非常规油气丛式井平台靶点自动匹配及引导式智能绕障方法

为解决丛式井平台井眼轨道设计效率低、难度大的技术难题,切实提高非常规油气丛式井平台设计效率,将丛式井靶点匹配问题抽象为任务分配问题,以KM算法为基础,建立了靶点匹配目标函数,根据井口到靶点的水平位移赋权值确定了匹配次序,形成了井口-靶点自动匹配方法;以A*算法为基础创建引导式启发函数、构建栅栏搜索环境、优化搜索方向,形成丛式井引导式智能绕障方法;总结了丛式井设计策略,开发了设计软件。应用该软件,4井式丛式井平台轨道设计平均耗时8.9 s、6井式平台轨道设计平均耗时9.5 s、8井式平台轨道设计平均耗时36.6 s、大于等于10口井平台轨道设计平均耗时52.5 s;与常规设计技术相比,5~8口井平台设计由原耗时约3 d降至1.2 d,9~13口井由原耗时约6 d降至2.4 d,节省设计时间60%。该方法解决了目前丛式井平台钻井设计耗时长、效率低的难题,为石油行业其他专业智能算法的引用提供参考。

基于遗传算法的丛式井平台部署优化研究

丛式井钻井平台位置优化是油田开发前需要关注的重要问题,在应用枚举法、动态聚类法等方法进行平台位置优化时,要依靠经验或方法本身存在一定局限性。为此,以横向靶前位移最小和总投资费用最小为目标,建立了钻完井费用模型、采油工程费用模型、地面建设费用模型和维护费用模型的平台总投资规划模型,采用双权值法对平台位置和靶点坐标进行优化分配,并基于Python语言的遗传算法进行平台位置规划部署。应用大庆油田某区块44个靶点的坐标数据,进行了平台位置优化设计,结果表明,以横向靶前位移最小为优选目标的平台总投资规划模型,可以快速地优化钻井平台位置,给出平台位置范围和靶点分配,并可以根据不同地形选取合适的平台位置和靶点坐标,人为因素影响较小,可以很好地解决丛式井平台部署问题,对其他区块平台部署有很好的借鉴意义。

大型丛式井组平台位置优化方法

丛式井组钻井平台位置优选是丛式井钻井技术中的关键问题之一。根据地质靶点的分布情况,将"控制靶点位移之和最小",或"控制井眼长度之和最小",或"控制钻井成本之和最小"等条件作为优选平台位置的指标(目标函数),建立了丛式井钻井平台位置优化数学规划模型,并根据遗传算法的理论原理对模型进行了求解。实例分析表明,所建立的模型及遗传求解方法能够在综合考虑地面限制条件等环境因素的前提下,优选出钻井平台位置,并满足现场安全钻井施工的要求,同时大幅度降低了钻井综合成本,发挥出了丛式井钻井技术的优势。

丛式井平台井口布置方法

为了进一步优化丛式井的设计,研究了丛式井平台井口和靶点的优选和分配问题。当井口分布呈多排多列且不均匀分布时,首先对井口和靶点进行直线或同心圆划分,再基于井口与靶点的连线在水平面上的投影两两不相交且水平位移平方和最小的方法(即不相交水平位移最小距离法),建立了不相交水平位移最小距离法计算模型,并编制了相应的分析计算软件。以吉林油田某丛式井组为例,利用编制的软件进行了井口和靶点的优选及分配,快速求出了最优分配结果。这表明采用不相交水平位移最小距离法可以快速求出最优的分配结果,可提高设计人员的工作效率。

丛式井组总体防碰与钻井顺序优化技术及应用

针对丛式井组井间距小、钻井数量多、井间防碰钻井顺序优化难度大的技术特点,利用观察法结合系统科学方法,对平台与钻机整拖方向、目标点与井口位置、各目标井方位关系等进行了系统研究,以老168丛式井组为例,借助于Paradigm软件计算辅助手段,提出了一套钻井顺序整体优化思路与方法,并分析了钻井顺序排列规律。研究表明,对于密集型丛式井组钻井顺序优化,在分析防碰控制不利因素的基础上,根据油藏特点与布井规律分析钻井顺序优化原则,结合平台自身特点确定钻井顺序优化的方案,借助计算软件进行钻井顺序实施前的不断优化与实施过程中的持续优化。最终得到既满足油藏要求、又满足钻探目的的最优化钻井顺序,为国内海油陆采大型丛式井组钻井方案总体规划提供了科学依据。

