基于CNN-MultiLSTM的坍塌压力预测方法

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作者 张鑫 卢运虎 +4 位作者 付兴 谢仁军 周长所 袁俊良 宋杨杰 《石油机械》 北大核心 2025年第2期1-8,共8页

地层坍塌压力的解析模型参数获取烦琐,加之用于机器学习的随机数据可解释性差,严重影响了钻前预测精度。为此,基于已钻井波阻抗分布规律,生成海量的虚拟井波阻抗数据;利用褶积理论和地层坍塌压力模型计算得到虚拟井的合成地震记录和坍... 地层坍塌压力的解析模型参数获取烦琐,加之用于机器学习的随机数据可解释性差,严重影响了钻前预测精度。为此,基于已钻井波阻抗分布规律,生成海量的虚拟井波阻抗数据;利用褶积理论和地层坍塌压力模型计算得到虚拟井的合成地震记录和坍塌压力数据,建立基于CNN-MultiLSTM神经网络的坍塌压力钻前预测模型。研究结果表明:基于已钻井数据生成海量虚拟井训练数据的方法,有效提升了常规随机生成训练数据的可解释性;基于正交试验对神经元个数、学习率、迭代次数等超参数优化后的新模型在训练集和验证集的均方根误差均小于0.1,性能优于随机森林等传统训练模型;对B-8井的坍塌压力(当量密度)的预测值与解析解的绝对误差小于0.02 g/cm^(3),相对误差小于1.635%;井径测井和电成像测井结果显示,预测结果与实钻情形较为一致。研究结果有效提升了利用地震数据预测坍塌压力的预测精度,对推广机器学习方法在石油工程领域的应用具有积极作用。 展开更多

关键词 坍塌压力 井壁稳定 钻前预测 深度学习 CNN-MultiLSTM神经网络 训练模型 正交试验

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基于压力计阵列的裂缝性漏失层位高效识别方法

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作者 幸雪松 周长所 +3 位作者 王雨妹 吴怡 石建 顾继俊 《测井技术》 2025年第1期104-110,共7页

随着油气勘探开发向中深层领域推进,每当钻头遇到多孔的地层或岩石,在较高压力条件下,钻井液会通过这些孔隙流失,目前裂缝性漏失成为钻井过程中最常见且最难处理的事故之一,裂缝性地层恶性井漏已成为制约油气勘探开发进度的世界性难题... 随着油气勘探开发向中深层领域推进,每当钻头遇到多孔的地层或岩石,在较高压力条件下,钻井液会通过这些孔隙流失,目前裂缝性漏失成为钻井过程中最常见且最难处理的事故之一,裂缝性地层恶性井漏已成为制约油气勘探开发进度的世界性难题。为了解决该难题,建立了复杂结构井裂缝性漏失模型,该模型考虑了多种工况下多裂缝漏失的情况,基于钻井泥浆漏失测量理论,计算漏失后井下压力分布情况;首次采用压力计阵列实现井下裂缝位置的判识,依据压力传感器所得压力数据,绘制井下环空压力云图,进而优化压力传感器空间布置。研究结果表明,该压力计阵列方法采用最优的压力传感器空间排列,实现井下环空压力的多点测量;该压力计阵列方法可以实时、直观地获取井下环空压力数据,帮助地面作业人员监测井下压力情况;通过压力云图精确地评估裂缝位置及张开度等信息,可量化漏失风险,便于实施泥浆密度调整或增加泥浆颗粒尺寸等针对性措施,为堵漏作业提供坚实的理论依据。 展开更多

关键词 裂缝性漏失 层位识别 压力测井 压力计阵列 压力云图

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渤中区域裂缝性漏失风险量化评价方法 被引量：1

3

作者 周长所 杨进 +1 位作者 谢仁军 袁俊亮 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2023年第6期14-20,共7页

裂缝性漏失给钻井安全及成本控制带来严重挑战。由于发生该漏失类型的地层不是连续性地层,传统分析方法难以满足工程准确预测的要求。基于地震几何属性与工程参数联合建立了裂缝性漏失风险评价方法。该方法以地震几何属性作为漏失通道... 裂缝性漏失给钻井安全及成本控制带来严重挑战。由于发生该漏失类型的地层不是连续性地层,传统分析方法难以满足工程准确预测的要求。基于地震几何属性与工程参数联合建立了裂缝性漏失风险评价方法。该方法以地震几何属性作为漏失通道与储集空间因素,以工程参数及地层原始孔隙压力作为动力因素,建立符合井下漏失发生过程的平衡方程。基于沿井轨迹的地震几何属性、连通指数、井眼液柱与地层压差以及钻井液流变参数等信息,建立区域内已钻井数据集,利用建立的数据集进行人工神经网络训练,建立起动力、通道、储集空间与漏失规模之间的复杂函数关系,从而实现基于待钻井相应基础参数对裂缝性漏失风险的量化预测,并对钻井液使用密度提供指导。利用所建立的方法在渤中凹陷进行了实际应用,对研究区内5口开发评价井7处潜在漏失风险点进行了分析,预测的漏失点位及规模与实际工程表现完全相符,预测漏失速率精度大于85%,满足工程需要,且预测方法可为工程优化设计与实践提供可靠依据。 展开更多

