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机器学习在钻柱振动识别与预测中的研究进展

天然气工业 2024年第1期44卷 149-158页

作者：汪海阁高博郑有成赵飞崔猛丁燕邢世旺中国石油工程技术研究院有限公司中国石油大学(北京) 中国石油西南油气田公司

钻柱振动是影响钻井效率、钻柱失效、井眼稳定和钻井安全的主要因素,复杂振动的早期识别对于缓解井下工具受损、提高生产时间至关重要。为此,充分调研国内外机器学习在钻柱振动识别方法方面的研究成果,从数据获取角度对钻柱振动识别与... 详细信息

钻柱振动是影响钻井效率、钻柱失效、井眼稳定和钻井安全的主要因素,复杂振动的早期识别对于缓解井下工具受损、提高生产时间至关重要。为此,充分调研国内外机器学习在钻柱振动识别方法方面的研究成果,从数据获取角度对钻柱振动识别与预测方法进行了全面分析,对比研究了各算法模型的框架、特征参数和测试效果,系统评估了各算法模型的优缺点,并对未来振动识别与预测的发展方向提出思考。研究结果表明:①机器学习算法可以从大量振动数据中学习和提取特征来建立模型,对振动进行分类和预测,通过不断优化算法和模型,提高钻柱振动识别与预测的准确性和可靠性;②随着数据采集和处理技术的不断进步,地面与井下多源数据融合方法将多种数据共同分析处理,可以最大程度地发掘地面和井下数据特征,有望成为解决井下问题的重要途径;③随着钻井工程与人工智能技术的不断融合与发展,振动缓解与钻井提速联合优化,将为钻井工程提供更为可靠的指导和决策。结论认为,机器学习在钻柱振动识别与预测方面的应用和发展进一步缓解了超深井井下钻柱振动这一复杂问题,提高了钻井工程的效率和安全性,推进了钻井过程的高效化和智能化发展步伐。

关键词：钻柱振动深层油气钻井机器学习分类算法识别预测

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大漠赤子科研情怀——记中国石化西北油田分公司副总工程师兼石油工程技术研究院院长赵海洋

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科学中国人 2020年第2期 56-59页

作者：胡敬赵海洋不详中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院

瘦削挺拔、走路带风,这是赵海洋给记者的第一印象。这位戴着圆框眼镜的科研工作者,是中国石化西北油田分公司副总工程师兼石油工程技术研究院院长。从固井队技术员、研究所所长、采油队队长,到工程技术研究院总工程师、采油气工程管理... 详细信息

瘦削挺拔、走路带风,这是赵海洋给记者的第一印象。这位戴着圆框眼镜的科研工作者,是中国石化西北油田分公司副总工程师兼石油工程技术研究院院长。从固井队技术员、研究所所长、采油队队长,到工程技术研究院总工程师、采油气工程管理处处长,再到分公司副总工程师、工程院院长,赵海洋已在采油技术研究和管理领域深耕22年。8年的基层生产经历,14年的技术管理与科研工作经验,练就了赵海洋一身过硬的本领。

关键词：工程技术研究院副总工程师采油气工程第一印象管理处处长工程院院长西北油田分公司采油队

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能源转型背景下油气工程技术发展新方向

石油钻探技术 2024年

作者：光新军闫娜中石化石油工程技术研究院有限公司

能源转型背景下，能源市场已经开始了向低碳和新能源方向发生根本性改变。为了保证油气在能源行业的竞争性，油气公司坚守油气主营业务，实施“油气+低碳、负碳技术”的能源转型路径，油气工程作为支撑油气和新能源高效开发的重要手段... 详细信息

能源转型背景下，能源市场已经开始了向低碳和新能源方向发生根本性改变。为了保证油气在能源行业的竞争性，油气公司坚守油气主营业务，实施“油气+低碳、负碳技术”的能源转型路径，油气工程作为支撑油气和新能源高效开发的重要手段，机遇与挑战并存。在总结能源转型发展形势及其对油气工程技术创新影响的基础上，分析了油气工程技术创新发展新方向。结合我国油气行业发展面临的挑战，提出了技术研发由经济效益驱动向价值驱动转变、持续加强降本增效技术推广应用力度、强化低碳油气工程技术的研发、分类施策推动油气与新能源的深入融合、注重技术创新管理模式的探索等发展建议。围绕这些技术创新和管理模式创新开展研究与应用，尽快形成我国油气工程新型技术创新与管理创新体系，对于提升油气行业竞争力具有重要意义。

