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基于钻头振动信号的丛式井井间距离计算模型

石油机械 2015年第12期43卷 1-6页

作者：刘刚徐加兴李伯尧刘闯中国石油大学(华东)石油工程学院

为了能够精确计算在钻井与风险井之间的距离, 基于钻头振动波在地层和套管中的衰减规律, 建立了丛式井井间距离计算模型, 并利用西江某平台的监测数据对钻头振动信号进行了EMD 分解, 确定了钻头振动信号的特征频率为200～400 Hz, 利用... 详细信息

为了能够精确计算在钻井与风险井之间的距离, 基于钻头振动波在地层和套管中的衰减规律, 建立了丛式井井间距离计算模型, 并利用西江某平台的监测数据对钻头振动信号进行了EMD 分解, 确定了钻头振动信号的特征频率为200～400 Hz, 利用滤波后的振动信号对模型进行了试验验证.验证结果表明, 井间距离计算模型具有良好的拟合效果, B25 井计算的井间距误差率在7%以内, B23 井620 m 以内计算的井间距误差率在20%左右, 满足现场防碰预警要求.

关键词：丛式井井间距离钻头振动信号模态分析滤波

多传感器下基于遗传算法的钻头与套管间距离研究

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振动与冲击 2018年第12期37卷 9-16页

作者：刘刚李祎宸张家林刘闯杨帆穆文军王锴中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 潍柴动力股份有限公司发动机技术研究院山东潍坊261000 中国电波传播研究所河南新乡453000

为确保海上丛式井组钻井作业的安全,在造斜前必须实时监测钻头与邻井套管的距离。基于钻头振动波的特征,提出了一种基于多传感器计算钻头与套管间距离的理论模型;该模型将四个传感器布置在邻井风险段的环空套管内壁,同步接收钻进时的振... 详细信息

为确保海上丛式井组钻井作业的安全,在造斜前必须实时监测钻头与邻井套管的距离。基于钻头振动波的特征,提出了一种基于多传感器计算钻头与套管间距离的理论模型;该模型将四个传感器布置在邻井风险段的环空套管内壁,同步接收钻进时的振动信号,通过分析钻头与传感器组的空间位置关系,推导得到钻头距邻井套管距离的计算公式,且确定了振动波的衰减系数;设计开展了模型验证试验,采集到振动波在弱胶结地层中传播的振动信号,基于遗传算法对信号数据进行处理,优化采集数据,增加模型的容错率。试验结果表明,该模型可以有效预测钻头与邻井套管的距离,提高防碰监测中井间距离的预测精度。

关键词：振动波衰减系数套管井间距离遗传算法防碰监测

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基于振动监测的浅层钻头位置预测模型

科学技术与工程 2017年第29期17卷 266-272页

作者：张家林刘华亮刘刚刘闯王航中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580 中石化胜利钻井工程技术公司定向井公司东营257064 中国电波传播研究所新乡453000

为加强丛式井井眼轨迹的控制与监测,基于钻头破碎岩石的振动信号,建立了浅层钻进时的钻头位置预测模型。通过研究钻头钻进时的振动特征和振动波在套管与地层中的传播衰减,认识到根据套管头处采集的振动信号能量来确定井筒之间的距离,进... 详细信息

为加强丛式井井眼轨迹的控制与监测,基于钻头破碎岩石的振动信号,建立了浅层钻进时的钻头位置预测模型。通过研究钻头钻进时的振动特征和振动波在套管与地层中的传播衰减,认识到根据套管头处采集的振动信号能量来确定井筒之间的距离,进而实现钻头位置的场强定位是可行的。结合风险井的井眼轨迹测量数据和圆周测距定位算法,推导得出了钻头大地坐标的计算方法。根据渤海某平台的现场监测数据,利用所建模型计算得到了正钻井井眼的三维轨迹,将计算所得井眼轨迹与实际井眼轨迹进行对比,结果显示,该模型可以在一定条件下有效定位钻头位置,确定钻头走向,为防碰预警提供依据。

关键词：井眼轨迹钻头位置振动波井间距离防碰预警

套管头振动信号特征应用于油井防碰监测的可行性分析

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中国海上油气 2012年第3期24卷 54-57页

作者：刘刚孔得臣孙金刘勍杨全枝中国石油大学(华东)石油工程学院中国石化集团上海海洋石油局钻井分公司长江大学

提出了一种井间防碰监测的新方法,即利用在风险井套管头上安装的传感器监测由套管传输到地面的钻头振动信号,分析振动波在地层和风险井套管中的传播规律,进而预测钻头是否趋近风险井套管,并评估钻头距风险井套管间的相对距离。分析结果... 详细信息

提出了一种井间防碰监测的新方法,即利用在风险井套管头上安装的传感器监测由套管传输到地面的钻头振动信号,分析振动波在地层和风险井套管中的传播规律,进而预测钻头是否趋近风险井套管,并评估钻头距风险井套管间的相对距离。分析结果表明:在钻井钻头振动诱发的风险井套管头振动信号存在一个特征频率段,在钻井钻头破岩诱发的风险井套管头振动信号特征与在钻井钻头距风险井套管间的距离有明确的对应关系,因此利用风险井套管头振动信号预测在钻井钻头趋近的方法对加密调整井进行防碰监测,这在技术思路上是可行的。

关键词：套管头振动信号井间距离防碰监测可行性分析

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井眼交碰风险分析及可视化

井眼交碰风险分析及可视化

作者：薛磊中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

近年来,加密井和丛式井技术得到广泛应用,井与井之间的距离越来越小,意外井眼交碰事故时有发生,井眼交碰风险评价对于井眼防碰设计与施工具有重要意义。现有的井眼交碰风险评价指标包括井间距离、井眼分离系数、井眼交碰概率等。其中,... 详细信息