垦东12平台丛式井组钻井技术难点与对策

垦东12平台丛式井组布有28口井,相邻井间距仅为3.5m,其中7口井水平位移超过1 000m,6口井造斜点井深不大于200m。所施工井属于浅层油藏,砂层胶结性差,极其疏松,易导致井径扩大;泥岩中蒙脱石含量高,造浆能力强,易导致缩径及钻井液污染。针对人工岛上布井稠密、井间距小、水平位移大、造斜层软、海水钻井液体系造浆难度大、大井眼浅地层中定向及井身轨迹控制难等特点,采用大井眼浅地层定向、井身轨迹控制、控制井径扩大率及优化海水钻井液等关键性技术,使28口井均达到了工程设计要求,为今后人工岛丛式井组的钻探提供了技术支撑。

大港滩海域油田建设特色技术及应用成效

大港滩海域油田的高效开发,得益于地质研究新区带的不断拓展,得益于地质研究新技术的深化应用,得益于钻井工程与海工技术的系统集成与应用。面对大港滩海域油田地下复杂的地质油藏条件和特殊的地表条件,通过探索地下复杂油藏分布规律,深入研究适合大港滩海域泥质海滩海工建造技术,集成应用人工岛、人工井场及固定平台等高密度丛式井油田开发技术,形成了滩海域油田开发配套技术系列,目前已在大港南部滩海区的埕海、赵东油田开发中应用且效益良好,为今后中北部滩海区的新港、滨海油田建设积累了重要经验,是大港滩海域油田优质高效开发的重要保障。

我国定向井丛式井技术取得重大进展

本文全面概括地总结了我国定向井丛式井技术取得的重大进展,包括钻成了一批定向丛式井,掌握了平台数及平台位置的优化设计,井组总体设计,单井轨迹设计及控制技术,钻具组合技术,绕障和防碰技术,泥浆、固井、取心、测井、射孔、测试、钻头、涡轮和螺杆钻具等配套技术以及数据库及软件系统的应用等,展示了在我国全面推广定向井丛式井的良好前景。

海油陆采丛式井组优快钻井技术

垦东12平台是中国石化及胜利油田的重点产能建设项目,共计部署114口海油陆采井,主要采用大位移井、丛式井组技术进行开发,存在着表层定向易产生磁干扰、浅层大尺寸井眼定向困难、井网密集防碰绕障难度大等钻井难点。通过钻井平台位置优化设计、一开表层直井段防斜打直、浅层大尺寸井眼定向技术、大斜度长裸眼井段稳斜技术以及丛式井三维防碰绕障等技术的研究及应用,保证了垦东12平台丛式井组的顺利实施,进一步丰富完善了海油陆采大型丛式井组钻井技术,为今后滩浅海油区的经济高效开发积累了宝贵经验。

考虑“井工厂”学习效应的平台位置优化方法

随着"井工厂"技术的不断应用,"井工厂"模式所产生的学习效应对钻井费用及平台位置的选择具有重要的影响,研究该模式下的平台位置优化问题就变得很有必要。为此,结合"井工厂"钻井学习曲线,提出了"钻井学习指数"的概念,以量化"井工厂"模式下单井平均节约费用与平台布井数量之间的关系;进而考虑"钻井学习指数"、平台最大容量及轨道复杂度对平台位置选择的影响,建立了"井工厂"模式下丛式水平井平台位置优化模型;根据遗传算法原理,并结合每口井只能对应一个平台以及每个平台所允许的最大井数等特点,对遗传算子进行了改进,给出了所建立模型的解算步骤。算例分析结果表明,所提出的优化模型能够在满足所给定约束条件的前提下,减少平台数量,增加每个平台的井数。结论认为,考虑"井工厂"学习效应的平台位置优化模型能够充分发挥"井工厂"的技术优势,是一种降低丛式水平井建井费用的有效方法。

海上油田丛式井平台位置优化方法研究与应用

针对以钻井总进尺为依据选择海上油田丛式井钻井平台位置的方法存在无法完全反映钻井时间和费用的问题,通过对定向井钻井难度评价,开展了定向井钻井难度系数与机械钻速变化规律以及造斜段与稳斜段机械钻速变化规律的研究,确定了平台位置所对应的总钻井时间,并在此基础上建立了以钻井时间和费用为标准的海上油田丛式井平台位置优化方法。应用实例计算表明,本文所建立的海上油田丛式井平台位置优化方法可有效节约钻井成本,有利于高效开发海上油气田。

老168平台海油陆采丛式井钻井技术难点与对策

老168丛式井组井眼密度大、防碰难度大、造斜点浅、大尺寸井眼定向斜井段长、裸眼段长、井斜大、位垂比值大,油气层保护要求高。针对以上施工技术难点,采用大井眼浅地层定向、优化井身轨迹控制、控制井径扩大率以及优化海水钻井液等关键性技术,使该平台上的69口井均达到了工程设计要求,油气显示良好,为以后开发滩海地区浅层油藏,实现海油陆采积累了经验。

