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海洋钻井参数监测控制与钻井风险防控技术 被引量：1
1
作者 杨进 韦龙贵 +5 位作者 顾纯巍 宋宇 李晓刚 王哲 史旻 顾岳 《中国海上油气》 北大核心 2025年第1期147-155,共9页
针对中国海上石油钻井监测控制与风险防控技术实现智能化面临的诸如海上钻井参数实时监测评价能力差等难题,根据中国海域特点改进相关理论计算模型,研发具有自主知识产权的应用软件和应用工具对海洋钻井参数进行精确预测、对海洋钻井风... 针对中国海上石油钻井监测控制与风险防控技术实现智能化面临的诸如海上钻井参数实时监测评价能力差等难题,根据中国海域特点改进相关理论计算模型,研发具有自主知识产权的应用软件和应用工具对海洋钻井参数进行精确预测、对海洋钻井风险进行评估、对海上员工进行操作监控培训等;同时引入Optidrill数据采集分析系统等国外成熟商业钻井监控软件去解决海洋钻井参数实时监控难的问题。上述技术体系应用后,中国渤海海域部分区块单井复杂工况时间降低30%以上,复杂事故处理时间减少20%以上,钻井周期减少20%以上,培训效率提升40%,最终形成了钻井工程设计可视化模拟评估技术、钻井实时监测与控制优化技术、复杂工况多方决策技术和钻井工程仿真模拟培训技术等四大关键技术。本项研究的海洋钻井参数监测控制与钻井风险防控技术体系取得了良好的应用效果,可为实现海上安全高效钻井作业目标提供理论和技术支撑。 展开更多
关键词 海洋钻井 智能监控 可视化模拟评估 多方决策 模拟培训
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基于数据驱动和机理模型的机械钻速预测 被引量：1
2
作者 郑双进 江厚顺 +4 位作者 熊梦园 孟胡 詹炜 程荣升 王立辉 《钻采工艺》 北大核心 2025年第1期78-87,共10页
为准确预测复杂工况下的机械钻速,提出了一种基于数据驱动和机理模型的机械钻速预测方法。首先对收集的8000余条钻井数据进行斯皮尔曼和曼特尔特性分析,筛选出有效施工参数,采用变分模态分解算法(VMD)进行数据降噪,然后构建时序卷积网... 为准确预测复杂工况下的机械钻速,提出了一种基于数据驱动和机理模型的机械钻速预测方法。首先对收集的8000余条钻井数据进行斯皮尔曼和曼特尔特性分析,筛选出有效施工参数,采用变分模态分解算法(VMD)进行数据降噪,然后构建时序卷积网络结合长短期记忆网络(TCN-LSTM)作为数据驱动模型,并融合多元钻速预测机理模型,通过物理约束增强数据驱动模型的准确性与可解释性,实验表明融合模型比单一数据驱动模型或机理模型预测精度更高。随后,为进一步提升模型性能,采用了改进的蜣螂优化算法(IDBO)对TCN-LSTM模型进行优化,通过改进种群初始化和更新策略,实现了参数的高效搜索。消融实验及现场应用结果表明,对比BP、RF、LSTM、TCN模型,TCN-LSTM-IDBO模型可以实现机械钻速的精确预测,并且具有较好的泛化能力,可为钻井施工人员提供有力参考。 展开更多
关键词 机械钻速预测 时序卷积网络 长短期记忆网络 变分模态分解 蜣螂优化算法 数据分析
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万米特深井大尺寸井眼钻头优选
3
作者 陈力力 李文哲 +5 位作者 郭建华 李柯 蔡志翔 吴杰 徐伟宁 祝效华 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第3期715-723,共9页
针对万米特深井S-1上部大尺寸井眼钻头方案优选问题,建立综合考虑钻柱振动和钻头破岩的全井动力学模型,采用四川盆地北部地区HT-1井钻具振动实测数据和实际钻速证明该模型的有效性,利用该模型计算并分析S-1井大尺寸井眼钻进侏罗系蓬莱... 针对万米特深井S-1上部大尺寸井眼钻头方案优选问题,建立综合考虑钻柱振动和钻头破岩的全井动力学模型,采用四川盆地北部地区HT-1井钻具振动实测数据和实际钻速证明该模型的有效性,利用该模型计算并分析S-1井大尺寸井眼钻进侏罗系蓬莱镇组的钻柱动力学特性,并进行钻头优选。研究表明:在S-1井蓬莱镇组钻进过程中,综合考虑6种钻头的机械钻速以及井下钻具的横向、轴向、扭转振动特性,优选机械钻速最快且均值达7.12 m/h的六刀翼双排布齿结构钻头,采用该钻头钻进时井下钻具振动均值处于中低水平。钻头入井实际钻速数据与动力学模型计算结果吻合度达90%以上,证明该模型可以用于钻头方案筛选。 展开更多
