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基于实时钻进参数的孔隙压力智能预测技术

石油机械 2024年第5期52卷 1-8页

作者：李萍于琛王建龙杨恒贾培娟李邓玥冯永存中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院中国石油大学(北京)石油工程学院

针对当前孔隙压力预测方法存在适用范围限制、精度不足、计算繁琐和无法实时预测等问题,提出了一种基于实时钻进数据的地层孔隙压力预测方法。基于测井数据计算孔隙压力的理论真实值,作为预测的学习目标;通过相关系数法及模型选择法,确... 详细信息

针对当前孔隙压力预测方法存在适用范围限制、精度不足、计算繁琐和无法实时预测等问题,提出了一种基于实时钻进数据的地层孔隙压力预测方法。基于测井数据计算孔隙压力的理论真实值,作为预测的学习目标;通过相关系数法及模型选择法,确定了8项关键参数:大钩载荷、泵压、机械钻速、钻压、转速、排量、密度和黏度;基于这些参数,采用3种集成机器学习算法,分别建立孔隙压力的实时预测模型。训练集预测结果分析表明:XGBoost和LightGBM模型在关键评估指标上表现良好,而随机森林模型存在过拟合的现象;XGBoost和LightGBM模型的预测趋势更加稳定,在预测精度和稳定性上更具优越性;所有模型在更换钻头造成钻头参数与钻头磨损情况变化后均产生了一定的平移偏差。后期可通过探究钻头特性与预测偏差的具体关系,或通过调整模型、对预测结果适当修正来进一步提高预测准确性。该预测方法不仅提高了预测精度,还为现场工程师提供了实时决策支持,有助于钻井策略的优化并降低风险。

关键词：地层孔隙压力机器学习智能预测钻进参数随机森林

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储气库井水泥环密封性失效试验研究

石油机械 2024年第6期52卷 78-85页

作者：赵春贺梦琦陈显学汪衍刚刘长环冯永存李晓蓉辽河油田(盘锦)储气库有限公司辽宁省盘锦市124000 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室

循环注采气会对储气库井水泥环产生周期性载荷作用,易导致水泥环密封失效。以H储气库井水泥环密封失效为背景,开展了水泥石循环加卸载及水泥石力学、孔渗测试,获得了水泥石循环加载后的微观结构CT形态,进行了全尺寸水泥环密封失效试验... 详细信息

循环注采气会对储气库井水泥环产生周期性载荷作用,易导致水泥环密封失效。以H储气库井水泥环密封失效为背景,开展了水泥石循环加卸载及水泥石力学、孔渗测试,获得了水泥石循环加载后的微观结构CT形态,进行了全尺寸水泥环密封失效试验。试验结果表明:经过30轮次循环加载后水泥石力学性能降低、气体渗透能力增加,但依然能有效阻止气体从水泥基质泄漏;循环加卸载会造成水泥石微观结构损伤进而产生累积塑性应变,循环轮次越多累积塑性应变越大;循环加卸载后,水泥石CT扫描形态显示,水泥石中出现微观结构损伤,水泥石微观损伤程度由两端至中心逐步减弱;全尺寸试验证实水泥环一界面脱粘形成微环隙,底部气体沿着微环隙上窜导致上部B环空带压,水泥环本体及二界面在各组测试压力下均未出现破坏,不建议现场在现有基础上继续提高储气压力。研究结果可指导H储气库注采参数优化设计,并为国内外类似储气库运行制度的合理制定提供参考。

关键词：储气库井水泥环循环载荷密封失效全尺寸试验

非均匀地应力场下水合物储层水平井井周塑性区分布

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第3期53卷 952-962页

作者：赵凯李润森冯永存高伟张振伟窦亮彬毕刚西安石油大学石油工程学院陕西西安710065 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

为研究非均匀地应力场下水合物储层水平井井周塑性区分布,首先,考虑温度变化、渗流作用和水合物分解作用的影响,结合岩石塑性屈服准则,建立了井周塑性区分布分析模型;其次,求解了井周塑性区域的分布;最后,分析了地质因素和工程因素对井... 详细信息

