卡钻诊断与处理专家系统

DTDS是用于诊断和处理钻井卡钻事故的一实用专家系统,该系统是用TURBO PROLOG和TURBO C两种语言在IBM-PC/XT微机上开发成功的,DTDS的知识库中含规则800多条,是从我国四川、胜利、华北等油田的近30位具有丰富实践经验的专家提供的经验中抽取、整理而成的。其功能有:(1) 诊断卡钻类型和引起卡钻的原因;(2) 提供解除和预防卡钻的措施;(3) 预测卡钻发生的可能性。DTDS采用了捷径深层推理和深层推理两个独立的模型。在推理控制策略上能根据用户专业知识水平的不同,分别提供正向、逆向和混合控制3种推理过程控制策略;另外,采用了一些局部控制策略,以进一步加快推理速度。在不精确推理上,大胆尝试了基于模糊逻辑的方法,在知识获取上,提供了一种宽松的自由交互式的全屏幕知识获取环境。推理结束后,可根据用户的需要,从how和why两个角度对结论予以解释(推理过程中,也可应用户请求给予解释)。DTDS经100个卡钻实例测试,结果表明与专家的诊断和处理结果较为符合。图2参2。

用溴甲酚绿碱性分相滴定法测定石油羧酸盐的浓度

探讨了用溴甲酚绿碱性分相滴定法测定石油羧酸盐驱油活性剂的浓度。该法采用碱性乙醇-水系溶剂,以溴甲酚绿作指示剂,用阳离子表面活性剂溶液进行滴定,测定了两种石油羧酸盐的浓度,结果浓度的变异系数分别为0.21%和0.40%与经典的酸化提取法的测定结果相吻合。此外,还研究了指示剂加量、缓冲溶液用量、有机溶剂的种类和用量以及无机盐对测定结果的影响。研究表明,被测体系含有较高浓度的无机盐对测定结果影响不大。

用两相滴定法测定深色石油产品的酸值

关于深色石油产品酸值的测定,一般采用电位滴定法,但操作比较麻烦。为此,试验了一种新的酸值测定方法——两相滴定法,并研究了具体的测定条件。该法以石油醚-乙醇-蒸馏水为溶剂,酚酞为指示剂,在加热回流5min后进行滴定,终点变化敏锐,易于观察。实验表明,NaCl对测定结果影响不大,但可用来控制或消除某些油品的乳化现象。通过对已知酸值样品的测定,证实了两相滴定法测定酸值具有较高的准确度。与标准方法(GB264-83及SY2454-82)进行的对比实验表明,其所测酸值的偏差在规定范围内,且具有抽提能力强、终点变色敏锐等优点。

用自组织方法建立油田采收率模型的研究

数据组合处理方法(GMDH)是70年代发展起来的一种启发式自组织建立模型的方法,它能有效地解决复杂非线性系统的建模问题。文章简单介绍了此方法的基本原理。其思路是用K-G多项式作为系统的完全描述,并分为若干层,每一层采用二次多项式作为基础函数,构成部分描述,用启发武规则筛选中间变量,逐层运算,得到最终所求模型。文章探讨了GMDH在建立油田采收率模型方面的应用,并以江汉油田的实际数据为例,建立了一个采收率预测模型,其计算结果令人满意,相对误差在5%以内。最后还讨论了该方法在油田开发中的应用前景。

检查油井的一个有效方法——系统分析

油井生产可视为原油从地层流入井底、再从井底流向井口直到分高器的一个完整系统。该系统中任一部位的物理结构和工作条件的变化,都会影响到整个系统的工作。从系统出发来研究和分析各部位的合理性和潜在的可能性,是系统分析的核心。本文提出采用系统分析法检查抽油井,与过去的常规做法(即凡要提高产量,就试图放大生产压差、放大油嘴或大泵深抽的常规做法)不同。系统分析法首先对油井的现况进行分析,以确定油井的各部位结构和工作条件(参数)在该系统中是否处于最佳状况或起了扼制产量的作用;然后,根据分析结果,采取相应措施以提高产量。文中收集了江汉油田100口油井的实际资料,用系统分析法对油井现况特别是井底结构(包括射孔及井底伤害程度对油井动态的影响)进行了检查。在此基础上,探讨了油井增产的可能性及其途径。检查结果表明,所分析的绝大部分油井,炮眼流道均未能完全发挥作用,井底伤害严重,以致于海米10孔的油井产量只相当于每米1～2孔的产量。依此得出结论:消除井底伤害和提高炮眼流通能力是该地区增加油井产液量最重要的途径。

椭圆形井眼及其稳定性的研究

在圆形井眼周围岩石应力分布及井壁岩石变形的计算中,得到了椭圆形井眼的曲线方程。从理论上解释了椭圆形井眼的成因。提出了用椭圆形井眼长短轴半径和地层的力学参数来计算地层应力的新方法;进而通过对椭圆形井眼周围岩石应力分布的分析,对不同岩性的地层确定了不同的井眼稳定性条件。(?)此基础上,提出了在保持井壁稳定的条件下实行近平衡钻井的原则以及为此所需的泥浆密度使用范围。这对于保护油气层、降低钻井成本及提高钻井质量都具有指导意义。