关键词 特深井 科探井 钻头优选 钻柱动力学 钻柱振动 机械钻速
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环空气液逆向两相流动下气泡变形及运移特征
4
作者 尹邦堂 丁天宝 +4 位作者 王树龙 王志远 孙宝江 张伟 张绪亮 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第2期419-430,共12页
针对压回法压井过程中气液逆向两相流动规律复杂、气泡运移速度难以预测的问题,开展不同工况下环空中气液逆向流动气泡运移实验,揭示井筒倾角、液相性质及逆流液速对气泡变形、气泡运移轨迹及速度的影响规律,建立气泡运移速度预测模型... 针对压回法压井过程中气液逆向两相流动规律复杂、气泡运移速度难以预测的问题,开展不同工况下环空中气液逆向流动气泡运移实验,揭示井筒倾角、液相性质及逆流液速对气泡变形、气泡运移轨迹及速度的影响规律,建立气泡运移速度预测模型。研究表明,气泡在逆流中主要表现出孤立气泡自由上升及多气泡相互作用上升两种运移方式;气泡在逆流下的运移轨迹为“S”形,随着逆流液速增大气泡横向摆动加剧,井筒倾角、液相密度、液相黏度增大都会使气泡运移轨迹逐渐趋向于直线;气泡上升过程中整体呈现为椭球形,井筒倾角对气泡变形程度的影响不大,随着液相黏度及密度增大气泡纵横比减小;随着井筒倾角增大气泡运移速度逐渐减小,随着液相黏度增大气泡运移速度减小,随着液相密度增大气泡运移速度略微增大。建立的气泡运移速度预测模型预测误差在±15%以内,适用条件较为宽泛。 展开更多
关键词 压回法压井 气液逆向流动 气泡纵横比 气泡运移轨迹 气泡运移速度
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中国石化钻井工程决策支持系统进展及展望
5
作者 杨传书 王敏生 +4 位作者 李昌盛 张洪宝 吴建军 付宣 袁多 《钻采工艺》 北大核心 2025年第1期55-62,共8页
自上世纪80年代开展钻井现场数据采集与远传工作以来,国内外钻井工程决策支持系统经历了四大阶段,成为数智化条件下钻井工程核心技术之一,驱动着传统技术的转型升级与业务模式变革。借鉴Gartner关于决策支持系统技术进阶的方法论,阐述... 自上世纪80年代开展钻井现场数据采集与远传工作以来,国内外钻井工程决策支持系统经历了四大阶段,成为数智化条件下钻井工程核心技术之一,驱动着传统技术的转型升级与业务模式变革。借鉴Gartner关于决策支持系统技术进阶的方法论,阐述了钻井决策支持系统技术进阶路线图,从井场实时数据实时自动清洗处理技术、钻井井下风险随钻预警预测技术、随钻井下工况实时分析技术、钻井优化技术,详细阐述了钻井工程决策关键技术,介绍了中国石化石油工程决策支持系统PEAdviser3.0,并将这些关键技术进行软件载体落地应用,在钻井提速提效、风险防控等方面取得了六大应用效果,从钻井数智技术快速发展的驱动力等方面对该技术未来发展进行展望。 展开更多
关键词 钻井 实时分析 井下风险防控 钻井优化技术 钻井决策支持系统
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PDDA/无机纳米颗粒交替吸附沉积及提高钻井井壁稳定性
6
作者 刘振东 李海斌 +2 位作者 徐海 李公让 吕建仁 《石油化工》 北大核心 2025年第2期227-232,共6页
由贻贝等生物体外壳得到启示,采用带有相反电荷的聚合物和纳米无机颗粒相互吸引逐层成膜,模拟生物矿化的过程,研究了不同形式的纳米CaCO3与聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)聚电解质矿化沉积形成沉积膜的性能,并模拟评价了沉积膜对岩石表... 由贻贝等生物体外壳得到启示,采用带有相反电荷的聚合物和纳米无机颗粒相互吸引逐层成膜,模拟生物矿化的过程,研究了不同形式的纳米CaCO3与聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)聚电解质矿化沉积形成沉积膜的性能,并模拟评价了沉积膜对岩石表面的封堵加固作用效果。实验结果表明,纳米CaCO3和PDDA形成的沉积膜具有很好的光滑表面和黏附性,能够有效提高岩石表面的致密性,对提高井壁加固具有一定的作用,这对该技术在钻井领域的应用展示了较好的前景。 展开更多