为研究非均匀地应力场下水合物储层水平井井周塑性区分布,首先,考虑温度变化、渗流作用和水合物分解作用的影响,结合岩石塑性屈服准则,建立了井周塑性区分布分析模型;其次,求解了井周塑性区域的分布;最后,分析了地质因素和工程因素对井周塑性区域形状和面积的影响。研究结果表明:非均匀地应力场中井周塑性区形状更复杂,可能出现椭圆形、蝶形和X形等形状,井周塑性区形状主要受地应力非均匀程度及水平井眼方位控制,井眼截面上的应力差较大时塑性区主要为蝶形和X形,应力差较小时主要为椭圆形;塑性区面积主要受地应力非均匀程度、井底温压、井眼方位角、水合物分解区面积及分解后的岩石强度影响;当水合物分解区较小时,影响塑性区面积的主要因素为分解区内岩石强度的弱化程度,水合物分解区面积增大,塑性区面积也增大;而当水合物分解区较大时,影响塑性区面积的主要因素为井周应力,塑性区面积将不再随水合物分解区面积变化而变化。

关键词：非均匀地应力水合物水平井塑性区

基于ABAQUS的温度对钻井液漏失影响规律

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石油机械 2023年第7期51卷 10-18页

作者：张帅冯永存古臣旺邓金根中国石油大学(北京)石油工程学院

深层油气储层高温、高压、高应力特点给钻井工程带来极大挑战,其中钻井液漏失是常见的钻井复杂工况之一,严重制约其勘探开发进度。为研究在深层钻井过程中温度对钻井液漏失的影响规律,以ABAQUS软件平台为基础,建立了考虑钻井液动态循环... 详细信息

深层油气储层高温、高压、高应力特点给钻井工程带来极大挑战,其中钻井液漏失是常见的钻井复杂工况之一,严重制约其勘探开发进度。为研究在深层钻井过程中温度对钻井液漏失的影响规律,以ABAQUS软件平台为基础,建立了考虑钻井液动态循环的热-流-固全耦合漏失有限元模型,分析了不同钻井液温度条件下的井周应力分布、地层温度场变化、漏失裂缝延伸规律和钻井液漏失规律。研究结果表明:当钻井液温度低于地层温度时,会产生“冷却”效应,导致地层遇冷收缩,井周应力降低;低温循环会降低漏失排量阈值,且相同排量下,低温循环漏失发生得更早。然而,低温钻井液对于地层温度场的影响仅存在于近井区域。短期内,诱导裂缝宽度和长度依然由钻井液排量主导,仅在近井区域的裂缝宽度上表现出了“冷却”效应的影响。建立的热-流-固全耦合模型可以描述动态钻井过程中温度对钻井液漏失规律的影响,可为高温地层钻井设计和现场施工提供研究方法和参考数据。

关键词：深层油气开采高温高压钻井液漏失热-流-固全耦合动态循环有限元方法

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钻井岩屑回注诱导裂缝扩展研究及发展趋势

科学技术与工程 2022年第19期22卷 8153-8164页

作者：李斌张帅耿铁冯永存邓金根中海油田服务股份有限公司塘沽300450 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

随着油气开采过程中油基钻井液的广泛使用以及各国环保要求的提高,大量油基钻屑堆积,无法处理,已经成了不可忽视的问题。而岩屑回注被证实是解决该问题经济有效的方法。在过去30年,岩屑回注的应用越来越广泛,但回注液体泄漏事件时有发... 详细信息

随着油气开采过程中油基钻井液的广泛使用以及各国环保要求的提高,大量油基钻屑堆积,无法处理,已经成了不可忽视的问题。而岩屑回注被证实是解决该问题经济有效的方法。在过去30年,岩屑回注的应用越来越广泛,但回注液体泄漏事件时有发生。究其原因是对于岩屑回注过程中裂缝产生和延伸规律的认识不清,导致岩屑回注施工设计误差大,泄露风险高。因此,研究岩屑回注过程中裂缝扩展和延伸规律是施工设计的基础,可有效降低泄露风险。从理论基础、实验研究和数值模拟几个方面简单综述了岩屑回注过程中裂缝产生范围和裂缝几何形态的研究进展,总结了当前研究的局限性,并提出新的研究方向。

