Automatic de-noising and recognition algorithm for drilling fluid pulse signal

Wavelet forced de-noising algorithm is suitable for denoising of unsteady drilling fluid pulse signal, including baseline drift rectification and two-stage de-noising processing of frame synchronization signal and instruction signal. Two-stage de-noising processing can reduce the impact of baseline drift and determine automatic peak detection threshold range for signal recognition by distinguishing different features of frame synchronization pulse and instruction pulse. Rising and falling edge relative protruding threshold is defined for peak detection in signal recognition, which can make full use of the degree of the signal peak change and detect peaks flexibly with rising and falling edge relative protruding threshold combination. A synchronous decoding method was designed to reduce position uncertainty of the frame synchronization pulse and eliminate the accumulative error of time base drift, which determines the first instruction pulse position according to position of the frame synchronization pulse and decodes subsequent instruction pulse by taking current instruction pulse as new bit synchronization pulse. Special tool software was developed to tune algorithm parameters, which has a decoding success rate of about 95% for the universal coded signals. For the special coded signals with check byte, decoding success rate using the automatic threshold adjustment algorithm is as high as 99%.

内蒙古某矿山开采主要污染物治理与环境保护研究

内蒙古某大型铀矿床采用CO_(2)+O_(2)地浸开采技术,以CO_(2)+O_(2)作为溶浸剂配制溶浸液,与矿层中的铀络合生成离子,在井场浸出和浸出液水冶处理过程中产生废井液和工艺废水污染物。在治理污染物的过程中,通过固井、地表固化和回收方式对废井液进行处理;对树脂转型废水进行反渗透处理,将反渗透浓水、树脂反冲废水等排至蒸发池蒸发。研究结果显示,废井液放射性较低,U天然平均浓度为38 mg/L,226Ra活度浓度平均为79 Bq/L。树脂转型水反渗透处理后U天然浓度<0.05 mg/L,226Ra活度浓度<1.1 Bq/L。蒸发池残渣中U天然平均比活度为426.90 Bq/L,226Ra平均比活度696.67 Bq/kg。通过对污染物进行治理,固井、地表固化均符合环保要求,工艺废水和蒸发池残渣符合相关标准要求,为该类型矿山污染物治理提供了方法和思路。通过采用本文方法可以达到污染物治理的目的,保护当地生态环境,产生积极的企业效益和社会效益,为企业高质量发展提供保障。

松散破碎地层钻探施工技术研究与应用

广东省大宝山铜多金属矿床区域上位于南岭成矿带的中南部,矿区地质构造发育,岩石破碎、软硬互层多,钻孔结构复杂,易发生掉块、卡埋钻等事故。针对该矿区的施工难点,通过优化钻进工艺、合理钻具级配、以及采用低固相钻井液护壁技术等措施有效地解决了松散破碎地层施工中遇见的问题。同时,通过科学合理组织施工,制定切实可行的项目施工管理方案,得到较好的钻进效果,顺利地完成了本次钻探施工任务,取得了较好的经济和社会效益,对其他类似地层钻探施工具有一定的借鉴意义。

深水井筒海水聚合物钻井液水合物生成抑制与堵塞物处理方法

在南海西部深水钻井过程中对于水合物的防治过于保守,使用的水合物抑制钻井液——HEM钻井液成本高,钻速低。为了降低钻井液成本,缩短钻井周期,针对深水钻井过程中低成本聚合物钻井液下水合物生成堵塞风险与处理方法问题,结合南海莺琼盆地BD区块钻井情况,对聚合物钻井液下不同气体组分的水合物生成相平衡曲线,不同工况下水合物生成区域,井筒水合物堵塞处理等开展了研究,得到不同工况下井筒水合物生成风险区域,优选了动力学抑制剂聚M-乙烯基己内酰胺作为水合物生成抑制剂,热力学抑制剂乙二醇作为水合物堵塞解堵剂,并在室内设计形成10种新型动力学抑制剂,其中动力学抑制剂DS-A3对水合物的生成有良好的抑制效果。实验研究以及BD某井现场应用表明:①在正常钻井循环、压井、关井工况下没有水合物生成区域,不会有水合物生成堵塞风险;②综合考虑抑制效果与成本,0.8%聚M-乙烯基己内酰胺对井筒水合物的抑制效果最好,45%的乙二醇对于解除井筒水合物堵塞风险效果最好;③在没有特殊复杂井下工况情况下,只要停钻时间不超过15 h,可以直接使用聚合物钻井液进行深水钻井,平均单井钻井液成本下降50%~70%,创造良好的经济效益。