关键词 聚电解质 无机颗粒 矿化沉积 加固效果 井壁稳定
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巴彦油田深层高温高密度韧性水泥浆体系构建
7
作者 段永强 王秀影 +4 位作者 罗玉财 罗敏 孙德 黄盛 李早元 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第3期368-378,共11页
针对巴彦-河套盆地井深6000 m以上的膏盐层,井底循环温度180℃左右,常规的高温高密度水泥浆存在流变性和稳定性差,失水量大,稠化时间难以调控、早期强度发育缓慢等技术难题,急需研发出密度为2.30~2.50 g/cm^(3)的耐盐高温高密度韧性水... 针对巴彦-河套盆地井深6000 m以上的膏盐层,井底循环温度180℃左右,常规的高温高密度水泥浆存在流变性和稳定性差,失水量大,稠化时间难以调控、早期强度发育缓慢等技术难题,急需研发出密度为2.30~2.50 g/cm^(3)的耐盐高温高密度韧性水泥浆体系。针对水泥浆外加剂以“无机纳米颗粒+聚合物弱交联”结构设计制备出降失水剂(LHF)、“强吸附阳离子单体+阴离子单体”制备出缓凝剂(LHR)和“温敏缔合+微交联”结构设计制备出悬浮稳定剂(LHX)分别调控水泥浆的失水量,稠化时间,沉降稳定性;依靠紧密堆积理论,采用Dinger与Funk对Andrease方程进行修正的MAA模型,以铁矿粉为主,GM-1为辅作为加重剂构建密度为2.30、2.40和2.50 g/cm^(3)的高密度水泥浆体系,颗粒之间以滚珠形式相接触,降低摩阻;针对早期水泥石力学性能发展缓慢,分别引入增强剂和增韧剂,从纳米尺度、微米尺度两方面增加水泥石的力学性能:一部分填充孔隙,另一部分充当骨架结构,形成类似于“钢筋混泥土”构型,降低了水泥石的脆性。最终形成密度为2.30、2.40和2.50 g/cm^(3)的水泥浆体系,该体系流变性好,稳定性高,失水量小于50 mL,稠化时间可调。 展开更多
关键词 超深井 高温 水泥石 增韧剂 抗盐 高密度
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超大尺寸井眼固井关键技术探索与实践——以SDCK1万米特深井为例
8
作者 陈力力 马勇 +8 位作者 付强 陈敏 付志 汪瑶 冯予淇 刘强 杨万忠 邹祥富 严海兵 《天然气工业》 北大核心 2025年第5期113-123,共11页
随着油气向超深层和万米特深领域进军,超大尺寸井眼固井将面临套管安全下入难、易井漏、固井质量难以保证等众多难题。为此,针对万米科学探索井SDCK1井三开固井开展了系列技术攻关,攻克了超大尺寸井眼清洁困难、超大超重套管下入艰难、... 随着油气向超深层和万米特深领域进军,超大尺寸井眼固井将面临套管安全下入难、易井漏、固井质量难以保证等众多难题。为此,针对万米科学探索井SDCK1井三开固井开展了系列技术攻关,攻克了超大尺寸井眼清洁困难、超大超重套管下入艰难、超大环空水泥环密封完整性难以保证等技术瓶颈,形成了万米特深井超大尺寸井眼固井成套技术。研究结果表明:①基于大尺寸井眼岩屑运移液固两相流模型优化钻井液性能和循环排量,形成的重稠浆与可降解携砂纤维多效协同井眼清洁技术可显著改善携砂效果,有效保障井筒清洁;②厚壁超重大尺寸套管的安全下入要充分考虑井眼扩大率和套管串下入阻力对通井能力和套管下入影响,模拟通井井底钻具组合(BHA)与套管柱刚度比需大于1.3;③固井施工实时模拟监测和精细控制关键层位的井筒动当量密度(ECD),优化地面回收流程返浆管线,可防止注替过程井下垮塌和漏失;④在套管居中度不高的情况下,可通过优化前置液浆柱结构,梯级匹配固井工作液流变性形成高流变级差,采用韧性水泥浆配套可固化冲洗液体系,提高顶替效率与一、二界面胶结质量。结论认为,该技术成功实现了全球首次超大井眼、超大套管、超大体量的优质固井作业,不仅为未来特深井超大尺寸套管固井提供了借鉴,而且还为特深层油气资源高效勘探开发提供了技术储备。 展开更多
关键词 万米特深井 固井技术 超大井眼 超大尺寸套管 井眼清洁 套管安全下入 压力控制 可固化
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柔性钻具侧钻短半径双分支水平井成井-压裂关键技术