关键词：能源转型油气工程技术创新绿色低碳发展对策

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高性能水基钻井液处理剂研究进展及发展趋势

化学通报 2024年第7期 831-837页

作者：宋兆辉中石化石油工程技术研究院有限公司

钻井液是石油钻井工程的“血液”,具有清洁井眼、保护钻具、稳定井壁和平衡地层压力等重要作用。本文综述了高性能水基钻井液处理剂的研究进展，主要包括抑制剂、润滑剂、包被剂和降滤失剂，包含了国内外的最新研究成果，也涉及国外油... 详细信息

钻井液是石油钻井工程的“血液”,具有清洁井眼、保护钻具、稳定井壁和平衡地层压力等重要作用。本文综述了高性能水基钻井液处理剂的研究进展，主要包括抑制剂、润滑剂、包被剂和降滤失剂，包含了国内外的最新研究成果，也涉及国外油服公司和化学品公司在工程现场已经规模应用的先进产品。最后在现有高性能水基钻井液处理剂研究及应用的基础上，对其发展趋势进行了展望。

关键词：水基钻井液抑制剂润滑剂包被剂降滤失剂

考虑固相颗粒分布的裂缝应力敏感行为实验研究

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石油钻探技术 2024年

作者：赵向阳中石化石油工程技术研究院有限公司

致密油气藏分布广泛，资源量十分丰富，裂缝提供了重要的流体渗流通道，裂缝应力敏感损害是该类油气藏重要的储层损害方式。本研究设计了固相颗粒分布对裂缝应力敏感行为的实验方案，开展无固相颗粒的裂缝岩样和有固相颗粒分布的裂缝岩... 详细信息

致密油气藏分布广泛，资源量十分丰富，裂缝提供了重要的流体渗流通道，裂缝应力敏感损害是该类油气藏重要的储层损害方式。本研究设计了固相颗粒分布对裂缝应力敏感行为的实验方案，开展无固相颗粒的裂缝岩样和有固相颗粒分布的裂缝岩样的应力敏感行为的实验研究。实验结果表明，围压作用下的固相颗粒能够有效减弱裂缝的应力敏感性，同时，固相颗粒的浓度和铺置方式等因素对裂缝的应力敏感性具有一定的影响。裂缝岩样应力敏感程度序列：无固相侵入>全铺低浓度陶粒（70/140目）>全铺中等浓度陶粒（70/140目）>全铺高浓度陶粒（70/140目）>半缝中等浓度陶粒（70/140目）>高导流铺置陶粒（70/140目），为裂缝应力敏感损害防控提供了依据。

关键词：裂缝性储层固相颗粒应力敏感性颗粒浓度颗粒铺置方式

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干热岩超高温防衰退水泥浆体系及应用

钻井液与完井液 2024年第1期41卷 92-97页

作者：肖京男李小江周仕明魏浩光杨红歧中石化石油工程技术研究院有限公司北京102200

干热岩长期高温导致水泥石强度衰退,易造成套管挤毁或窜流,严重影响钻井的安全。针对200℃以上常规加砂水泥石强度衰退难题,基于硅铝键结合增强效应,通过优化水泥物相组成,开发了超高温增强材料SCKL,可以满足210~300℃下固井要求,不仅... 详细信息

干热岩长期高温导致水泥石强度衰退,易造成套管挤毁或窜流,严重影响钻井的安全。针对200℃以上常规加砂水泥石强度衰退难题,基于硅铝键结合增强效应,通过优化水泥物相组成,开发了超高温增强材料SCKL,可以满足210~300℃下固井要求,不仅抑制了水泥石强度衰退,且促进了水泥石强度长期发育,300℃、48 h的抗压强度为18.2 MPa,30 d抗压强度高达23.2 MPa,探索了超高温增强材料对水泥石微观结构的影响,揭示了超高温水泥石微观作用机制。研选了温度广谱型缓凝剂,开发了大温差防衰退水泥浆体系,可以满足干热岩100℃温差下安全固井需求,并在青海共和盆地成功应用5口井,固井质量均为优质,为干热岩井筒水泥环密封完整性提供了安全保障。

关键词：干热岩固井强度衰退超高温

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超分子凝胶封堵剂及其封堵机制

中国石油大学学报(自然科学版) 2024年

作者：杨景斌白英睿孙金声吕开河刘凡朱跃成中国石油大学(华东)石油工程学院中国石油集团工程技术研究院有限公司

为解决油气钻采过程中恶性漏失气层的钻井液漏失问题，采用胶束共聚法制备一种基于疏水缔合作用的超分子凝胶封堵剂，应用于油气钻采过程中封堵地层中的裂缝和孔隙。该封堵剂由丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八烷基酯、十二烷基硫酸钠等单体通... 详细信息

