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基于地震属性技术的井壁稳定随钻预测新方法

中国石油大学学报（自然科学版） 2007年第6期31卷 141-146页

作者：吴超陈勉金衍中国石油大学石油天然气工程学院北京102249

基于地震属性和测井数据之间存在非线性关系,提出一种综合利用地震和测井信息随钻预测井壁稳定性的新方法,即在钻前联合运用遗传算法和BP神经网络算法,从所提取的井旁原始地震属性中优选出对测井特征参数最敏感的地震属性组合,并利用已... 详细信息

基于地震属性和测井数据之间存在非线性关系,提出一种综合利用地震和测井信息随钻预测井壁稳定性的新方法,即在钻前联合运用遗传算法和BP神经网络算法,从所提取的井旁原始地震属性中优选出对测井特征参数最敏感的地震属性组合,并利用已钻井资料建立起反映所研究区块不同地层中地震属性与测井数据之间关系的一系列神经网络映射模型,实钻时通过分析岩屑录井资料选择适当的映射模型,随钻预测出待钻井段的声波和密度测井数据,进一步预测出钻头下方地层的井壁稳定性。该预测方法具有良好的精确度和时效性,在塔西南地区的实际应用中取得了良好效果。

关键词：井壁稳定随钻预测地震属性测井资料遗传算法神经网络

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高压气藏地层三维出砂预测模型及方法

岩土工程学报 2005年第2期27卷 198-201页

作者：张广清陈勉金衍石油大学石油天然气工程学院北京102249

根据有效应力定律和气体非线性达西定律,建立了应力场和压力场相互作用的三维弹塑性高压气藏地层出砂模型,并运用弹塑性有限元方法进行求解。根据编制的计算程序,研究了射孔井筒附近有效塑性应变、压力和流速的分布规律:最大有效塑性应... 详细信息

根据有效应力定律和气体非线性达西定律,建立了应力场和压力场相互作用的三维弹塑性高压气藏地层出砂模型,并运用弹塑性有限元方法进行求解。根据编制的计算程序,研究了射孔井筒附近有效塑性应变、压力和流速的分布规律:最大有效塑性应变位置是在射孔起始部位的上下端;稳定后的压力由远至井筒呈不规则漏斗状,并且气体流速急剧增加,最大值位置是射孔底部。高压气藏地层出砂是由受压力影响的有效应力场控制的,而由于气体的压力敏感性造成的流速急剧增加是出砂的重要诱因。地层压力越高临界生产压力越低,因而越不易出砂。对于高压气藏地层,尽量稳定井底生产压力、保持合理的生产压差、维持较高的地层压力、采用合理的气井工作制度,有助于减小出砂量。

关键词：高压气藏三维出砂模型气固耦合弹塑性有限元

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用斜井岩芯的声发射效应确定深层地应力

岩石力学与工程学报 1998年第3期17卷 311-314页

作者：陈勉陈治喜金衍石油大学北京102200

声发射效应方法是确定油田地应力的一种有效方法，但以往主要应用于竖井情况。本文首次将声发射效应方法应用于斜井的非定向取芯岩样，并通过应为坐标变换，求解非线性方程组，确定大地坐标中的主地应力。此方法应用于渤海油田并取得了... 详细信息

声发射效应方法是确定油田地应力的一种有效方法，但以往主要应用于竖井情况。本文首次将声发射效应方法应用于斜井的非定向取芯岩样，并通过应为坐标变换，求解非线性方程组，确定大地坐标中的主地应力。此方法应用于渤海油田并取得了满意效果。

关键词：声发射效应地应力斜井岩石

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深层地应力测量新方法

岩石力学与工程学报 2004年第14期23卷 2355-2358页

作者：石林张旭东金衍陈勉石油大学(北京)石油天然气工程学院北京102200

实验研究了深部地层岩芯的声波速度各向异性及在恢复加载条件下的声发射Kaiser效应,提出了一种简便的深部地层地应力测量新方法。全尺寸岩芯被钻取后,其应力卸载的各向异性导致声波速度各向异性,利用这一原理可确定水平最大、最小地应... 详细信息

