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基于朴素贝叶斯算法的钻井溢流实时预警研究
袁俊亮, 范白涛, 幸雪松, 耿立军, 殷志明, 王一雯
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摘要(0) HTML全文(102) PDF 1012KB(12)
摘要:
高温高压井钻井过程中溢流未及时发现将引起严重后果,现有溢流监测手段依赖井下或地面工具,存在一定的时间滞后性,为此创建了基于朴素贝叶斯算法和钻井大数据的溢流实时预警方法。在具备一定已钻井规模的区域内,分析历史井溢流发生与地质资料、随钻测录井数据的概率联系,分别建立溢流的先验概率计算模型和包含了区域、地层、岩性、扭矩、泵压、机械钻速共6项属性的条件概率计算模型,基于贝叶斯理论计算溢流的后验概率,实现实时预警功能。研究表明,基于朴素贝叶斯的溢流预警方法在可靠性、传输时效性、资料可获得性等方面存在较大优势,结合实际算例,验证了方法的可行性。
基于大数据及人工智能的钻速实时优化技术
黄小龙, 刘东涛, 宋吉明, 韩雪银, 乔纯上
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摘要(1) HTML全文(78) PDF 1317KB(11)
摘要:
海上钻井作业日费高昂,因此如何利用大数据及人工智能技术提高钻速,从而缩短作业工期、降低作业成本,是重要的研究课题之一。首先通过收集钻井现场的大数据信息,将录井数据、测井数据、钻井液性能等参数输入神经网络计算得到初次预测钻速,然后由最优化算法计算出实时全局最优解,从而建立基于机器学习方法和最优化算法的钻速实时优化模型,最后将模型嵌入可视化系统进行现场作业指导,从而提高钻井速度。以南海PY油田A井为试验井,进行了实时钻进过程的应用。实践表明,应用该技术不仅可有效提高钻速,并且对油田数字化发展具有借鉴意义。
基于贝叶斯网络的气井环空带压风险评价模型及应用分析
冯学章, 孙玉铎, 王晓磊, 冯钿芳, 哈斯木, 宋文容
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摘要(0) HTML全文(68) PDF 1132KB(134)
摘要:
针对气井生产过程中环空带压日益严重导致井完整性失效风险上升这一问题,开展了环空带压风险评价研究。建立了基于贝叶斯网络和实际生产数据的环空带压风险预警模型,该模型将影响环空带压的因素分为油套管泄漏和水泥环失效两个单元,确定了各个单元的主要风险因素和风险失效概率,在此基础上,建立了环空带压风险量化评价指标,并进行了相应风险等级划分,形成了气井环空带压风险评价方法。统计了新疆采气一厂的191口井的失效概率,进行了实例应用,结果表明:该模型可对环空带压的潜在风险进行定量计算,可推理得出主要风险因素的逆向成因,为预防和控制环空压力提供决策依据,有助于降低气井环空带压风险的发生概率。
可伸缩式PDC-孕镶金刚石耦合仿生智能钻头的破岩仿真
吴泽兵, 席凯凯, 王杰, 李超, 程欢, 杨晨娟
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摘要(0) HTML全文(88) PDF 8740KB(8)
摘要:
针对钻井过程中岩性识别困难、PDC钻头磨损严重、孕镶金刚石钻头破岩效率低和钻头泥包等问题,采用BP神经网络学习算法建立了岩性识别模型,并设计了一种新型可伸缩式PDC-孕镶金刚石耦合仿生智能钻头,分别在软件Matlab和ABAQUS上进行了岩性识别仿真和破岩仿真。仿真结果表明:BP神经网络模型对岩性的识别精度非常高,有利于合理选择钻头类型、及时调整钻井参数和提高钻井效率;仿生智能钻头作用于岩石表面的应力远大于常规钻头,使岩石更易达到破碎极限,从而提高钻头钻速。本设计集智能岩性识别、高破岩效率、自再生功能、防泥包功能于一体,为我国石油钻头的设计提供了一种新思路,具有重要意义。
钻柱摩阻扭矩智能实时分析与卡钻趋势预测
朱硕, 宋先知, 李根生, 祝兆鹏, 姚学喆
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摘要(0)
摘要:
钻柱摩阻扭矩的实时分析对提高钻井效率、规避钻井卡钻风险具有重要作用,目前摩阻扭矩分析以钻前预测为主,但钻井过程中摩阻扭矩的实时分析尚不成熟。针对当前井底钻压扭矩预测不准、钻柱摩阻系数的确定存在盲目性等问题,提出一种钻柱摩阻扭矩智能实时分析方法。该方法利用神经网络模型实时计算井底钻压扭矩,结合摩阻扭矩刚杆模型采用二分法实时反演摩阻系数,准确分析钻柱受力。考虑到钻柱摩阻系数在一定程度上表征钻柱卡钻趋势,进一步利用该方法对钻井卡钻趋势进行预测。将该方法应用于现场数据,发现某井钻柱摩阻系数在6 000~6 100 m区间整体呈现逐渐增大的趋势,且在6 100 m处附近,钻柱摩阻系数从0.35附近陡增至0.75,变化极为剧烈,说明即将发生卡钻。经过对该井的钻井日志查证,该井在6 100 m处附近蹩停顶驱钻具卡死。说明利用该方法对卡钻趋势进行预测具有良好的效果,便于现场实时调整钻井参数,有效规避卡钻风险,提高钻井效率。
基于GA-SVR算法的顺北区块固井质量预测
郑双进, 程霖, 龙震宇, 刘洋, 赫英状
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摘要(0)
摘要:
为了准确预测西北油田顺北区块固井质量,在固井质量影响因素分析的基础上,采用机器学习方法,建立基于支持向量回归(SVR)模型的固井质量预测模型,并分别利用网格搜索法(GS)、贝叶斯优化算法(BOA)、遗传算法(GA)优选模型惩罚系数C和核函数参数g,以提高SVR预测精度。基于优化的模型结合顺北区块某井进行了实例计算,研究结果表明:相比SVR、GS-SVR、BOA-SVR算法,运用GA-SVR算法预测固井质量的均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)最低,分别为2.318和7.30%,具有较高的预测精度,可用于该区块固井质量预测。该方法为固井质量预测提供了一种有效手段,有助于固井前开展施工方案优化,提高固井质量。
基于卷积神经网络模型的抽油机系统故障诊断
刘芑辰, 冯子明, 蒋国斌, 孙桐建, 李琦
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摘要(0)
摘要:
陆地机械采油普遍采用有杆抽油系统,示功图是油井工况的重要指示。在实际开采过程中,由于抽油井数量大、分布广,人工检测油井耗时费力。为提高人工检修效率、提升自动化水平,针对示功图的图形特征,在卷积神经网络Le-Net模型的基础上,建立简化卷积神经网络模型。收集实际生产数据经预处理后输入机器学习模型进行训练,得到关于示功图的分类模型,同时通过测试集数据对分类结果进行评价。结果表明,建立的卷积神经网络模型具有良好的稳定性,能够通过数据学习得出准确率较高的分类模型;所建立的分类模型能够稳定处理多分类问题,对于15种故障类型分类实现效果良好;通过测试集进行评价,该模型准确率达92%以上,预测效果可以满足油田实际生产需求。
大数据分析对提高钻井效率的实现与应用
柳海啸, 刘芳, 代文星, 冯一, 巩永刚, 李明明
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摘要(1)
摘要:
为了提高渤海油田的钻井效率、保障作业安全,建立了数据准备、数据处理、数据可视化及深度分析为一体的钻完井大数据分析平台,选取渤海P油田首批作业井录井参数,自动判别13种钻井作业工况,并与日报系统结合制作工况及3D井轨迹等可视化面板。结合数据关系与最小二乘法预测模型深度分析,优选钻井参数并进行实时监测,提高了第2批次井的钻井效率,实现了大数据分析与钻完井作业的深度融合。由于平台自身的可扩展性及搭建后使用者的易操作性,该技术推广性较强,可为钻完井工程的智能化转型提供宝贵经验。
基于长短期记忆神经网络的深水钻井工况实时智能判别模型
殷启帅, 杨进, 曹博涵, 龙洋, 陈柯锦, 范梓伊, 贺馨悦
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摘要(0)
摘要:
深水钻井具有高投入、高风险等特点,其工况实时判别是提高钻井时效、减少复杂事故的基础和前提。传统深水钻井作业中,钻井工况主要通过基于编程方式的物理模型与经验模型进行判别,难以保证时效性和正确率。为此,创新性地将机器学习引入深水钻井工况判别全流程,考虑综合录井数据的长时间序列特征,基于长短期记忆神经网络建立了深水钻井工况实时智能判别机器学习模型。通过对29 856 140行深水综合录井数据预处理,选取钻头深度、井深、大钩高度、钻压、悬重、扭矩、转速、立管压力,共计8个综合录井参数作为输入特征,建立了20隐藏层×70节点的长短期记忆神经网络模型,实现了旋转钻进、滑动钻进、接单根、静止、循环、向下洗井、划眼、向上洗井、倒划眼、起钻、下钻及“其他”,共计12种常见深水钻井工况的实时智能判别,测试集上正确率高达94.09%,满足深水现场作业需求。该模型可实时智能地判别钻井工况,充分验证了长短期记忆神经网络用于钻井工况实时智能判别的可行性与时效性,为钻井时效分析和复杂事故预警提供了机器学习模型基础,并将进一步拓展机器学习在石油工程领域的应用范围。
基于实时监测数据的注水井在线预报警指数模型研究及应用
黄波, 郑春峰, 郝涛, 李昂
当前状态:  doi: 
摘要(0)
摘要:
针对现有的注水井生产监控系统中重复报警、误报漏报率高、重点警情不突出等问题,提出了利用模糊综合评判法定量确定注水井风险严重程度,以提高注水井预报警准确率。基于实时监测数据建立注水压力、注水量、水质三类主控因素的预报警指标体系,利用层次分析法确定出各因素的相对权重,构建确定各项指标的隶属函数集,建立注水井在线预报警指数模型,编制注水井在线预报警软件。通过现场注水井应用验证表明:在线预报警指数模型在渤海油田具有良好的适应性,解决了注水井安全运行的预报警问题,提高了注水井实时工况监测的智能化水平。
渤海稠油油田高含水期低产低效井综合治理技术
张俊廷, 王公昌, 王立垒, 邓景夫, 陈存良, 张国浩
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摘要(0)
摘要:
S油田是渤海典型的水驱开发稠油油田,目前油田已经进入高采出程度、高含水率的“双高”阶段,随着油田含水上升,油田低产低效井逐年增多,严重影响油田开发效果。针对S油田地质特征和开发特征,对低产低效井成因进行分析,从剩余油、砂体发育、储层非均质性、注采关系、钻完井污染及井筒完整性等方面开展研究,并对低产低效井进行分类,针对不同类型低产低效井开展治理对策研究,制定了“平面分区、纵向分层、分类研究、治理与挖潜调整同步”的治理策略,最大限度发挥油田潜力和提高经济效益。近3年通过对S油田低产低效井治理技术的研究和应用,形成了高含水砂体挖潜、薄层挖潜、高含水期水平井产能评价、注采井网调控、潜力储量评价等技术,成功指导了渤海S油田51口低产低效井的治理研究,新增探明储量300×104 m3。2017—2019年已治理33口低产低效井,2019年7月实现日增油近1200 m3,预测到开发期末累增油近240×104 m3,提高采收率近1%,低产低效井治理效果显著。该低产低效井综合治理技术的研究和应用,对海上稠油油田高含水期低产低效井治理具有一定的指导和借鉴意义。
临兴地区深部煤系天然气井试采过程绒囊流体控水效果室内评价
孟尚志
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摘要(0)
摘要:
临兴地区深部煤系天然气井LX-Y井试采时实际产水82.97 m3/d,使用绒囊流体堵水作业4 d、试采8 d后,产气量达不到预期中止。堵水后,单位生产压差产水量降幅75.8%,日产气量由300 m3/d增至394 m3/d,增幅31.3%,现场评价绒囊流体堵水效果出现了分歧。为了解决这一争议,室内分别以临兴盒2储层基质岩心和含人工裂缝岩心模拟层间水和人工裂缝及边底水窜产水通道,以地层水和氮气为两相流动介质,利用渗透率仪测定绒囊流体封堵后气、水两相的突破压力,模拟分析绒囊的堵水效果和稳气控水能力。绒囊流体封堵岩心基质后,水相和气相的突破压力梯度分别为0.200~0.210 MPa/cm和0.015~0.025 MPa/cm;封堵人造缝岩心后,水相和气相的突破压力梯度分别为0.035~0.040 MPa/cm和0.015~0.020 MPa/cm。结果表明,绒囊流体增加了水和气的流动阻力,但水的阻力增加更大,能够实现控水。堵水后气井产量不理想可能是地层产气能力不足、绒囊流体用量不合理等原因造成。因此,应合理调整绒囊流体体系性能和堵剂用量,增加地层水的突破压力,实现稳气控水。
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摘要(0)
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平顶山盐矿老腔改建储气库可行性评价
周冬林, 王文权, 王立东, 赵明千, 王璐, 许彬