9
作者 李根生 黄中伟 +4 位作者 史怀忠 杨睿月 武晓光 王天宇 谷子昂 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期16-27,共12页
“两深一非一老”是当前油气勘探开发的重点领域,为加快突破油气高效开发关键技术瓶颈,提出“柔性钻具侧钻短半径双分支水平井成井-压裂一体化技术”,即将柔性钻具侧钻短半径水平井钻井技术与水力喷射压裂相结合,创新研发柔性钻具和压... “两深一非一老”是当前油气勘探开发的重点领域,为加快突破油气高效开发关键技术瓶颈,提出“柔性钻具侧钻短半径双分支水平井成井-压裂一体化技术”,即将柔性钻具侧钻短半径水平井钻井技术与水力喷射压裂相结合,创新研发柔性钻具和压裂管柱组合,在2~4 m超短半径内完成造斜,水平钻进50 m以上,分支内完成趾端定点压裂,最终实现“一井多层、一层多支、一支多缝”的多层系-多分支立体缝控增产改造。首先介绍工艺提出的背景需求、柔性钻具侧钻短半径双分支水平井成井和压裂关键技术,然后结合长庆油田首口现场试验井阐明该技术的可行性与适用性,最后展望该技术的应用前景。结果表明:采用自主研发的柔性钻具可实现在直井多层位沿径向钻出双分支井眼(R1和R^(2)),其中R1分支井眼长度为51.00 m、造斜半径为2.80 m,R^(2)分支井眼长度为30.30 m、造斜半径为3.18 m;采用自主研发的柔性压裂管+底部喷砂射孔-压裂组合工具,实现双分支水平井眼趾端定点起裂,累积加砂量9.00 m^(3)、入井净液量198.13 m^(3),按设计加砂完成率100%,压裂一次成功率100%;改造后日产油量由0.84 t提升至2.06 t,提升2.45倍。 展开更多
关键词 超短半径多分支井 柔性钻具 水力喷射压裂 立体缝网
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美国干热岩大斜度定向井关键技术与应用
10
作者 李宽 施山山 +2 位作者 张恒春 吴纪修 王文 《钻采工艺》 北大核心 2025年第2期66-73,共8页
由美国能源部主导的FORGE项目在Milford场地部署的第一口大斜度定向井16A(78)-32井,由于花岗岩地层致密坚硬、井底温度高、井壁稳定性差等问题,定制了硬岩PDC钻头,该钻头从切削齿、切削深度控制组件、喷嘴等方面进行了优化,并结合机械... 由美国能源部主导的FORGE项目在Milford场地部署的第一口大斜度定向井16A(78)-32井,由于花岗岩地层致密坚硬、井底温度高、井壁稳定性差等问题,定制了硬岩PDC钻头,该钻头从切削齿、切削深度控制组件、喷嘴等方面进行了优化,并结合机械比能优化钻井技术,在花岗岩地层中机械钻速达到16 m/h、单只钻头进尺330 m以上,显著提高了钻井机械钻速和钻头寿命;使用蒸发冷却式钻井液冷却装备将井底循环温度控制在135℃以内,改善井下工具工作环境;采用机械式垂直钻井工具、XBOLT双信道随钻测量仪器等测控仪器与工具,控制实钻井眼轨迹严格参照设计轨道执行;并综合采用防堵塞取心、钻柱减阻降扭等技术手段,达到花岗岩地层机械钻速大于8 m/h、单只钻头进尺超过200 m的经济指标,钻井周期缩短近60%。 展开更多
关键词 干热岩 硬岩PDC钻头 钻井液冷却 井眼轨迹测控 机械比能优化钻井 防堵塞取心系统
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真三轴应力下水化作用对深层页岩力学性质的影响——以四川盆地涪陵页岩气为例
11
作者 赵金洲 于志豪 +5 位作者 任岚 林然 吴建发 宋毅 沈骋 孙映 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第3期704-714,共11页