实验研究了深部地层岩芯的声波速度各向异性及在恢复加载条件下的声发射Kaiser效应,提出了一种简便的深部地层地应力测量新方法。全尺寸岩芯被钻取后,其应力卸载的各向异性导致声波速度各向异性,利用这一原理可确定水平最大、最小地应力的相对位置,对上述位置岩芯进行取样,进行围压下的声发射Kaiser实验,就可测量出水平主地应力大小。该方法一则解决了一直困扰Kaiser实验的对岩芯完整性高标准要求的问题,二则完善了超深井地层的地应力测试方法,同时,为超深井水力压裂设计和维持井壁稳定的安全泥浆密度确定提供了最重要的参数。

关键词：石油工程地应力测量 Kaiser效应声波速度各向异性岩芯安全泥浆密度

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各向异性多重孔隙介质有效应力定律

工程力学 2009年第4期26卷 57-60,67页

作者：蔡新树陈勉金衍赵颖中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中石化胜利油田黄河钻井三公司山东东营257091 中国科学院非线性力学实验室北京100080

有效应力在研究流固耦合变形问题有其重要的地位。该文通过对各向同性多重孔隙介质有效应力定律和各向异性双重孔隙介质有效应力定律分析,推导各向异性三重孔隙介质有效应力定律,并对所建各向异性三重孔隙介质有效应力定律简化为已经发... 详细信息

有效应力在研究流固耦合变形问题有其重要的地位。该文通过对各向同性多重孔隙介质有效应力定律和各向异性双重孔隙介质有效应力定律分析,推导各向异性三重孔隙介质有效应力定律,并对所建各向异性三重孔隙介质有效应力定律简化为已经发表的各向异性双重孔隙介质有效定律,证明模型的存在性、合理性。在各向异性三重孔隙介质有效应力定律的基础上推导各向异性多重孔隙介质有效应力定律。各向异性多重孔隙介质有效应力定律的表达式取决于对多重孔隙介质受力的分解。

关键词：有效应力多重孔隙介质各向异性线弹性力学叠加原理

超临界CO_(2)吸附效应对页岩地层井壁稳定影响研究

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岩石力学与工程学报 2023年第S01期42卷 3508-3518页

作者：白冰陈勉金衍中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

当利用超临界CO_(2)作为钻井液钻进页岩地层时,井壁稳定是重点关注问题。超临界CO_(2)与页岩相互作用复杂,而对于超临界CO_(2)吸附效应对超临界CO_(2)开发页岩油气资源过程中的井壁稳定性影响则研究较少。本文将超临界CO_(2)吸附效应对... 详细信息

当利用超临界CO_(2)作为钻井液钻进页岩地层时,井壁稳定是重点关注问题。超临界CO_(2)与页岩相互作用复杂,而对于超临界CO_(2)吸附效应对超临界CO_(2)开发页岩油气资源过程中的井壁稳定性影响则研究较少。本文将超临界CO_(2)吸附效应对页岩变形和力学性质影响纳入到超临界CO_(2)渗流的多物理场耦合过程中,在超临界CO_(2)运输特性和热力学特性的基础上,构建考虑吸附效应的超临界CO_(2)钻井多物理场耦合井壁稳定模型。基于有限元数值计算方法,分析超临界CO_(2)钻进过程中的地层温度、孔隙压力和地层应力的时空分布规律,研究超临界CO_(2)吸附效应对井壁稳定性的影响。结果表明:超临界CO_(2)吸附效应引起的固体变形对地层温度和流体渗流没有明显影响;吸附效应对应力分布具有显著影响,吸附应变会使应力值增大,而吸附对弹性模量的影响则会使应力值降低;忽略吸附应变会小幅度低估井壁失稳风险,而忽略吸附对页岩弹性模量的影响会较大程度地低估井壁垮塌风险;当井深超过1200 m时,坍塌压力超过井筒压力,超临界CO_(2)钻井将发生井壁垮塌。该文可为超临界CO_(2)钻井的井壁稳定性研究提供理论指导。