关键词：油基岩屑岩屑处理岩屑回注裂缝发展多裂缝裂缝研究进展

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汽车变速器性能试验台自动控制

Journal of Beijing Institute of Technology 1998年第2期7卷 178-183页

作者：阎清东项昌乐冯永存北京理工大学车辆工程学院

目的实现汽车变速器性能试验台自动控制，方法采用了润滑油油温自动恒温控制技术，微机控制变速器自动换档、动力电机无级调速、加载电涡流测功机变载、试验数据的自动采集与实时处理技术，结果润滑油油温控制在设定温度±２℃；自动换... 详细信息

目的实现汽车变速器性能试验台自动控制，方法采用了润滑油油温自动恒温控制技术，微机控制变速器自动换档、动力电机无级调速、加载电涡流测功机变载、试验数据的自动采集与实时处理技术，结果润滑油油温控制在设定温度±２℃；自动换档简单、可靠、准确；无级调速调载快速准确，加载转矩偏差为±１Ｎ．ｍ，输入转速偏差为±５ｒ／ｍｉｎ，结论将上述技术应用于汽车变速器性能试验台，利用该试验台对某型变速器进行了微机程控性能试验，效果良好。

关键词：汽车变速器性能试验计算机辅助测试自动控制

车辆传动动态仿真试验台的系统构成和性能分析

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汽车工程 1998年第3期20卷 171-175,192页

作者：陈欣项昌乐冯永存郑慕侨北京理工大学

本文介绍了机-电-液一体化动态仿真传动试验台的系统结构及性能特点。讨论了系统的动态性能及恒转速控制的原理和基本规律。对部分试验和理论结果进行了分析和研究。

关键词：车辆传动试验台构成性能分析

基于分布式光纤声传感的油气井工程监测技术应用与进展

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石油钻采工艺 2022年第3期44卷 309-320页

作者：李晓蓉刘旭丰张毅郭放王鑫栋冯永存中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院中国地质调查局中国地质科学院地球深部探测中心中国石油大学(北京)石油工程学院

为保障油气井全生命周期全井段实时监测,引入了分布式光纤传感技术。根据分布式光纤传感技术基本原理将其分为分布式光纤温传感(DTS)技术和分布式光纤声传感(DAS)技术,并对二者进行了对比,指出DAS技术具有高精度、长距离监测、高信号强... 详细信息

为保障油气井全生命周期全井段实时监测,引入了分布式光纤传感技术。根据分布式光纤传感技术基本原理将其分为分布式光纤温传感(DTS)技术和分布式光纤声传感(DAS)技术,并对二者进行了对比,指出DAS技术具有高精度、长距离监测、高信号强度等优点。介绍了分布式光纤声传感技术的监测原理、光纤结构和安装方式,调研了DAS技术在石油领域——地震、油气井生产和注入、水力压裂、生产出砂、管柱泄露、井筒完整性等领域的研究和应用,提出DAS技术将有望成为一种可实时监测油气井全生命周期的经济型监测技术。该研究可为制定合理的开采方案、提高作业的安全性、降低油气田开发成本提供借鉴。

关键词：分布式光纤传感分布式光纤声传感油气井监测技术井筒完整性

玛131井区百口泉组砾岩储集层可压裂性评价

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新疆石油地质 2022年第2期43卷 194-199页

作者：蔡文军冯永存闫伟蒋庆平孟祥龙刘凯中国石油大学(北京)石油工程学院北京102200 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102200 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000

玛湖油田百口泉组致密砾岩油藏推广小井距开发,亟需建立配套的致密储集层可压裂性评价模型。优选了弹性模量、泊松比和最小地应力等参数,结合岩心、测井、地震等资料,对玛131井区进行了三维地质力学建模。通过研究区储集层可压裂性指数(... 详细信息

玛湖油田百口泉组致密砾岩油藏推广小井距开发,亟需建立配套的致密储集层可压裂性评价模型。优选了弹性模量、泊松比和最小地应力等参数,结合岩心、测井、地震等资料,对玛131井区进行了三维地质力学建模。通过研究区储集层可压裂性指数(0.38~0.91)空间分布的确定,结合12口水平井的微地震裂缝监测和生产数据,可压裂性指数计算结果与水平井裂缝扩展方向、规模和实际生产现状均吻合,可为研究区砾岩油藏开发提供依据。

关键词：玛湖油田百口泉组砾岩油藏小井距地质力学可压裂性指数微地震裂缝扩展