关键词 裂缝 漏失 地震几何属性 风险评价 连通指数

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埕北油田稠油油藏出砂冷采工作制度优选模拟实验 被引量：3

4

作者 杨浩 杨进 +2 位作者 周长所 赵少伟 孙仁全 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期102-105,118,共4页

为了优选稠油油藏出砂冷采生产压差,研究油水产量和出砂量变化关系,研制了装岩心砂粒的填砂管,可以模拟出砂过程中地层压力对岩心结构破坏。设计了稠油出砂冷采实验装置及实验步骤,在恒压条件下驱替油水进入岩心,模拟完全产油和油水同... 为了优选稠油油藏出砂冷采生产压差,研究油水产量和出砂量变化关系,研制了装岩心砂粒的填砂管,可以模拟出砂过程中地层压力对岩心结构破坏。设计了稠油出砂冷采实验装置及实验步骤,在恒压条件下驱替油水进入岩心,模拟完全产油和油水同产时的油水与出砂量及产水率的变化。实验结果表明,出砂主要发生在完全产油和产水的初始阶段,完全产油时携带出自由砂,产水时携带出骨架砂,继续驱替产出的砂量大大减少;该实验优选的埕北油田压力梯度为8.3～33.3MPa/m,虽现场很难达到,但稠油可以在近井地带和窜流通道中逐步启动;恒压驱替和改变压力驱替,产水率均随着驱替的进行不断增加,而产油量不断下降,进入的水在地层压力下破坏了岩心结构,油水相渗透率大大下降,因此,要尽量控制水侵。 展开更多

关键词 稠油 出砂 冷采 工作制度 生产压差 优选 模拟实验 埕北油田

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卡簧式钻井隔水管快速接头力学性能研究 被引量：9

5

作者 杨进 段异生 +3 位作者 杨鸿波 谢仁军 周长所 王磊 《石油机械》 北大核心 2010年第2期13-15,2+1,共3页

为减少海上钻井作业事故的发生,开展了钻井隔水管快速接头力学性能研究。基于ANSYS建立了卡簧式快速接头抗弯强度计算模型,研究了SR30型快速接头卡簧端面角度、接头有效搭接长度及材质与接头结构极限抗弯承载力的关系。结果表明,卡簧式... 为减少海上钻井作业事故的发生,开展了钻井隔水管快速接头力学性能研究。基于ANSYS建立了卡簧式快速接头抗弯强度计算模型,研究了SR30型快速接头卡簧端面角度、接头有效搭接长度及材质与接头结构极限抗弯承载力的关系。结果表明,卡簧式钻井隔水管快速接头的卡簧左端面对整个接头承载力影响要大于右端面;随着接头有效搭接长度增大,接头极限抗弯承载力明显提高;材质屈服强度越高,极限抗弯承载力越高。计算结果为钻井隔水管快速接头的合理设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 钻井隔水管 快速接头 卡簧 抗弯强度ANSYS

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割理结构对WW盆地煤层气井井壁稳定性影响研究 被引量：1

6

作者 幸雪松 庞照宇 +2 位作者 刘岳龙 周长所 高斐 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第5期100-106,共7页

煤层气作为清洁的非常规能源在我国储量丰富,成为增储上产的重要补充来源,且煤层气的开采能有效防止瓦斯泄露爆炸,但煤岩弹性模量和强度低,割理结构发育,煤层气井井壁常发生掉块卡钻,制约了煤层气的高效开发。文章首先研究了煤岩微观结... 煤层气作为清洁的非常规能源在我国储量丰富,成为增储上产的重要补充来源,且煤层气的开采能有效防止瓦斯泄露爆炸,但煤岩弹性模量和强度低,割理结构发育,煤层气井井壁常发生掉块卡钻,制约了煤层气的高效开发。文章首先研究了煤岩微观结构,建立了同时考虑面割理和端割理影响的煤岩强度准则,结合双孔双渗井周应力模型,研究了割理结构对WW盆地井壁稳定性的影响。结果表明:该区块煤岩黏土矿物含量较少,水化作用较弱;面割理端割理与面割理相互垂直交错切割煤岩,严重削弱了煤岩强度;割理结构对煤岩井壁坍塌压力具有显著影响,若不考虑割理影响,将得到错误的坍塌压力随井眼轨迹的变化规律。割理产状对三种井型坍塌压力影响研究表明,直井坍塌压力不随割理倾角的变化而变化,受割理倾向的影响较大;当割理倾角较大时,沿水平最小地应力方向的水平井稳定性较好;在特定的割理方位情况下,沿水平最大地应力方向的水平井不会沿割理发生剪切滑移破坏。 展开更多