以四川盆地涪陵页岩气田焦石坝区块页岩为研究对象,采用真三轴系统在深层页岩储层条件下开展页岩水化后的力学实验,获取高温高压真三轴应力下的应力-应变数据和力学参数,揭示水化温度、水化时间和水平应力差对页岩水化后力学强度的影响... 以四川盆地涪陵页岩气田焦石坝区块页岩为研究对象,采用真三轴系统在深层页岩储层条件下开展页岩水化后的力学实验,获取高温高压真三轴应力下的应力-应变数据和力学参数,揭示水化温度、水化时间和水平应力差对页岩水化后力学强度的影响规律,并利用非线性回归和插值方法构建页岩水化后力学强度预测模型及高应力差下深层页岩的力学强度图版。结果表明:①水化反应温度越高、水化时间越长、水平应力差越大,页岩水化后在压缩过程中越早进入屈服阶段,塑性特征越明显,页岩水化后的峰值强度、峰值应变、残余强度和弹性模量越小,泊松比越大。②水化时间越长,温度对深层页岩力学强度的影响越小;随水平应力差的增大,峰值强度和残余强度弱化程度加剧,峰值应变、弹性模量和泊松比劣化趋势减缓。③水化作用5 d内深层页岩力学强度下降明显,随水化时间进一步增加,深层页岩力学强度趋于稳定。④可视化图谱有助于深层页岩气压裂现场实时掌握储层压后动态,及时调整排采方案。 展开更多
关键词 深层页岩 水化作用 真三轴应力 力学强度 水力压裂
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致密/页岩油气储层保护技术研究进展与方向
12
作者 游利军 龚伟 +1 位作者 康毅力 王艺钧 《断块油气田》 北大核心 2025年第1期27-34,152,共9页
致密/页岩油气藏地质条件复杂,入井工作液种类繁多,会造成多尺度储层损害,导致油气井减产严重,开发效益不理想。文中梳理了致密/页岩油气藏多尺度工程地质特征,分析了特殊的储层损害机理,总结了现有储层损害控制技术,并展望了储层保护... 致密/页岩油气藏地质条件复杂,入井工作液种类繁多,会造成多尺度储层损害,导致油气井减产严重,开发效益不理想。文中梳理了致密/页岩油气藏多尺度工程地质特征,分析了特殊的储层损害机理,总结了现有储层损害控制技术,并展望了储层保护技术发展方向。致密/页岩油气藏储层损害呈现多尺度特征,具有流体敏感性、氧敏性、应力敏感性、出砂/岩粉、盐析等特征,井间压窜是主要的储层损害方式之一,会诱发多种损害叠加;钻井过程储层损害控制技术有孔缝暂堵技术与界面修饰技术,压裂过程有泡沫压裂液、控液提砂的高强度体积压裂等技术,文中还提出了漏失控制-储层保护-增产改造一体化的预撑裂缝暂堵技术;未来需要研发储层损害预测-诊断专家系统、原地自降解暂堵材料、自支撑裂缝减量增渗保缝技术、适度压裂促缝保缝技术及高效环保型储层损害解除技术,强化储层损害机理与储层保护机理,研发致密/页岩油气勘探开发全过程储层保护-增产改造-提采一体化技术,保有产、护高产,保增产、护稳产。 展开更多
关键词 致密油气 页岩油气 储层损害 提高采收率 压窜
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吸液式降当量循环密度工具及降压机理研究
13
作者 窦亮彬 程学彬 +3 位作者 彭先波 王婷 陈景杨 方勇 《石油机械》 北大核心 2025年第2期44-49,58,共7页
为进一步控制当量循环密度(Equivalent Circulating Density,简称ECD)值,设计了一套高温高压井新型环空降压井下工具——吸液式降ECD工具。利用该工具可以实现当量循环钻井液的井底压力接近其静水压力,进而实现更深的钻井深度。该工具... 为进一步控制当量循环密度(Equivalent Circulating Density,简称ECD)值,设计了一套高温高压井新型环空降压井下工具——吸液式降ECD工具。利用该工具可以实现当量循环钻井液的井底压力接近其静水压力,进而实现更深的钻井深度。该工具主要由涡轮马达、叶片、环空密封、钻柱组成。其工作原理为:利用其吸液作用及由涡轮提取循环流体液压能量,将能量转化为机械能,进而产生抽吸力来提高井底环空内的钻井液流动能量,降低当量循环密度。基于SolidWorks flow simulation分析模拟了不同钻井液密度、排量、工具尺寸下压降特征变化。模拟结果表明,钻井液密度为1.2 g/cm^(3)时,其降压效果达到了1.95 MPa;钻井液密度为1.5 g/cm^(3)时,降压大约1.8 MPa;钻井液密度为1.8 g/cm^(3)时,降压大约2.39 MPa。钻井液排量为1500~2500 L/min时,最高可降压3.06 MPa。对2种不同工具尺寸(Ф90.5、Ф215.9 mm),钻井液流经吸液式降ECD工具时,压降几乎没有变化,尺寸增大其压降效果略有降低,但对压降影响不大,且主要受等排量下流速的影响。研究结果可为高温高压钻井提供技术参考。 展开更多
关键词 当量循环密度(ECD) 环空降压 降压工具 吸液式降ECD工具 高温高压
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基于深度学习的页岩油双二维轨道剖面优化设计方法研究