关键词：岩石力学超临界CO_(2)钻井多物理场耦合井壁稳定坍塌周期吸附效应

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探井二开以下地层井壁稳定性钻前预测方法

石油勘探与开发 2008年第6期35卷 742-745页

作者：金衍陈勉吴超中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室

综合分析钻井过程中通常遇到的井漏、缩径和坍塌等复杂情况,确定已钻层段的坍塌压力和破裂压力,结合神经网络理论建立地震层速度与坍塌压力、破裂压力之间的非线性映射关系,提出利用地震资料钻前预测勘探构造第1口井二开以下地层井壁稳... 详细信息

综合分析钻井过程中通常遇到的井漏、缩径和坍塌等复杂情况,确定已钻层段的坍塌压力和破裂压力,结合神经网络理论建立地震层速度与坍塌压力、破裂压力之间的非线性映射关系,提出利用地震资料钻前预测勘探构造第1口井二开以下地层井壁稳定性的方法。中国西北地区某油田钻探某构造的YS-D井二开层段钻进过程中出现泥岩垮塌,三开层段开钻前利用该方法对三开层段坍塌压力当量钻井液密度和破裂压力当量钻井液密度进行了预测,基于预测资料调整了钻井液密度,钻进基本正常。该方法自2001年4月以来已在52口探井中成功应用。应用效果表明利用该法预测的三开层段钻头下部300 m内地层的压力变化结果与实际钻井中得到的数据较为接近,达到了钻前预测井壁稳定性的要求。

关键词：井壁稳定性坍塌压力破裂压力层速度钻前预测

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大位移井井壁稳定三维弹塑性有限元分析

岩石力学与工程学报 2004年第14期23卷 2385-2389页

作者：李军陈勉金衍张广清石油大学(北京)石油天然气工程学院北京102249

现有井壁围岩应力求解模型大都基于平面应变假设,相对岩石真实应力状态会有一定的误差。在空间坐标变换基础上建立了大位移井井壁稳定分析三维弹塑性有限元模型,将井斜角与方位角的变化转化为井轴坐标系下地应力场应力分量的变化,保证... 详细信息

现有井壁围岩应力求解模型大都基于平面应变假设,相对岩石真实应力状态会有一定的误差。在空间坐标变换基础上建立了大位移井井壁稳定分析三维弹塑性有限元模型,将井斜角与方位角的变化转化为井轴坐标系下地应力场应力分量的变化,保证了模型的稳定性。利用所建模型对弹性和弹塑性条件下的大位移井井壁围岩稳定性进行了研究。计算结果表明岩石在弹塑性条件下能够通过塑性变形吸收更多能量;在相同外载条件下,弹塑性岩石比脆性岩石更稳定。经过现场实例验证,在深部弹塑性地层钻进时,可以采取比常规设计稍低的泥浆密度,即能保持井壁稳定,又可以减少地层伤害。

关键词：石油工程大位移井井壁稳定弹塑性有限元法

利用地震分形属性钻前预测安全钻井液密度范围

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钻井液与完井液 2006年第4期23卷 32-34,88页

作者：吴超陈勉金衍中国石油大学石油天然气工程学院

为了对钻井过程中的井壁失稳问题进行有效控制,根据地震和测井信息的分形性质以及它们之间的密切联系,提出了综合利用地震记录的分形属性预测测井曲线并进而在钻前预测安全钻井液密度范围的模型。首先从井旁地震记录中提取出能全面反映... 详细信息

为了对钻井过程中的井壁失稳问题进行有效控制,根据地震和测井信息的分形性质以及它们之间的密切联系,提出了综合利用地震记录的分形属性预测测井曲线并进而在钻前预测安全钻井液密度范围的模型。首先从井旁地震记录中提取出能全面反映地震非线性特征的分形属性,运用能充分利用样本信息的CUSI神经网络,建立已钻井段地震分形属性与测井数据之间的非线性映射模型,通过该模型预测未钻地层的声波和密度测井曲线。在此基础上运用井壁稳定分析模型,计算地层的孔隙压力、坍塌压力和破裂压力,从而在钻前预测安全钻井液密度范围。该方法在西部某油田的应用表明,用地震记录的分形属性钻前预测安全钻井液密度范围的方法具有良好的预测效果。该方法预测精度较高,操作简单易行。

关键词：安全钻井液密度地震属性神经网络井壁稳定