为解决油气钻采过程中恶性漏失气层的钻井液漏失问题，采用胶束共聚法制备一种基于疏水缔合作用的超分子凝胶封堵剂，应用于油气钻采过程中封堵地层中的裂缝和孔隙。该封堵剂由丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八烷基酯、十二烷基硫酸钠等单体通过自由基聚合形成。根据油气钻采过程中对封堵材料的要求，对超分子凝胶的成胶时间、流变性、溶胀性、力学性能以及封堵性能等进行室内评价。结果表明：超分子凝胶封堵剂的成胶时间可控，在一定剪切应变和扫描频率范围内具有优异的黏弹性恢复能力，在压缩量接近87%时，压缩应力达到1.43 MPa；超分子凝胶的溶胀性能良好，其溶胀过程为非Fickian扩散型，溶胀过程除水分子扩散外，受凝胶网络及高分子链段弛豫、水分子与高分子网络间及高分子网络基团间相互作用等因素的影响较大；超分子凝胶具有较强的地层黏结能力，封堵性能良好，封堵率大于95%，能有效降低漏失、提高封堵效果，适用于非均质、恶性漏失层的长效封堵。

关键词：超分子凝胶封堵剂流变性能溶胀性能封堵效果

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深层超深层钻井液技术研究进展与展望

石油勘探与开发 2024年

作者：孙金声杨景斌白英睿吕开河刘锋报中国石油大学(华东)石油工程学院中国石油集团工程技术研究院有限公司

系统论述目前国内外深层超深层钻井液技术研究进展，分析存在的关键问题并提出未来发展方向。针对深层超深层复杂油气钻井过程中面临的高温高压高应力、裂缝发育、井壁失稳、钻井液漏失等问题，国内外学者研发了深层超深层抗高温高盐水... 详细信息

系统论述目前国内外深层超深层钻井液技术研究进展，分析存在的关键问题并提出未来发展方向。针对深层超深层复杂油气钻井过程中面临的高温高压高应力、裂缝发育、井壁失稳、钻井液漏失等问题，国内外学者研发了深层超深层抗高温高盐水基钻井液技术、抗高温油基/合成基钻井液技术、储层保护钻井液技术以及钻井液防漏堵漏技术，但仍存在抗高温高压和高应力能力不足、井壁易失稳以及钻井液漏失严重等关键问题。由此提出未来深层超深层钻井液技术的发展方向：(1)抗高温高盐水基钻井液技术需致力于提升高温稳定性，改进流变性能，强化滤失量控制，提高与地层的相容性。(2)抗高温油基/合成基钻井液技术需在高温稳定剂、流型调节剂等低毒易降解的环保型添加剂和相关配套技术方面进一步攻关。(3)储层保护钻井液技术应致力于新型高性能添加剂和材料的研究，通过引入先进的传感器网络和人工智能算法，完善实时监测技术。(4)钻井液防漏堵漏技术应更加注重智能化技术的集成与应用、高性能堵漏材料的研发与应用、多元化堵漏技术与方法的探索以及环境保护与安全生产意识的提高。

关键词：深层超深层钻井抗高温钻井液储层保护钻井液防漏堵漏安全环保技术展望

水基钻井液封堵理论和材料研究现状及发展趋势

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化工进展 2024年

作者：黄宁孙金声刘敬平吕开河王宗轮邓雪菲中国石油大学(华东)石油工程学院中国石油集团工程技术研究院有限公司

地层孔隙、微裂缝、裂缝发育，导致井壁坍塌频发，严重阻碍了安全、高效钻井。封堵理论的成熟性是研发高性能封堵剂的重要保证。通过封堵剂高效封堵孔隙、微裂缝及裂缝，是稳定井壁的关键。本文综述了不同封堵理论（刚性封堵理论、柔性... 详细信息

地层孔隙、微裂缝、裂缝发育，导致井壁坍塌频发，严重阻碍了安全、高效钻井。封堵理论的成熟性是研发高性能封堵剂的重要保证。通过封堵剂高效封堵孔隙、微裂缝及裂缝，是稳定井壁的关键。本文综述了不同封堵理论（刚性封堵理论、柔性封堵理论、成膜封堵理论）以及各类封堵材料（沥青类、聚合醇类、硅酸盐类、纳米材料类）研究现状，指出了现有封堵理论和封堵材料所存在的不足，总结了目前封堵理论及封堵材料研发面临的难点，并提出应通过数值模拟等方法深入研究储层孔喉尺寸分布规律以及储层形貌结构，且应试图从树枝状聚合物、刚性外壳与柔性内核复合材料、生物质基纳米材料改性沥青、纳米材料分散稳定性等方面开展研发高效封堵材料的发展趋势。

关键词：水基钻井液封堵理论封堵材料研究现状发展趋势