14
作者 张荣军 张喆 +3 位作者 郑小磊 王六鹏 孙健 刘志坤 《钻采工艺》 北大核心 2025年第1期98-103,共6页
页岩油的储层特性要求采用长水平段和大规模压裂技术,由此对井眼轨道设计提出了更高要求。文章针对传统三维轨道设计存在摩阻大、卡钻风险过高的问题,建立了“双二维”水平井轨道设计方案,包括上部三维增斜扭方位段与下部二维增斜,建立... 页岩油的储层特性要求采用长水平段和大规模压裂技术,由此对井眼轨道设计提出了更高要求。文章针对传统三维轨道设计存在摩阻大、卡钻风险过高的问题,建立了“双二维”水平井轨道设计方案,包括上部三维增斜扭方位段与下部二维增斜,建立了入靶精度和最短井深作为双优化目标函数,采用深度学习方法进行求解。利用该模型对古龙页岩油进行轨道优化,结果表明采用深度学习的优化设计,在保持相同偏移距条件下总井深更小,表明该模型在实际应用中能够有效提高设计精度和施工效率。 展开更多
关键词 双二维水平井 页岩油 轨道优化 深度学习 双目标优化
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钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理研究
15
作者 欧阳勇 谢文敏 +5 位作者 丁吉平 冯福平 王鹤远 杨冬临 马驰 吕海川 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第2期284-291,共8页
煤岩割理裂缝的发育导致其强度较低,钻井过程中钻井液的作用将会进一步增加井壁失稳的风险。采用室内实验、理论分析与数值模拟相结合的方法,揭示了钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理:①煤岩黏土矿物主要由不易水化的高岭石组成,无易水... 煤岩割理裂缝的发育导致其强度较低,钻井过程中钻井液的作用将会进一步增加井壁失稳的风险。采用室内实验、理论分析与数值模拟相结合的方法,揭示了钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理:①煤岩黏土矿物主要由不易水化的高岭石组成,无易水化的蒙脱石存在且伊蒙混层的占比不高,因此水化膨胀(平均值为0.35%)和滚动分散性能(平均值为89.64%)较弱,煤岩失稳机制以力学作用为主。②垂直交错的面割理和端割理为钻井液侵入煤岩地层提供了流动通道,面割理的尺寸普遍大于端割理,因此,面割理更容易发生钻井液侵入造成井壁失稳。③钻井液侵入割理缝会导致井周地层压力上升,径向应力降低,增加井壁失稳的风险,其中对于高渗透率的面割理和穿过井眼的交叉割理,钻井液侵入更深,产生的井壁失稳风险更加严重。④割理缝的特征也会影响钻井液对煤岩割理的侵入深度。宽度更大、密度更高的割理缝中,钻井液侵入更深,并在井壁附近产生更高的压力,从而提高了井壁失稳的可能性。因此,应根据实际地层割理缝的尺寸大小设计钻井液随钻封堵粒子,且控制钻井液密度在合理的范围内,从而减少钻井液侵入引起井壁失稳情况的发生。研究提供了深入理解钻井液作用下割理发育煤岩失稳机理的新视角,为割理发育煤岩井壁稳定性分析提供了理论指导。 展开更多
关键词 钻井液 面割理 端割理 煤岩 失稳机理
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一种综合可泵性及防气窜能力的水泥浆触变稠度设计方法
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作者 田辉 柳华杰 +3 位作者 步玉环 姜旭 殷慧 张洪旭 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期145-152,共8页
采用稠度差值法建立水泥浆触变稠度与六速黏度计读数的关系,进而建立水泥浆触变稠度与水泥浆黏度的关系,并利用Landmark软件模拟分析不同触变稠度水泥浆地面泵压及泵注过程中当量密度(ECD),分析在其他参数不变的条件下稠度对压稳不压漏... 采用稠度差值法建立水泥浆触变稠度与六速黏度计读数的关系,进而建立水泥浆触变稠度与水泥浆黏度的关系,并利用Landmark软件模拟分析不同触变稠度水泥浆地面泵压及泵注过程中当量密度(ECD),分析在其他参数不变的条件下稠度对压稳不压漏安全可泵注性能的影响,然后利用落球法测黏度原理,分析不同水泥浆触变稠度(黏度)防气窜能力,提出一种综合可泵性及防气窜能力的水泥浆触变稠度设计方法。结果表明:以某油田高压气井为例,当水泥浆触变稠度为35 Bc时,井底ECD达到地层破裂压力当量密度的临界值;当水泥浆触变稠度为31 Bc时,对直径为1000μm的气泡施加的运移阻力近169 Pa,具有明显的防气体运移能力。 展开更多