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摘要(0)
摘要:
利用盐矿老腔改建储气库能够有效加快盐穴储气库投产速度并降低投资成本,将盐矿老腔改建为储气库已经成为储气库发展的新趋势。平顶山地下盐矿老腔空间资源丰富,经过较长时间的开采,地下已经形成巨大的空腔体积,评价该地区盐矿老腔的可用性对于平顶山盐矿盐穴储气库建设具有重要意义。通过分析盐矿老腔区域地质资料、生产资料和声呐检测资料,从老腔形态、盖层密封性、安全矿柱宽度、腔体稳定性、有效体积和改造经济性等方面,评价了盐矿老腔改造的可行性。结果表明,平顶山地区老腔埋深适宜,盖层密封性好,腔体有效体积大部分都在10×104 m3以上,与钻新井造腔相比具有较好的改造经济性。数值模拟表明,在0.007~0.015 MPa/m的运行压力梯度下老腔的稳定性较好,符合腔体安全运行要求,但部分腔体间存在井距较小的问题,为保障矿柱宽度,应选择井距大于160 m的老腔改造利用。研究认为该地区老腔利用条件整体较好,具有良好的改造利用前景,应进一步开展后续详细评价工作,以期尽快实现改造利用。
深水气井生产过程中的井筒结垢实验规律
刘文远, 胡瑾秋, 姚天福, 欧阳铁兵, 李相方
当前状态:  doi: 
摘要(2) HTML全文(525) PDF 1629KB(1566)
摘要:
海上气井具有深度大、除垢操作复杂、作业成本高等特点,深水气井井筒内结垢的预测与防治具有实际意义。 采用室内实验和理论计算相结合的方法, 对南海气田的4口深水气井生产过程中的井筒结垢风险进行了评价,预测了生产过程中的井筒结垢速率及气井井筒内的结垢位置,并分析了结垢特点及规律。 研究结果表明,地层水组成决定了气井的结垢类型,结垢速率主要取决于表面附着期过后较稳定的垢物附着速率;深水气井生产过程中不同井深处的结垢差异性主要取决于井筒沿程的温度分布,井筒中下部和高产气量及高水气比是防垢重点;相比陆上气井,深水气井受井筒结垢的影响更大,采取及时的防垢手段避免垢物生成或将垢物沉积量控制在容许范围内对维持深水气井的高效安全生产意义重大。
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2021-03期封面
2021, 43(3): 0-0.  
摘要(1) HTML全文(853) PDF 18854KB(281)
摘要:
2021-03期目录
2021, (3): 1-4.  
摘要(0) HTML全文(842) PDF 1480KB(412)
摘要:
钻井完井
“井工厂”钻井成本模型构建与平台部署方案优化
闫伟, 丁小平, 李文博
2021, 43(3): 265-271.   doi:
摘要(1) HTML全文(701) PDF 1224KB(329)
摘要:
“井工厂”作业模式使非常规油气实现了效益开发。通过分析非常规油气井工厂钻井的特点,明确了井工厂钻井成本构成要素,并对各要素进行了量化研究;根据井工厂钻井流程整合,构建了井工厂钻井成本分析模型;明确了井工厂钻井成本的影响因素,并对其进行了优化研究,构建了井工厂钻井成本优化算法,着重考虑了平台位置和平台数、钻井顺序、钻井学习效率、井型、井眼轨迹、批量化钻井工序、钻井液重复利用率等因素,结合渤海湾盆地济阳坳陷致密油藏钻井工程实践优化了模型参数,以成本最小为目标函数,得到了最优方案,并给出了最优方案中钻井成本各要素项的占比,其中钻机费用(40.55%)、套管费用(15.11%)、钻井液费用(14.80%)和固井费用(9.89%)为排序前4的成本要素项,4项费用之和占井工厂钻井总费用的80%以上。利用“余弦相似度”算法评估了成本计算模型的可信性,误差小于2%。该研究为非常规油气井工厂钻井方案优化设计和成本概算提供了理论依据。
黄河口凹陷缓坡带东营组溢流相分布特征研究及钻井工程应用意义
邓津辉, 谭忠健, 张向前, 曹军
2021, 43(3): 272-280.   doi:
摘要(1) HTML全文(400) PDF 3179KB(99)
摘要:
黄河口凹陷缓坡带东营组广泛发育以溢流相玄武岩和凝灰岩为主的火成岩,此类岩石较为坚硬,钻进时易出现钻速低、井漏、井塌等问题,对钻井工程影响较大。综合利用录井、测井资料对东营组一段和二段火山喷发旋回和期次进行识别和划分,并结合地震资料对BZ34-9火山溢流相进行精细刻画。研究表明:研究区火成岩主要分布于BZ34-9和KL4-2构造区的共轭走滑断裂带,以裂隙式火山喷发为主;东营组一段和二段可识别和划分6个喷发旋回16个喷发期次;东二下段早期和东一段早、晚期喷发旋回规模较小,东二下段晚期和东二上段早、晚期喷发旋回规模较大,反映了火山活动由弱增强再逐步减弱的发育过程。进一步,在复杂断层、地层模型构建的基础上,结合构造应力场模拟,预测地层力学薄弱带或裂缝发育特征,为开发井轨迹优化以及钻具、钻井参数、钻井液优选提供可靠依据。
双稳定器预弯曲钻具组合防斜特性动力学评价方法
刘科柔, 张辉, 王新锐, 付豪, 刘俞万, 路宗羽, 石建刚
2021, 43(3): 281-288.   doi:
摘要(1) HTML全文(411) PDF 2336KB(74)
摘要:
直井的防斜打快一直以来都是钻井领域的难题。预弯曲底部钻具组合防斜打直技术利用预弯曲结构引导钻具组合变形产生较大的动态降斜力,可实现动力学防斜打快目的。然而预弯曲钻具组合防斜特性的动力学定量评价仍是难题。针对双稳定器预弯曲底部钻具组合,笔者在Jansen建立的动力学模型的基础上建立钻头处动态侧向力模型,将仿真得出的A截面处的涡动轨迹数据应用到动态侧向力计算中,最终通过涡动轨迹图、动态侧向力分布时程图和平均动态侧向力对此类钻具的防斜特性进行快速且直观的评价。最后通过编制的计算机程序对不同井斜角和转速条件下的防斜特性进行了仿真计算,仿真结果表明:(1)随井斜角增大,降斜力增大;(2)随转速提升,钻具防斜特性可分为稳定降斜、不稳定降斜及丧失降斜能力3个阶段;(3)在不同井斜角下,第一、第二临界转速随井斜角增大而增大。
基于熵权法的大位移井井眼轨迹设计方案优选
韦龙贵, 王赞, 陈立强, 李磊, 张昌超
2021, 43(3): 295-301.   doi:
摘要(1) HTML全文(528) PDF 1147KB(79)
摘要:
井眼轨迹设计对大位移井安全高效钻井作业的实现极为重要。大位移井钻井存在长裸眼段井壁稳定性差、摩阻扭矩高、管柱屈曲严重、井眼清洁难度大等问题,井眼轨迹设计需要对其进行综合分析与评价。基于熵权法构建了大位移井轨迹设计方案评价模型,充分依据评价指标的数据本身波动情况计算权重与方案得分,实现了大位移井井眼轨迹设计方案的定量评价,并在某油田大位移井钻井作业中得到了成功应用。该研究不仅为大位移井轨迹设计方案优选提供了新的思路与指导方法,也为后续开展大位移井钻井技术优化与风险评估提供了技术参考。
超深井上部大尺寸井眼稳定器接头母扣失效机制
李少安, 王居贺, 秦垦, 王文昌, 陈锋, 狄勤丰
2021, 43(3): 302-308.   doi:
摘要(1) HTML全文(351) PDF 1651KB(56)
摘要:
顺北区块超深井Ø444.5 mm大尺寸井眼井段长达5 000 m,不但需要面对提速、控斜难题,而且存在稳定器母扣频繁失效问题。为此,从钟摆钻具组合(BHA)动力学分析着手,探讨了大尺寸井段稳定器母扣失效机制。基于钻柱动力学有限元方程,研究了大尺寸井眼中BHA稳定器处的复杂动力学特征,确定了稳定器母扣附近的动态弯矩和涡动特征;建立了稳定器母扣端螺纹接头三维有限元模型,利用显式动力学有限元方法分析了复杂载荷作用下稳定器母扣端螺纹接头的应力分布特征;以顺北XX井稳定器母扣断裂失效为例,分析了BHA稳定器母扣端变截面位置附近的动态应力。结果表明,稳定器母扣端轴向振动和扭转振动水平较低,但出现了较强的高频涡动,较大的变截面特征造成稳定器母扣端附近出现很大的高频附加动态弯矩(0~453.0 kN·m)。这一动态弯矩作用产生的母扣螺纹牙应力最高达799.1 MPa,虽然小于与其啮合的钻铤公扣螺纹牙应力(973.1 MPa),但其变化幅度很大(465.0 MPa),而且变化频率很高。这种高频动态变化应力是促使母扣端螺纹接头发生失效的关键原因之一。建议在设计大尺寸井眼BHA时一方面要控制钻柱涡动,另一方面要尽可能减少稳定器附近的动态弯曲效应。
高温干烧和水湿环境对水泥石结构性能的影响
薛国庆, 刘旭, 汤明光, 于成超, 罗佼, 付强
2021, 43(3): 309-315.   doi:
摘要(3) HTML全文(582) PDF 1846KB(37)
摘要:
为了更真实评价稠油热采井中交变超高温对水泥石力学性能及微观结构的影响,基于其在井下所处的实际环境,设计了一套超高温水湿模拟养护装置及方法,并据此研究了水泥石在干烧和水湿环境下抗压强度的变化规律。同时,利用XRD、TG、氮吸附及SEM技术探明了不同养护环境对水泥石物相组成、化学结构、孔隙结构及微观形貌的影响。实验结果表明:交变超高温养护7轮次后,水泥石在干烧环境下的抗压强度由28.7 MPa降至23.62 MPa,降幅为17.7%;而水湿环境则由29.54 MPa降至27.68 MPa,降幅为6.3%,且与干烧环境相比,抗压强度提高了14.67%;水泥石在水湿环境下水化产物含量高,孔径及孔隙率低,并且整体结构致密。研究结果可为稠油热采水泥石的性能评价提供技术支撑和理论指导,对加大稠油资源的安全、高效开发具有重要意义。
深水钻井导管水下打桩关键技术
韦红术, 邓玉明, 同武军, 孙子刚, 赵苏文, 赵维青
2021, 43(3): 316-321.   doi:
摘要(1) HTML全文(909) PDF 921KB(89)
摘要:
近年来,针对深水开发钻井导管的安装,业内国外公司提出了采用水下打桩来实现导管批量安装的新技术,并通过实践证明了该技术的可行性。通过对该项技术的调研,分析了该项技术的特点、基本原理及作业流程,并对该技术的关键点导管设计与加工、导管可打入性、导管自由站立稳定性、深水打桩锤选型、低压井口头的设计与选型等进行了深入分析。该技术具有降低作业风险、提高入泥精度可控性等优点,但当前装备技术水平限制了其应用。立足国内深水钻井导管安装技术现状,给出了该技术在国内深水开发应用的相关建议,为该技术在我国开展探索应用所面临的难点及其攻克研究方向提供参考。
封完一体化工艺的研究及应用
刘练, 李会会, 邹伟, 樊凌云, 陈丽帆
2021, 43(3): 322-327.   doi:
摘要(2) HTML全文(797) PDF 1560KB(69)
摘要:
临时封堵工艺是保证井口装置整改期间井控安全的重要屏障,但该工艺存在完井时效低、工具成本高、钻井液污染储层严重等缺陷。针对该问题,研制了二次坐封封隔器,实现了封完一体化工艺。二次坐封封隔器集机械和液压坐封方式于一体,且两种坐封方式相互独立,无论采用哪种方式坐封上提解封后均可启用另一种方式进行第二次坐封。封完一体化工艺充分发挥封隔器二次坐封的优势,将临时封堵和生产任务集中于一趟管柱,确保完井期间井筒完整性、井控安全的同时,大大提高完井时效。封完一体化工艺现场试验成功后,由于其配套工具简单、操作方便、可靠性高,已在塔河油田推广应用。
低频电磁波无线传输测试技术在阿北凹陷复杂断块油藏的应用
张宇飞, 赵昆, 王攀, 孙瑞娜, 阮小飞
2021, 43(3): 328-333.   doi:
摘要(0) HTML全文(730) PDF 1798KB(62)
摘要:
二连阿北凹陷构造复杂、成藏规律不清,采用常规测试工艺无法实现井底关井或井下数据的实时读取,对资料准确性和关井时间难以把控。为此优选了低频电磁波无线传输测试技术,并对存在的问题进行完善,以增强测试资料的针对性、可靠性。针对井下信号对接不成功的问题,对管柱结构短路位置进行了分析,并对测试工具及管柱结构进行改进,将扶正器金属轴内径由76 mm增至80 mm,最上部金属扶正器改为尼龙扶正器,将定位短节本体外径由102 mm改为62 mm;针对电磁波信号弱、传输距离短的问题,优化了信号放大线路和强化微弱信号检测技术,井下远距离传输可达40 m;同时改进信号接收器传输结构,由单点接收改为通讯回路双向接收。该技术在欣苏木构造带X16井进行现场应用,通过对射孔-开井-关井施工过程和测试曲线径向流等数据进行实时监测,有效保障了测试成功率和试油成效,对阿北凹陷下一步勘探部署提供技术支持。
油气开采
不同供液状况的有杆抽油泵举升过程参数模拟计算方法
杨耀忠, 邴绍强, 宋清新, 段鸿杰, 景瑞林, 马承杰, 孙召龙
2021, 43(3): 334-340.   doi:
摘要(2) HTML全文(407) PDF 1409KB(75)
摘要:
有杆抽油泵举升过程中,根据供液能力的差别,分别确定了泵吸入口压力和活塞受力的计算方法;在静态模型建立的基础上,以抽油杆受力波动方程为指导,对井筒举升过程抽油杆运动阻尼系数计算方法进行了修正,建立了有杆抽油泵举升动态模型。以地面实测示功图为约束,计算不同供液工况下井筒纵向空间的压力、抽油杆柱受力等数值分布,对泵吸入口压力、动液面、地层流压等参数进行模拟计算,建立了不同供液状况下有杆抽油泵举升过程参数连续模拟计算方法。研究结果表明,该方法能够满足供液不足工况下油井动液面计算的精度要求,为井筒举升分析、工作制度优化调整提供了理论依据。
