身结构优化为二开复合井眼井身结构。该区块应用优化二开复合井眼井身结构后,钻井中复杂事故明显减少,均顺利完成钻井作业,平均钻井周期由前期的76 d缩短为目前的47 d,缩短38.15%。这表明,该区块采用优化后的井身结构,成功降低了钻井复杂、提高了钻井效率。

金1井钻井过程中遇到的难题及技术对策

金1井处于准葛尔盆地南缘从山前构造到盆地腹地之间的过渡带，设计目的层深，钻遇多套复杂地层。上部极易坍塌的砾石层、安集海异常高压层、塔西河沙湾的缩径；给钻井施工增加了难度。结合地层特点，采用合理确定井身结构、砾石层安全钻井、加快深井钻井速度配套、保证井眼稳定的钻井液、深井固井、安集海复杂地层安全钻井等技术，基本解决了7000m井深以前所遇到的各种技术难题。