关键词 触变水泥浆 触变稠度 防气窜 安全泵注 设计方法
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纳米改性材料在水基钻井液中的减阻性能
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作者 郭磊 李模刚 +2 位作者 邓楚娈 贺垠博 耿铁 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第3期308-317,共10页
水基钻井液在小井眼环空流动时波动性大,与井壁、钻具界面阻力大,导致流动能量损耗和钻井液当量循环密度(ECD)大,易引发井漏、卡钻等事故。以纳米二氧化硅为原料,接枝改性合成水基钻井液减阻剂DRA-1,并开展减阻性能研究,发现DRA-1具有... 水基钻井液在小井眼环空流动时波动性大,与井壁、钻具界面阻力大,导致流动能量损耗和钻井液当量循环密度(ECD)大,易引发井漏、卡钻等事故。以纳米二氧化硅为原料,接枝改性合成水基钻井液减阻剂DRA-1,并开展减阻性能研究,发现DRA-1具有降低钻井液流动阻力与改善钻井液流动流型的作用。结果表明,在基浆中加入3%DRA-1后,流性指数为0.5064,增幅达366.7%,稠度系数为0.4847 Pa·s^(n),降幅达90.6%,极压润滑系数降低率达81.82%,经120℃热滚16 h后减阻效果进一步提高,证明DRA-1具有抗高温能力;以相同条件在自制钢片和聚四氟乙烯板上流动时,DRA-1对基浆流动性的改善效果显著优于现场同类材料,具有更好的流动性;基于A井生产资料,在水基钻井液中加入1%DRA-1后,压耗降低1.937 MPa,降低率达21.61%,在整个井深范围也表现出更低的ECD,宏观上反映出DRA-1对钻井效率和安全性的提升,这对钻井现场提高经济效益和避免作业事故具有重要意义。 展开更多
关键词 水基钻井液 纳米材料 流动减阻 润滑性能 ECD
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复合模型与模糊推理联合的溢流风险分级评估新方法
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作者 廖华林 屈峰涛 +1 位作者 许玉强 魏凯 《天然气工业》 北大核心 2025年第3期140-151,共12页
溢流作为钻井施工过程中的井喷前兆,对其及时准确识别和评估,对于降低井喷发生概率、保障安全高效钻井具有重要意义。为解决当前数据驱动的溢流风险评估模型在复杂地质环境作业中泛化能力不足和评估结果可解释性较差的问题,构建了具备... 溢流作为钻井施工过程中的井喷前兆,对其及时准确识别和评估,对于降低井喷发生概率、保障安全高效钻井具有重要意义。为解决当前数据驱动的溢流风险评估模型在复杂地质环境作业中泛化能力不足和评估结果可解释性较差的问题,构建了具备深度特征挖掘能力的组合卷积神经网络、长短期记忆网络与随机森林算法的复合模型(CNN-LSTM-RF),提取了数据特征、计算风险概率,并采用模糊综合评价方法确定了临界风险概率阈值;然后引入模糊推理,将专家经验转化为模糊规则,优化风险分级边界,提高溢流风险评估的透明度和灵活性;最后形成了一种基于复合模型与模糊推理的溢流风险分级评估方法,并成功将其应用于海上某油田的溢流风险管理。研究结果表明:(1)卷积神经网络(CNN)有效提取了多源数据的局部特征和空间关联,长短期记忆网络(LSTM)则捕捉了数据序列的长短期依赖关系,提升了模型处理复杂数据的能力;(2)模糊综合评价结合正态分布隶属度函数和置信度,能够准确计算临界风险阈值,实现了溢流风险概率的分级标定,提高了评估的可操作性;(3)该方法在低风险和高风险井段钻井溢流识别的准确率达到97.9%,显著降低了固定阈值方法的高风险误判率(降低44.92%)。结论认为,该方法在识别和评估高风险井段及预警方面表现出色,能够提前发出预警信号,在溢流风险分级评估中更加灵活,为实际钻井溢流风险管理提供了可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 钻井风险 复合模型 模糊推理 风险分级 溢流风险 CNN-LSTM-RF Mamdani推理 模糊综合评价