泡沫排水采气井井下节流压降规律实验及模型修正
王志彬, 白慧芳, 孙天礼, 朱国, 石红艳
2021, 43(3): 341-347.   doi:
摘要(1) HTML全文(436) PDF 1402KB(60)
摘要:
气井井下节流是气田低成本开发的一项关键技术,“井下节流+泡沫排水采气”工艺在适宜条件下可提高气井带液能力。采用传统气液两相嘴流压降模型开展泡排井井下节流气嘴尺寸设计不能满足气井配产要求,通过节流压降规律测试并建立或者完善数学模型有助于提高泡排井井下节流设计水平。设计并搭建了泡沫排水采气井井下节流物理模拟实验装置,利用泡排剂UT-11开展了在不同泡排剂质量分数情况下的节流压降规律测试,利用实验数据对4个常用气液两相嘴流机理模型(Sachdeva模型、Perkins模型、Ashford模型、滑脱数值模型)进行了嘴流流态过渡预测能力评价、质量流速及嘴前压力的预测能力评价。基于实验数据构建了泡沫流滑脱因子计算关系式,提高滑脱数值模型的准确性,质量流速的绝对百分误差从13.7%降至7.69%,嘴前压力的绝对百分误差从16.5%降至8.01%。该研究为泡沫排水采气井井下节流嘴径设计和嘴前压力预测提供了重要理论依据。
页岩油气藏水平井井间干扰研究现状和讨论
郭旭洋, 金衍, 黄雷, 訾敬玉
2021, 43(3): 348-367.   doi:
摘要(3) HTML全文(529) PDF 1458KB(152)
摘要:
低渗页岩储层难以自然形成工业油气流,常采用水平井和水力压裂建立人工缝网以保证商业化开采。然而,随着大规模加密布井和压裂,水平井间距缩小、储层改造体积增加,井间出现人工裂缝导致的干扰,影响邻井的井口压力和产量,甚至诱发井控、套损和支撑剂侵入等问题,严重时导致水平井报废,极大地影响生产效率。此外,老井亏空会导致储层地应力在原位地应力的基础上发生动态演化,形成复杂地应力状态,继而影响加密水平井和重复压裂井的储层改造效果,限制井平台产能表现。我国准噶尔盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等地的页岩油气资源开发已进入小井距和加密布井阶段,井间干扰已对正常生产产生明显影响,急需开展针对性研究。本文对国内外页岩油气藏的井间干扰现象、机理以及诊断方法进行全面、详细的介绍,并提出干预对策。研究认为:准确表征与预测压裂水平井井间干扰需要在地质工程一体化的框架下展开;对天然裂缝、断层、原位地应力和储层岩石力学特征的准确认识是评价井间干扰的前提;地层亏空诱发的动态地应力和复杂人工缝网的建模与表征是定量评价井间复杂缝网交互与连通的关键手段,也是定量预测井间干扰对于井平台最终可采储量(EUR)影响的有效方法;关井、老井注液、重复压裂、优化井距和压裂优化都是干预或减小井间干扰的手段。
胜北深层致密砂岩气藏水平井细分切割体积压裂技术
向洪, 隋阳, 王静, 王波, 杨雄
2021, 43(3): 368-373.   doi:
摘要(1) HTML全文(685) PDF 1047KB(57)
摘要:
针对胜北区块深层致密砂岩气藏前期直井压裂效果差、难以实现储量有效动用的问题,吐哈油田从2019年起结合区块储层地质特征,以提高储层改造体积、保证裂缝导流能力、降低压裂施工风险为核心,开展了水平井体积压裂工艺技术研究,形成了以“细分切割分段分簇+大规模体积改造+高温混合压裂液体系+高温可溶桥塞+小粒径组合粒径支撑剂+控制施工砂比”等为核心的压裂技术。截至2021年2月,共完成3口井的现场实施,单井产量取得突破,胜北503H井压裂后最高油气当量近100 t/d。现场实践证明,该技术在胜北区块深层致密气藏适应性良好,为区块致密气藏的有效动用奠定了技术基础。
致密储层缝内暂堵转向压裂工艺技术
许建国, 刘光玉, 王艳玲
2021, 43(3): 374-378.   doi:
摘要(1) HTML全文(516) PDF 1090KB(76)
摘要:
随着油气田勘探开发的不断深入,非常规致密油气藏已经成为油田增储上产的主要研究对象,该类型储层渗透率低(<0.1×10−3 µm2)、两向应力差值大(>10 MPa),单纯依靠大排量、大液量改造以形成缝网的难度较大,需通过缝内暂堵转向压裂技术进一步增大净压力,提高裂缝复杂程度。暂堵剂类型的优选和用量设计是决定复杂缝网形成的关键,进而影响压裂井的改造效果。优选水基温控溶解型暂堵剂,综合考虑了暂堵剂封堵厚度、动态裂缝高度、微裂缝条数及宽度等参数,形成了暂堵剂用量设计方法。现场共计应用了11口井37层,其中28层投放暂堵剂后等排量下压力上涨0.5~7.0 MPa,有效率达到75.7%,实现了缝内暂堵转向造缝网的目的,为后期致密储层改造提供了理论依据,实现了致密油气藏的有效动用。