陕224区块储气库水平井钻完井关键技术优化

针对前期长庆区域储气库采用四开大尺寸井眼水平井施工过程存在大井眼携砂困难、机械钻速低、轨迹控制难度大、井壁失稳垮塌严重、塌漏矛盾突出、井下故障复杂时率高及固井质量要求高等难点,通过分析钻遇地层特性和工程难点,基于井壁稳定性、提高机械钻速方面开展井身结构优化、井眼轨迹控制、强抑制强封堵钻井液体系及固完井技术研究,形成了储气库水平井钻完井关键技术,包括:“导管+四开”小井眼井身结构、井眼轨迹控制技术、强抑制强封堵高性能水基钻井液体系及“筛管+尾管”半程固完井配套技术,并在陕224储气库区应用完井2口,平均钻井周期120.25 d,平均机械钻速5.24 m/h,井身质量合格率100%,较优化前完成井钻井周期缩短49.79%,机械钻速提高174.74%。该技术为长庆油田鄂尔多斯盆地储气库水平井高效、优质、快速钻井提供了技术支撑。

基于优化变分模态分解和互相关的钻井液脉冲信号处理方法

随着油气勘探开发不断深入,钻井技术逐渐向深井、超深井和小井眼方向发展,对钻井液脉冲信号处理提出了更高的要求。通过分析脉冲位置调制编码的基本原理,提出了一种基于优化变分模态分解和互相关的钻井液脉冲信号处理方法,并利用在苏北地区某页岩油井采集的钻井液脉冲信号验证了该方法的可行性。基于优化变分模态分解算法,实现了在低信噪比条件下有用信号的有效提取;基于同步头相关器对去噪后的信号进行互相关处理,实现了数据帧起始位置的可靠计算;基于数据块相关器对数据块内波形进行互相关处理,实现了码值的准确获取。与传统的钻井液脉冲信号处理方法相比,上述方法具有可靠性高和误码率低的特点,能够很好地满足复杂井眼环境下钻井液脉冲信号处理的需求。

石油钻井过程控制技术探究

针对石油钻井过程控制技术的发展趋势进行了探讨,并对其在石油工业中的应用前景进行了展望,旨在为石油钻井过程控制技术的发展提供参考。通过对石油钻井过程控制技术的探究有助于推动钻井技术的创新发展,提高钻井效率和安全性降低钻井成本,为石油工业的可持续发展贡献力量。

去除随钻测量信号中噪声及干扰的新方法

由于受到钻井特殊条件的限制,井底和地面之间的随钻测量信号难以通过有线方式进行传输,目前工程中主要采用基于钻井液脉冲位置编码调制的无线传输方式。但是,由于泥浆压力、井深、泵压等信道传输特性会对信号造成影响,随钻测量中在井口采集到的钻井液脉冲信号往往包含了各种噪声和干扰,直接影响地面信号解码结果的正确性。对钻井液脉冲脉位编码无线通信原理、噪声及干扰进行了分析,根据干扰与噪声的特点,采用线性滤波方法还原脉冲信号,又利用一种非线性"平顶消除"的方法对现场采集的信号进行了处理。与线性滤波方法处理结果的综合对比表明,该方法能更有效地去除钻井泵噪声及其他干扰。现场应用结果表明,该方法对脉冲信号位置复原误差影响小,解码过程简单实用,具有误码率低、可靠性高等特点。

欠平衡钻井方式地层适应性研究

地层评价的不得当常常致使欠平衡钻井方式的选择不当,进而引起复杂情况及储集层的严重破坏;同时欠平衡钻井设备庞大、动迁费用高,也会造成经济上的重大损失。在大量的欠平衡钻井现场实钻资料统计基础上,提出了欠平衡钻井方式对地层适应性评价的内容和步骤,这对现场合理选择欠平衡钻井方式具有一定的参考意义。

基于层次分析法的地层钻井液漏失概率判定

对待钻层段漏失发生概率进行评价分级,是做好防漏治漏的前提和基础性工作。针对漏失通道复杂性和随机性的特点,引入层次分析法将控制井漏的各种地质因素及邻井资料等因素层次化,逐层比较各因素重要性,建立易量化指标的隶属度函数,采用加权合成得到最终的井漏概率评价值,并实例说明该方法在塔河油田钻井实践中的应用。实例井计算结果表明,使用层次分析法对地层漏失概率进行综合评判具有可行性。