关键词 煤层气 面割理 端割理 井壁稳定

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渤中井壁坍塌失稳流固热化耦合模型及应用

7

作者 曹文科 幸雪松 +1 位作者 周长所 朱海燕 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期71-77,84,共8页

为研究井眼井斜角、方位角及地层水化作用时间对井周失稳区域的影响规律,基于流-固-热-化耦合和塑性理论,运用有限元数值模拟方法对泥页岩地层井周塑性失稳区域的分布规律进行了分析。研究表明:定向井具有更高的失稳风险,井眼的井斜角... 为研究井眼井斜角、方位角及地层水化作用时间对井周失稳区域的影响规律,基于流-固-热-化耦合和塑性理论,运用有限元数值模拟方法对泥页岩地层井周塑性失稳区域的分布规律进行了分析。研究表明:定向井具有更高的失稳风险,井眼的井斜角和水化时间是影响层理性泥页岩地层井眼稳定性的重要因素,其中当井眼井斜角超过30°后,井周失稳区域显著增大,而井眼方位角对井筒最终的失稳区域分布影响不显著。相关研究对泥页岩地层井眼的井眼轨迹设计具有工程指导意义。 展开更多

关键词 泥页岩 井眼轨迹 井壁坍塌 井壁稳定 多场耦合

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渤中19-6复杂断块构造地应力分布规律试验研究 被引量：5

8

作者 周长所 耿亚楠 +1 位作者 雷杨 何英明 《石油化工应用》 CAS 2020年第1期84-89,共6页

渤中凹陷19-6复杂断块构造同时受到走滑断裂与次级断裂切割的影响,难以通过对区域主控构造来判断地应力大小关系和方向。为提高区域钻井作业安全与效率,落实区域主控构造类型及地应力分布规律,对渤中19-6构造北部的2口探井开展了地层破... 渤中凹陷19-6复杂断块构造同时受到走滑断裂与次级断裂切割的影响,难以通过对区域主控构造来判断地应力大小关系和方向。为提高区域钻井作业安全与效率,落实区域主控构造类型及地应力分布规律,对渤中19-6构造北部的2口探井开展了地层破裂试验,并对3口井进行了井下电成像测井。试验结果分析表明:渤中19-6构造区域内地应力表现为水平最大地应力>上覆岩层压力>水平最小地应力的分布特征,与区域内走滑断层为主控构造、正断层为次级构造的地质认识相符。井下电成像测井分析表明:受走滑断层影响,与周边油气构造地应力方向不同,构造区域内水平最大地应力方向在NE90°~110°。根据试验结果分析得出区域构造应力系数,并建立了渤中19-6构造北部沿深度的地应力剖面,具有较高的精度,为井位与钻井轨道优化、开展井壁稳定分析提供了可靠依据。 展开更多

关键词 复杂断块 走滑断层 破裂试验 地应力 构造应力系数

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渤中潜山高温凝析气藏钻井关键技术与应用 被引量：3

9

作者 周长所 幸雪松 +1 位作者 耿亚楠 何英明 《重庆科技学院学报（自然科学版）》 CAS 2019年第6期46-50,73,共6页

渤中地区潜山凝析气田在钻探过程中面临诸多困难与挑战,设计与施工难度加大,影响到气田的安全高效开发。针对这些困难与挑战,从井身结构设计、考虑井筒温度场影响的管柱及固井设计、储层段精细控压钻井设计以及各井段钻井提速技术等方... 渤中地区潜山凝析气田在钻探过程中面临诸多困难与挑战,设计与施工难度加大,影响到气田的安全高效开发。针对这些困难与挑战,从井身结构设计、考虑井筒温度场影响的管柱及固井设计、储层段精细控压钻井设计以及各井段钻井提速技术等方面进行研究与优化,将部分技术应用于生产实践。设计与应用效果显示,目标气田的钻井作业时效性得到了大幅提高,钻井非生产时间持续降低。 展开更多