同时预测油井中压力和温度剖面方法的改进

根据油气在井简中流动的特点,以能量守恒为基础,在前人研究的基础上,将分别计算压力和温度的公式组合成为一个同时含有压力梯度和温度梯度的计算模型,采用数值算法进行双重迭代,即可较准确而迅速地同时预测井简中的压力和温度分布。文中用取自江汉、南阳油田40口油井的实测资料,对所述方法进行了验算,并与国际上比较流行的几种单独计算压力和温度梯度方法所得的结果作了比较。结果表明:该方法计算的压力平均百分误差为1.75%,标准偏差为3.14%,优于原型的Aziz法;温度平均百分误差为2.83%,标准偏差为9.23%,明显优于美国的Shiu法和苏联经验法。

运用灰色关联分析确定钻井液的流变模式

正确选择非牛顿流体的钻井液的流变模式,对优选钻井过程中的钻井水力参数,精确计算钻杆、环空的循环压降以及钻井液的携带能力都是十分重要的。在5种流行的钻井液流变模式中,哪种流变模式与所描述的钻井液相关性最好,是运用通常的作田法、列表法和相关系数法都不能很好解决的问题。本文运用灰色系枕理论的关联分析方法,定量计算每一种流变模式的计算值与实测值的关联度,通过关联度值的大小顺序,可以确定相关性最好的流变模式,文中详细地描述了现有的5种流变模式和灰色关联分析的数学方法,并运用该方法对某井钻井液进行实例计算,得到了满意的结果。

水平井中拟塑性流体流变参数和压降对产量的影响

将拟塑性流体的一维渗流方程与管流方程组合,导出了沿程均匀入流的水平井内拟塑性流体流动的微分方程,而水平井中牛顿流体流动的微分方程是该方程的特例。利用数值计算,讨论了水平井中流变参数和压降及其对总产量的影响。用许多数值进行的计算表明,各流性指数对应的水平井总产量与水平井长度的关系曲线都存在极限最大产量,按其80%定义最佳水平井长度有实用意义;但当稠度系数大、生产压降小时,再按极限最大产量的80%来定义最佳水平井长度是不合适的。

宾汉液体螺旋流动的水力分析

简化了文献[1]的螺旋流理论,建立了平面缝隙螺旋流的基本方程式,引入了屈服因子法,对具有屈服应力的宾汉液体进行了水力计算。结果表明,平均速度、摩擦压力损失等参量随角速度变化的规律与环空中的螺旋流相似,并且在环空内外半径的比值较大时,两种流动理论提供了实际上相等的解答。

一种估算岩石空气渗透率的方法

前人在研究渗透率与毛管压力之间的关系方面提出了较多的经验公式,但对渗透率与毛管压力和孔喉比之间的关系研究甚少。理论研究和实践结果表明,渗透率与孔喉比及孔喉分布有着密切的关系。为了探讨这种关系,本文建立了如图1所示的理想岩石模型。

检验相对渗透率曲线的两种方法

从贝克莱-列维列特(Bucklev-Leverett)水驱油基本原理出发所推导出的两个基本公式,可用于检验由驱替实验资料计算所得的相对渗透率曲线是否真实地反映实验过程,从而得到了两种检验方法。用这些方法对4块岩样的实验资料所计算的相对渗透率曲线分别进行了检验,表明其中两块岩样的相对渗透率曲线真实地反映了实验结果,而另两块岩样的相对渗透率曲线与实验结果有较大误差,所得的检验方法简便、准确。

用惩罚函数法提取牙轮钻头钻进模式有关参数

由于钻井数据的误差较大,使得用简单的方法往往不能有效地提取工程设计和现场施工所需的信息。解决这一问题的办法,一是尽可能提高数据采集质量;二是革新数据处理的方法。作者提出了用惩罚函数法来提取分井段、分地层、分岩性的钻进模式有关参数的方法,并用该方法处理了中原油田濮深13井的综合录井资料和钻头记录数据,提取了与牙轮钻头有关的参数,获得了满意的效果。这些参数的获得,可以用来为现场实时监测、室内践现场工程设计施工以及钻井工程模拟服务。

高含盐地层活性驱油剂的研究

通过用滴定、相态和填砂模型驱替原油3种方法对20种化学试剂进行筛选,最终选出了2种聚醚型非离子表面活性驱油剂F_1和F_2,同时对其盐的影响、活性剂浓度、热稳定性及界面张力的特性作了测定。试验结果表明:所选驱油剂热稳定性好,具高抗盐性,能降低油水界面张力(可降至10^(-2)数量级),有较高的驱油效率(砂模驱替残余油采收率可达25～30%以上)。据此可以认为,F_1和F_2是江汉油区高含盐地层的良好驱油剂。