近年来,加密井和丛式井技术得到广泛应用,井与井之间的距离越来越小,意外井眼交碰事故时有发生,井眼交碰风险评价对于井眼防碰设计与施工具有重要意义。现有的井眼交碰风险评价指标包括井间距离、井眼分离系数、井眼交碰概率等。其中,井眼分离系数是目前最常用的井眼交碰风险评价指标。尽管该指标有多种计算方法,包括传统分离系数、中心向量法分离系数、垂足线法分离系数、定向分离系数等,但是其中大多数计算方法只有计算原理和思路,尚无完整的数学模型。不仅如此,从计算原理上还发现这些计算方法要么过于保守,要么过于乐观,还需要继续改进。基于上述原因,本文深入分析了现有的各种井眼交碰风险评价指标的计算原理,重建或还原了数学模型,为井眼交碰风险评价指标优选提供了技术支持,也为后期的编程提供数学基础。考虑到现有的井眼交碰风险评价指标尚不能准确地评价井眼交碰风险,还给出了一种基于误差椭球缩放原理的井眼分离系数计算新方法,称为“误差椭球缩放法”。该方法同比例缩放两个误差椭球使之满足外切条件,与之对应的误差椭球缩放系数即为井眼分离系数。应用高等数学知识,推导出了新方法对应的基本方程组（四元二次方程组）,探讨了与之配套的数值求解方法及快速求解策略,使新方法在理论上和计算上均可行,首次实现了直接在三维空间中准确评价两个误差椭球的分离程度。井眼交碰实例分析表明,与其他井眼分离系数计算方法相比,新方法能够更好地指导井眼交碰风险评价工作,有助于准确定位危险井段,减少防碰施工工作量。还采用MATLAB R2014a软件开发了《井眼交碰风险评价软件》,可以求解上述井眼交碰风险评价指标,综合评价井眼交碰风险。结合现有的井眼轨迹测量及误差图示方法,实现了含误差的定向井井眼轨迹及其交碰风险评价结果可视化。输出结果包括分离系数以及井眼轨迹投影图、含误差椭球的三维轨迹图等,满足了钻井现场要求。

关键词：井眼防碰井间距离分离系数交碰概率误差椭球缩放

二氧化碳地质封存工程注入井井位优化方法研究

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二氧化碳地质封存工程注入井井位优化方法研究

作者：杨金奇中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

工业革命以来,大气中二氧化碳（Carbon dioxide,CO）浓度一直处于持续增加的趋势。大量的CO排放,引起了海平面上升、土地沙漠化、地球病虫害增加等一系列的环境问题。在众多减少CO排放的方法中,碳捕获与封存（Carbon capture and storag... 详细信息

工业革命以来,大气中二氧化碳（Carbon dioxide,CO）浓度一直处于持续增加的趋势。大量的CO排放,引起了海平面上升、土地沙漠化、地球病虫害增加等一系列的环境问题。在众多减少CO排放的方法中,碳捕获与封存（Carbon capture and storage,CCS）是最具潜力的技术之一,也是实现“碳达峰、碳中和”的重要手段。CCS将CO封存在地下,用于封存CO区域的废弃井,是CO发生泄漏的主要潜在通道。注入井位置的选择,是影响CO安全封存的重要因素。因此,研究CO地质封存工程注入井的井位优化方法,延长CO在地下的安全封存时间,对人类安全和环境保护具有重要意义。本文简要介绍了基于两相流达西方程的井筒泄漏模型,根据公开的井筒数据,估算了井筒等效渗透率的取值范围,采用NRAP-Open-IAM风险评估软件,模拟各口废弃井作为注入井,其余井视为泄漏通道时,埋存区域一百年内的CO泄漏速率。参考达西定律空间一点势值的表达式,定义了泄漏势值的计算方法。建立了以各废弃井第一百年的CO泄漏速率、注入井到泄漏井的距离和注入井对泄漏井的泄漏势值为指标的三种注入井井位风险评估方法,即泄漏速率法、井间距离法和泄漏势值法。利用这三种风险评估方法,通过排列组合的方式,针对单口注入井和多口注入井的工况,分析了各种注入井井位方案的泄漏风险。以西北某区域油田293口废弃井为例,分别使用泄漏速率法、井间距离法和泄漏势值法,对各种注入井井位方案进行风险评估。研究发现,对单口注入井工况,采用三种方法进行风险评估时,泄漏速率法和井间距离法得到同一口低风险井位,泄漏势值法得到的低风险井尽管和二者有所不同,但其低风险井位也在比较接近的位置。使用三种风险评估方法对293口井中选择21口注入井进行风险评估,研究发现,井间距离法和泄漏势值法优选出的21口低风险井完全相同,泄漏速率法和井间距离法优选出的低风险井位仅有一口井不同,但不同位置的两口井的位置也比较接近。总体来说,三种注入井井位优选方法得到的结果差别较小,该研究结果可为二氧化碳封存工程注入井井位优选提供技术支持。

关键词：二氧化碳地质封存井筒泄漏泄漏速率井间距离泄漏势值优化方法

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地下水开采布井方法探讨

内蒙古水利 2013年第6期 133-134页

作者：王敏王顺赵喜柱内蒙古自治区水土保持监测站内蒙古呼和浩特010020 内蒙古自治区水利规划设计研究院内蒙古呼和浩特010020 锡林郭勒盟勘测钻井队内蒙古锡林浩特026000

文章详尽论述了地下水管井的合理布局及井数和井间距离的确定方法。

关键词：地下水管井布局井数井间距离