关键词 潜山 高温 凝析气藏 漏失 温度场 控压钻井 钻井提速

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渤海深层钻井技术优化与实践 被引量：3

10

作者 周长所 《石油化工应用》 CAS 2019年第11期55-59,共5页

随着渤海湾浅部油气资源不断开采,深部油气资源逐步成为未来资源的重要接替。然而以太古街潜山为代表的深层油气资源在钻探过程中面临诸多困难与挑战,如地层可钻性极差、地层温度高、含酸性气体、储层易漏失等等,上述难点不仅提高了钻... 随着渤海湾浅部油气资源不断开采,深部油气资源逐步成为未来资源的重要接替。然而以太古街潜山为代表的深层油气资源在钻探过程中面临诸多困难与挑战,如地层可钻性极差、地层温度高、含酸性气体、储层易漏失等等,上述难点不仅提高了钻井难度,更制约了深部油气资源的高效开发。针对钻井面临的难点与挑战,从井身结构设计、岩石力学分析与提速研究、考虑井筒温度场影响的管柱及固井设计等方面开展了优化工作,并进行了实践。应用效果显示,目标气田深层钻井时效得到较大程度提高,非生产时间持续降低,对后续开发井钻井作业提效具有很好的借鉴作用。 展开更多

关键词 深层 潜山 可钻性 高温 温度场 钻井提速

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单通道井钻完井技术在边际油田应用前景分析 被引量：17

11

作者 周建良 刘书杰 +1 位作者 耿亚楠 周长所 《石油科技论坛》 2012年第4期13-17,73-74,共5页

作为能有效解决低丰度、小型或者边际油气田经济性开采问题的关键技术,小井眼单通道井钻完井技术采用小的井眼尺寸、简化的井身结构及生产管柱设计,完井作业不占用钻机时间,能够最大限度降低钻完井过程中材料、机时等主要费用。目前该... 作为能有效解决低丰度、小型或者边际油气田经济性开采问题的关键技术,小井眼单通道井钻完井技术采用小的井眼尺寸、简化的井身结构及生产管柱设计,完井作业不占用钻机时间,能够最大限度降低钻完井过程中材料、机时等主要费用。目前该项技术已被国外几大石油公司广泛应用于全球多个地区,取得可观的经济效益,使许多低产断块油气田得以经济开发。同时,国外也有利用该技术成功开发煤层气、页岩气等非常规能源的先例。在我国,该项技术仅在少数几个陆地油田应用过,对于海上,部分油田采用了小井眼侧钻工艺,但单通道完井技术还未有应用的先例。因此开展单通道井钻完井关键技术的研究并推进相关技术的应用,对于降低海上边际油田开发费用、提高开发效益、为开发非常规能源提供技术储备均具有非常重要的意义。文章对单通道井钻完井技术中的原理、现状、钻井、完井及测试等关键技术进行了较详细的概括分析,并根据目前海上油气田取得的一些关键研究成果,提出了相关技术的解决方案。 展开更多

关键词 小井眼 单通道 钻完井 海上 边际油田 非常规能源

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海上凝析气田生产管柱优化设计 被引量：1

12

作者 黄辉 杜孝友 +2 位作者 曹砚锋 周长所 何英明 《西部探矿工程》 CAS 2020年第6期79-82,共4页

渤海某凝析气田为近年发现的大气田,具有超深井、超高温、高含硫化氢和二氧化碳等特点,面临着储层埋深深、高温、高腐蚀、注采转换以及投产时间紧等一系列困难。在国内外、海上陆地气井管柱结构的基础上,对油管和井下工具进行了优选,综... 渤海某凝析气田为近年发现的大气田,具有超深井、超高温、高含硫化氢和二氧化碳等特点,面临着储层埋深深、高温、高腐蚀、注采转换以及投产时间紧等一系列困难。在国内外、海上陆地气井管柱结构的基础上,对油管和井下工具进行了优选,综合分析圈闭压力、回接尾管防腐材质情况、管柱伸缩等确定了生产封隔器下深于回接点以下,并通过油管加扶正器的方法解决生产封隔器以上管柱的螺旋屈曲问题。成功设计了一套适合海上凝析气田的生产管柱,为后期海上凝析气田管柱设计提供借鉴和参考意见。 展开更多