伴注烟道气改善蒸汽辅助重力泄油开发效果的实验研究
赵庆辉
2021, 43(3): 379-383.   doi:
摘要(0) HTML全文(403) PDF 1173KB(49)
摘要:
蒸汽辅助重力泄油(即SAGD)是开发厚层超稠油油藏的有效技术,但在开发中后期存在注入蒸汽超覆严重、热损失大、油汽比低等问题,影响了开发效果。为此,在室内利用高压物性分析仪、比例物理模拟系统等装置,开展了烟道气对地层原油性质的影响,以及伴注烟道气后蒸汽向上覆地层热损失、蒸汽腔变化规律和生产特征等实验研究。结果表明,注入的烟道气可以有效降低地层原油黏度,提高原油渗流能力,增大体积系数,增加弹性能量;与常规SAGD方式相比,烟道气辅助SAGD方式蒸汽腔横向扩展速度加快,纵向扩展速度减缓,蒸汽超覆现象得到有效抑制;伴注的烟道气在蒸汽腔上方聚集,形成隔热层,减少了蒸汽向上覆盖层的热损失,提高了热量利用效率;在常规SAGD过程中伴注烟道气,可以一定程度减少蒸汽注入量,提高油汽比,改善开发效果。综合分析认为,伴注烟道气方式是改善SAGD开发中后期开发效果的可行途径。
海上油田分层防砂分层注水高效集成技术
宋辉辉, 任从坤, 任兆林, 张福涛, 田俊, 刘艳霞
2021, 43(3): 384-388.   doi:
摘要(0) HTML全文(369) PDF 1025KB(32)
摘要:
针对目前海上分层防砂分层注水有效期短、施工周期长、作业成本高的问题,研究了新型海上油田分层防砂分层注水高效集成工艺。通过采用穿越型悬挂丢手封隔器,能够同时连接防砂管柱和注水管柱,采用小直径液控压缩四胶筒分层封隔器,同时实现分层防砂封隔器的坐封以及后期注水管柱的精细分层。该技术的防砂管柱与注水管柱一趟下入,节省施工时间一半以上。穿越型悬挂封隔器的可溶丢手支撑套溶解后,能够实现防砂管柱与注水管柱的独立检修,延长防砂管柱的使用寿命,降低作业成本。该技术已在胜利海上油田成功应用10井次,最大施工井斜65°,工具最大下深3 780 m,工作最大压差10 MPa,施工成功率100%,分层合格率100%,有效提高了海上水驱油藏的开发程度。
分子膜/混合有机酸复合解堵技术在姬塬油田欠注井的应用
王国丞, 张道法, 张进科, 靳纪军, 苟利鹏, 巨江涛
2021, 43(3): 389-394.   doi:
摘要(3) HTML全文(299) PDF 977KB(39)
摘要:
针对姬塬油田欠注井现象日益严重、堵塞物类型复杂造成常规酸化无法同时解除多种堵塞等问题,从堵塞物分析和解堵机理入手,研究了一种适用性较广的分子膜/混合有机酸复合解堵体系,主要由混合有机酸、新型分子膜、解聚剂和助剂组成。实验结果表明,该复合解堵体系具有优良的解堵性能,对现场垢样的溶垢率普遍能达到80%以上,对聚合物的降黏率可达到90%以上,适用于深部解堵,且能够有效避免二次沉淀的产生。现场应用效果表明,分子膜/混合有机酸复合解堵技术能够有效降低注水压力,提高日注水量,适用于大部分欠注井的地层改造。
红河油田直通型裂缝高强度封堵剂调剖技术
王宏申, 王天慧, 黄永章
2021, 43(3): 395-399.   doi:
摘要(2) HTML全文(345) PDF 1157KB(33)
摘要:
为了解决天然裂缝发育类油藏注水开发过程中水线推进速度快、易出现水窜、水驱效果差等问题,红河油田先后开展了冻胶封堵、“冻胶+颗粒”封堵调剖技术研究及现场试验,但由于冻胶体系自身材料力学性能的影响,整体效果不理想。优选了一套单体聚合类高强度封堵剂体系,该体系具有黏度大、成胶时间短、强度高、触变性能好的特点,65 ℃条件下成胶时间为15 h,在长度为0.5 m、直径为3 mm的管线中突破压力梯度达7.0 MPa/m。红河油田进行先导试验4井5轮次,有效封堵率100%,能够在裂缝中形成高强度封堵,有效提高了直通型裂缝缝内堵剂的封堵强度; 调剖后平均油压提升6.7 MPa,累计注水5 643 m3,累计增油2 723.1 t,有效解决了该地区天然裂缝发育类油藏注水开发过程中水窜过快的问题。
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