高取代度阳离子淀粉的合成及其降滤失性能

以2,3环-氧丙基三甲基氯化铵为阳离子化试剂,采用半干法合成了季铵型阳离子淀粉。考察了体系的含水量、碱用量、反应温度、反应时间对取代度和反应效率的影响。当淀粉用量为25 g,醚化剂(2,3环-氧丙基三甲基氯化铵(RPTMAC))为13.1 g时,最佳反应条件为NaOH质量分数为1.2%,反应温度80℃,反应时间5 h,反应体系中水的质量分数为25%,此时取代度为0.45,反应效率为80.1%。对其泥浆性能进行初步评价。结果表明,季铵型阳离子淀粉用作泥浆处理剂时具有较好的降滤失能力,抗盐能力强,防塌效果好。

保护油层自适应随钻堵漏钻井液技术研究

为了避免钻井液漏入地层,钻遇漏失地层前需要向钻井液中加入随钻堵漏剂,将普通钻井液转化为随钻堵漏钻井液.本研究针对漏失地层非均质性强、漏失通道尺寸分布范围广且难以准确预知和常规复合随钻堵漏剂适应性差等特点,研制了自适应随钻堵漏剂和自适应随钻堵漏钻井液技术.该技术能在无须明确预知漏失地层孔喉直径的情况下,自适应封堵岩石表面较大范围的孔喉,对较宽孔径分布的漏失地层具有很好的封堵作用,封堵速度快,封堵层浅,承压能力强,渗透率恢复率高,适合油层和非油层堵漏.室内实验及现场应用证明,自适应随钻堵漏钻井液封堵范围广,渗透率封堵率及渗透率恢复率达均在90%以上,具有良好的堵漏及保护油层效果.

加速型钻井液离心机内部流场研究

随着钻井工艺与新技术的发展,以及各种系列振动筛研发的成功,对固控系统中离心机的工作能力以及处理范围提出了更高的要求;传统的离心机受工艺水平和结构特点的约束,处理量提高的前景并不乐观;分析了目前国内、外钻井液离心机处理量无法进一步提高的制约因素;讨论了某新型钻井液离心机的工作原理和特点,认为分散加料、二次加速、从卸料端进料、框架式的螺旋结构等都是提高离心机处理量的革新技术;并对该型离心机的内部流场进行了分析和讨论,基于N-S方程以及该型号离心机的结构特点,重新定义边界条件,求解了离心机内部流场的数学模型并得出了该型离心机处理量的计算方法;经过计算和现场试验数据的对比,证明了模型的可行性。

钻井液转变成固井液的固井技术研究

通过向钻井液中加入高炉矿渣和其它化学处理剂，可将钻井液转变成固井液（MTC）。高炉矿渣是一种具有水硬性质的颗粒材料。文中介绍了筛选矿渣，分析了影响矿渣水化反应和形成强度的因素，建立了钻井液转变成固井液的室内实验方法，研究了钻井液转变成固井液的液体性能和固体性能，评选出1种激活剂、2种分散剂和3种调凝剂，完成了密度1．50～1．70g／cm3、流动度21～26cm、API失水小于100mL、无游离水、稠化时间180～300min、24h抗压强度大于13MPa的MTC固井液配方。经冀东油田用常规固井设备和工艺在φ244．5mm套管固井中施工5口井。这5口定向井的钻井液类型有聚合物钻井液、正电胶钻井液和小阳离子钻井液。钻井液转变成的MTC团开液密度为1．62～1．81g／cm3，具有可泵性好、固化物抗压强度发展快等特点，测井表明固井质量合格，与用油井水泥固井相比可节约固井材料费约75％。

油基钻井液施工工艺技术

针对油基钻井液在配制、转换、性能维护、回收、重复利用等施工工艺方面存在的现象及问题,通过室内评价实验、现场施工经验总结等方法开展了相关研究。研究表明,油水两相在较低黏度下充分乳化配制的油基钻井液具有较高的破乳电压值;高剪切速率下配制的油基钻井液具有较高的破乳电压值和较好的流变性;形成了双罐法和单罐法两种现场油基钻井液配制方法;随着油基钻井液中水相比例的增高,油基钻井液的乳化稳定性和流变性变差,可通过降低有机土加量、增加乳化剂加量,实现对低油水比油基钻井液流变和乳化稳定的调控;回收油基钻井液在重复利用前应做好乳化稳定和流变性的优化。形成的油基钻井液施工工艺技术在对现场操作人员具有较好的指导作用。