关键词 凝析气田 高温 生产管柱 螺旋屈曲

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中硬地层全尺寸PDC钻头破岩实验研究

13

作者 张会增 周长所 +1 位作者 毛良杰 马茂原 《煤矿机械》 2023年第7期47-51,共5页

聚晶金刚石复合片(PDC)钻头作为钻井系统中消耗最多的工具之一,钻一口井常需要更换几个甚至几十个钻头,PDC钻头使用寿命将直接关系到钻井成本。通过全尺寸钻头钻选实验,研究了不同钻压、转速和不同岩性下的钻头动力学特性(动态钻压、扭... 聚晶金刚石复合片(PDC)钻头作为钻井系统中消耗最多的工具之一,钻一口井常需要更换几个甚至几十个钻头,PDC钻头使用寿命将直接关系到钻井成本。通过全尺寸钻头钻选实验,研究了不同钻压、转速和不同岩性下的钻头动力学特性(动态钻压、扭矩),研究结果表明:增大预定钻压将显著增大钻头处响应钻压和扭矩的波动范围;而改变转速对钻头处钻压和扭矩的影响较小;相同钻井参数下,钻进灰岩时的钻压和扭矩波动范围最小,而钻进人造岩时其波动范围较大。研究结果为钻井参数优化和钻头选型提供一定的理论指导。 展开更多

关键词 全尺寸钻头实验 钻压 转速 岩性

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高密度钻井液致地层坍塌机理分析 被引量：1

14

作者 幸雪松 周长所 曹文科 《重庆科技学院学报（自然科学版）》 CAS 2021年第5期44-47,共4页

为研究高密度钻井液导致井壁坍塌的机理,分析了直井的井周应力分布规律,以及径向、周向和垂向应力随钻井液液柱压力的变化规律,得出当提高钻井液密度时,井壁沿水平最大地应力方位易发生剪切破坏;基于井周应力分布特点和Mohr-Coulumb强... 为研究高密度钻井液导致井壁坍塌的机理,分析了直井的井周应力分布规律,以及径向、周向和垂向应力随钻井液液柱压力的变化规律,得出当提高钻井液密度时,井壁沿水平最大地应力方位易发生剪切破坏;基于井周应力分布特点和Mohr-Coulumb强度准则获得了井壁最大、最小主应力分别是径向、周向应力和垂向、周向应力两种情况下的坍塌压力解析表达式,并通过一口高压井实例分析了井壁坍塌压力随井深的变化规律,证明钻井液密度过高时会导致井壁坍塌。研究结果可为钻井液密度安全窗口的设计提供理论依据。 展开更多

关键词 坍塌压力 钻井液密度安全窗口 剪切破坏 井壁稳定

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基于磁记忆的海上钻柱损伤监控技术研究 被引量：1

15

作者 何英明 刘书杰 +4 位作者 耿亚楠 周长所 李滨 马良 李强 《石油矿场机械》 2018年第1期45-49,共5页

钻柱疲劳断裂等事故会严重影响海上钻井作业的安全。对钻柱损伤检测方法进行分析,提出磁记忆方法适合用于现场钻柱损伤实时检测。通过室内试验研究,确定磁记忆信号切向分量梯度最大值可用来表征钻柱损伤状态。结合海洋石油钻井特点,研... 钻柱疲劳断裂等事故会严重影响海上钻井作业的安全。对钻柱损伤检测方法进行分析,提出磁记忆方法适合用于现场钻柱损伤实时检测。通过室内试验研究,确定磁记忆信号切向分量梯度最大值可用来表征钻柱损伤状态。结合海洋石油钻井特点,研制了一套基于磁记忆的海上钻柱损伤实时监控系统。该系统在起钻过程中对钻柱接头-管体进行一体化检测,不影响起钻速度。通过试验井抽样检测试验,缺陷检出率达100%,并在中海油南海某油田成功应用2口井。基于磁记忆的海上钻柱损伤监控技术研究为海洋石油高效安全开发提供了技术支持。 展开更多

关键词 钻柱 损伤 磁记忆 实时监控

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澳大利亚布劳斯深水气田浮式LNG开发技术 被引量：1

16

作者 董学明 周长所 《石化技术》 CAS 2015年第10期7 22-,共2页

Browse(布劳斯)深水气田位于澳大利亚西澳海域,距岸约295km,气田将生产的天然气液化成LNG销往国际市场。根据气田地理位置以及陆地已有设施,制定了依托陆地LNG厂、近海新建液化厂,浮式LNG三种海工开发方案。综合对比了效益、油藏变化适... Browse(布劳斯)深水气田位于澳大利亚西澳海域,距岸约295km,气田将生产的天然气液化成LNG销往国际市场。根据气田地理位置以及陆地已有设施,制定了依托陆地LNG厂、近海新建液化厂,浮式LNG三种海工开发方案。综合对比了效益、油藏变化适应性等重要参数,最终确定浮式LNG方案最适合本气田开发。 展开更多

关键词 布劳斯气田 深水 浮式LNG

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