海上丛式井平台位置优选原则及方法

海上丛式井组平台位置优选是丛式井钻井技术中的关键问题之一,直接影响了整个油田的效益。结合地质油藏专业和工程专业,从减少投资和降低钻井作业风险方面考虑,介绍和总结了影响海上平台位置优选的各种因素和海上平台位置选择的方法;最后以渤中19-4油田平台位置选择为例,介绍了海上平台位置优选的原则和方法,为海上类似项目的实施提供了宝贵经验。

基于成本最低的海上丛式井平台位置优选新方法

海上丛式井平台位置优选直接影响油田经济开发效益,而以钻井总进尺最小兼顾钻井难度的方法不能完全反映钻完井成本的高低。鉴于此,考虑影响钻完井投资的因素(井深、工期及其他现场因素),依据丛式井分类方法,按照标准测算其他因素引起的钻完井费用,建立了目标油田钻完井总投资函数,将其作为成本最低优选平台位置的基础条件。在"最小进尺法"与"权重法"的基础上,合理划分平台位置分布边界,利用网格法确定可能的平台位置,并在井型分类和井眼轨迹设计的基础上利用钻完井投资目标函数测算对比可能平台位置的钻完井投资,优选出成本最低的位置作为最终平台位置,建立了以费用最低优选平台位置的新方法。应用实例表明:基于成本最低优选的平台位置钻完井投资比最小进尺法优选的平台位置钻完井投资减少约2 000万元。研究结果可为丛式井的平台位置优选提供新思路。

油田丛式井平台地面工程设计

随着能源用地政策的改革和新"两法"的颁布实施,油田逐步开始采用丛式井平台开发模式。吉7井区新建大平台采用"玻璃钢敷缆复合连续油管+电潜螺杆泵"无杆泵采油模式,地面建设采用"井站一体化采油平台",将集输工艺、注水工艺、供配电、仪表自动化和道路等多项技术进行配套改进,同时采取设备集成、无人值守、远程监控、事故巡井等措施。井站一体化采油平台的建设可大大减少油田建设征地面积,降低能源消耗,减少地面建设工程量,缩短建设周期,实现油田快速建产、智能管理、高效生产,具有良好的经济效益和社会效益,已成为油田丛式井平台地面工程建设的样本和典范。

基于DecisionSpace的海上丛式井平台位置优选方法

海洋油气开发具有高风险、高投入和受海上环境条件限制等特点,而平台位置的选择问题是影响开发成本、钻完井难易程度的首要问题。针对平台位置优选问题,通过对海上丛式井平台位置选择因素分析,利用DecisionSpace软件的最小进尺法和权重法选择平台位置,综合考虑总进尺数和作业难度,采用均匀布点法和位置加密法相结合的方式得到最优平台位置。最后以渤海某平台为例进行了技术应用分析,优选出的平台位置既满足总进尺数较小又能满足作业难度较低的要求。结果表明该技术方法应用效果较好,对海上平台位置优选具有现实指导意义。

防碰技术在金县1-1-A平台的应用

金县1-1-A平台开发井作业中,在平台槽口有限、开发区域集中、断层众多轨迹受限、滚动开发地质认识不断更新、靶点频繁调整的背景下,充分考虑油田区块内上部地层极软不易造斜、馆陶底砾岩井段滑动困难、隔水导管锤入偏斜等因素,统筹设计定向井轨迹、增加控制点、优化单井轨迹结构,通过应用表层预斜、防碰绕障、陀螺定向、表层直井段防斜打直等技术,配合优选钻具组合、优选钻井参数等措施,形成了一套完整的浅、深层防碰应对技术措施,成功完成金县1-1-A平台首批钻井任务,为油田的顺利开发打下较好的基础,对金县1-1-A平台后续丛式井的开发以及渤海油田的二次跨越均有着重要的借鉴意义。

丛式井平台位置优选评价研究与应用

丛式井钻井是陆地与海上油气资源开发的重要方式,钻井平台位置优选是降低丛式井钻井投资与作业风险的关键前提。通过对丛式井平台位置优选原则进行分析,运用熵权法构建平台位置优选模型,根据各项评价指标的数据差异程度计算权重与方案得分,对影响平台位置选择的因素进行综合分析与定量评价。通过在渤海油田某丛式井平台位置优选中的应用,结果表明,该评价模型切实可行,并与定性分析的结论一致,从而为平台位置优选提供新的指导思路。

导向钻井技术在悬臂式钻井平台的应用

介绍渤海辽东湾为减轻钻机作业负荷，保证悬臂梁安全载荷而使用了导向钻井技术、精确控制井眼轨迹所做的一次成功的尝试。为今后应用导向钻井技术以及使用悬臂式钻井平台发挥海上石油勘探和开发中的重大作用，积累了经验。