粘度法测量高聚物钻井液处理剂相对分子量的数据处理新方法

粘度法测量聚合物相对分子量的原理是在溶液极稀时测量聚合物对溶剂粘度的影响程度。目前常采用单线法和双线法回归聚合物溶液比浓粘度与溶液浓度的关系式,根据关系式求出溶液浓度趋近于0时的比浓粘度,进而求得特性粘度,再由特性粘度经验方程计算出聚合物相对分子量。试验测定室内合成的聚合物钻井液处理剂,发现线性处理方法回归的比浓粘度与浓度关系式相关系数较低,认为测定的相对分子量误差较大,因而提出了用多项式法处理数据的新方法。该方法回归的关系式相关系数较高,计算的相对分子量与线性处理方法相比差距较大。用此方法对另一种聚合物钻井液处理剂的试验数据进行处理,结论相同。多项式法计算聚合物钻井液处理剂相对分子量的可行性得到进一步验证。

高密度钻井液加重剂回收工艺及装置设计

现有的工艺流程中,一般都没有把钻井液中的加重剂进行回收利用,而是直接排入废渣池,这就造成了大量的经济损失和资源浪费。在现有固控系统的基础上,设计了一种高密度钻井液加重剂的回收工艺,采用双离心机分离回收系统。通过改进高密度钻井液加重剂回收工艺,使现有的固控系统能够更好地处理钻井液。该工艺可回收大部分的加重剂,并将其循环利用,而且还可以清除进入循环系统中的有害固相。为达到最佳分离效果,所有新增装置能快捷地与原有系统的装置配合,通过变频器对离心机进行变频调速,使离心机在处理不同密度的钻井液时,能够适时调整到合适的转速,从而使该工艺得到更大范围的应用。

长庆陇东地区油井压裂返排液配钻井液研究与应用

针对长庆陇东地区压裂返排液总量大、资源化利用率低的技术难题,以“减量化、资源化”为核心,通过对陇东油井区域4种典型压裂返排液样品的基本性能、离子成分、生化指标、发泡性能等分析研究,确定出返排液配制钻井液的主要影响因素。针对研究得出的影响因素开展了返排液预处理除砂设备、杀菌剂、抑泡剂及离子去除剂的优选评价等,同时结合长庆油气田现场生产实际确定出返排液预处理工艺技术流程,并在水资源短缺的长庆陇东致密油大井组水平井华H20-*平台完成2口井压裂返排液预处理及配制钻井液技术研究先导性试验。现场应用结果表明,预处理后返排液配制的钻井液同生产用水配制的钻井液性能基本接近,密度为1.25~1.30 g/cm^3,表观黏度损失率可控制在15.0%以内,试验井段井壁稳定、钻井液滤失量、发泡性能可控,能够很好地满足现场钻井液使用要求。该研究及应用为压裂返排液配钻井液技术的推广及提高水资源综合利率奠定基础。

钻井液中天然气水合物生成影响因素研究

深水钻井中,极易在钻井液中生成天然气水合物,给深水钻井带来极大的危害。利用研发的钻井液中天然气水合物形成抑制试验装置,系统的研究了钻井液中天然气水合物生成过程及其影响因素。研究表明天然气水合物最先于气液界面处生成;随着搅拌速率的增大,天然气水合物生成速度加快;在钻井液处理剂中,Na Cl可有效延缓天然气水合物生成时间,聚合醇、聚胺次之,膨润土、PAC-LV、XC、SPNH等无明显抑制效果;天然气组分也对天然气水合物生成产生重要的影响,对于烷烃来说,分子量越大,越易于生成天然气水合物。

多工艺钻井技术在贵州省遵义县ZK1井施工中的应用研究

结合贵州省遵义县ZK1井地质情况,介绍了空气潜孔锤钻井工艺、螺杆钻具孔底动力钻井工艺和常规牙轮正循环钻井工艺等多工艺钻井技术在该井施工中的应用情况,通过对比分析得出了结论:多工艺钻井技术的合理使用可以极大提高贵州省地热钻井施工效率和经济效益。总结了钻井施工过程中出现的问题,如钻井设计与施工过程中与地质技术人员沟通不足、钻具选用与钻井参数不合理、钻井设备与钻进工艺不配套等,并根据贵州省地质情况和施工单位现状提出了改进意见。