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砂岩地层可钻性预测方法:微观结构与矿物组分模型
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作者 石祥超 陈帅 +2 位作者 肖文强 焦烨 王兆巍 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期98-108,共11页
准确的地层岩石可钻性评价能够为钻井工艺、工具的优化提供可靠依据,但由于钻井井下取心难度大、成本高,大多数情况下仅能提供关键层位的岩心,难以满足全井段岩石可钻性评价的需要,随着钻井技术向超深地层发展,更加需要连续的岩石可钻... 准确的地层岩石可钻性评价能够为钻井工艺、工具的优化提供可靠依据,但由于钻井井下取心难度大、成本高,大多数情况下仅能提供关键层位的岩心,难以满足全井段岩石可钻性评价的需要,随着钻井技术向超深地层发展,更加需要连续的岩石可钻性评价结果。为此,以砂岩为研究对象,利用岩石薄片图像获取了砂岩矿物颗粒的轮廓,获得了微观结构量化指标,研究了砂岩微观结构与可钻性的关系,通过回归分析得到了基于矿物组分和微观结构的可钻性预测模型,实现了基于砂岩的微观结构特征和矿物组分特征的砂岩地层可钻性预测。研究结果表明:①砂岩可钻性随着石英含量的增加而增强,随着斜长石含量的增加而减弱,矿物颗粒的压实度、粗糙度、粒度均匀性和互锁指数与砂岩可钻性没有显著相关性;②砂岩内部矿物颗粒的尺寸越大、圆度越小,对应的可钻性也越弱;③基于石英和斜长石含量预测岩石可钻性的精度高于0.68,基于微观结构和矿物成分综合预测可钻性的精度高于0.83。结论认为,该方法能通过随钻岩屑矿物含量和微观结构特征综合预测砂岩可钻性,具有快速、高效、低成本的特点,降低了可钻性获取成本,在石油工程领域具有重要的应用前景和价值。 展开更多
关键词 砂岩 可钻性 微观结构 岩屑 地层 石英 斜长石 预测模型
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充填射孔枪的射孔液压力脉动及管柱应力分析
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作者 窦益华 饶一伍 +3 位作者 李明飞 张伟 朱松青 梁经纬 《石油机械》 北大核心 2025年第4期56-63,共8页
射孔液充填射孔枪时的负压使射孔段管柱产生很大的下曳力,影响管柱和封隔器中心管的强度安全,但负压的量化一直是难点。建立射孔液压力脉动数值分析模型,分析射孔液充填射孔枪的压力脉动和负压及负压下的管柱安全。研究结果表明:16孔/m... 射孔液充填射孔枪时的负压使射孔段管柱产生很大的下曳力,影响管柱和封隔器中心管的强度安全,但负压的量化一直是难点。建立射孔液压力脉动数值分析模型,分析射孔液充填射孔枪的压力脉动和负压及负压下的管柱安全。研究结果表明:16孔/m、10 mm孔径,射孔液压力在1 ms达到最大值226.70 MPa,5 ms达到最小值24.80 MPa,随后做振幅减小的往复波动;孔密(16孔/m)不变,8、10、12 mm孔径时,最小压力分别为26.25、24.80、22.79 MPa,压差分别为214.23、201.9、189.2 MPa,说明孔径与负压呈负相关,最小降低到22.79 MPa;孔径10 mm不变,孔密为16、20、24孔/m时,最小压力分别为24.80、24.19、23.23 MPa,最大压差分别为201.9、211.81、215.19 MPa,说明孔密与负压呈负相关,最小降低到23.23 MPa。根据负压和鼓胀效应,得到了射孔段管柱和封隔器中心管的安全系数为1.43和1.24,说明射孔负压引起的下曳力可能是引发封隔器中心管损伤的主要因素。研究结果可为射孔段管柱安全强度分析提供新思路。 展开更多
关键词 射孔参数 射孔液 气液耦合 压力脉动 负压 管柱强度安全
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