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复兴地区页岩气井油基钻井液井壁稳定和防漏堵漏技术

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钻井液与完井液 2024年第3期41卷 305-317页

作者：周忠亚中国石化江汉油田分公司石油工程技术研究院武汉430035

针对复兴地区凉高山组地层漏失严重,自流井组东岳庙段溢漏同存,地层垮塌掉块,频繁憋泵蹩顶驱的问题。采用XRD衍射法对兴页L2HF井、兴页1002HF井凉高山组和自流井组东岳庙段地层的岩石进行矿物组成分析,使用微观SEM扫描电镜对该地层岩石... 详细信息

针对复兴地区凉高山组地层漏失严重,自流井组东岳庙段溢漏同存,地层垮塌掉块,频繁憋泵蹩顶驱的问题。采用XRD衍射法对兴页L2HF井、兴页1002HF井凉高山组和自流井组东岳庙段地层的岩石进行矿物组成分析,使用微观SEM扫描电镜对该地层岩石进行了微观形貌分析,再结合现场情况总结了复兴地区井壁失稳和地层漏失机理。通过提高钻井液的乳化稳定性、降摩减阻和多重封堵性能,形成复兴地区页岩气井油基钻井液井壁稳定技术,该钻井液体系满足封堵性PPA小于2 mL,填砂管侵入深度小于2 cm;基于压裂砂堵效应,通过优选和研制了复合堵漏剂、诱导剂、悬浮剂,形成复兴地区程序法“控滤失”模拟砂堵防漏堵漏技术,堵漏浆体系可承压能力高达7 MPa,更适合应用于多裂缝地层。油基钻井液井壁稳定和防漏堵漏技术在兴页某-1井进行现场应用,相对于使用高密度柴油基钻井液体系的兴页某-2井,优化后钻井液体系的黏度和切力更低,润滑减阻性能更强,漏失和地层失稳等复杂情况明显减少。

关键词：油基钻井液垮塌失稳地层漏失封堵防漏技术多重封堵技术

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地震叠后和叠前混合驱动下的页岩油储层多尺度裂缝预测方法

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2830-2849页

作者：陈刚李世昌宋斯宇李映艳何吉祥唐廷明朱福玉赵杨卢明辉非常规油气科学技术研究院中国石油大学(北京)北京102249 中国石油新疆油田公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000 中国石油勘探开发研究院北京100083

不同尺度、不同类型的天然裂缝的系统性表征有利于识别优质储层、改进开发效果.建立可靠的多尺度裂缝模型是提高页岩油储层钻遇率的重要依据,其关键在于精细预测小尺度裂缝的空间分布,指导钻井钻进和压裂过程.然而,基于地震属性的传统... 详细信息

不同尺度、不同类型的天然裂缝的系统性表征有利于识别优质储层、改进开发效果.建立可靠的多尺度裂缝模型是提高页岩油储层钻遇率的重要依据,其关键在于精细预测小尺度裂缝的空间分布,指导钻井钻进和压裂过程.然而,基于地震属性的传统裂缝预测方法只能各自突出单一尺度的断裂,不同裂缝属性的数学独立性给综合裂缝系统的识别带来严峻挑战.我们提出一套改进的全尺度裂缝系统评估方案,其关键在于通过优化的各向异性蚁群裂缝识别算法确定小尺度裂缝的发育概率,将小尺度裂缝的发育概率与传统蚂蚁追踪产生的大尺度断层的概率进行融合,得到的综合裂缝系统可以实现全尺度裂缝的感知.详细的属性分析过程表明,方位各向异性能够精确描述微观裂缝特征.基于此,我们将各向异性分析得到的裂缝密度和裂缝走向融入蚁群追踪裂缝的各个阶段,在提高裂缝密集区搜索强度的同时,还对小断距裂缝的发育方向实现了精准刻画.针对页岩油藏的应用案例证明,根据改进方案得到的全尺度裂缝系统能够同时表征大尺度断层、小裂缝和裂缝破碎带的分布情况.研究区的成像测井结果进一步验证了小尺度裂缝预测发育方向的准确性及可靠性,能够为页岩油水平井开发部署提供理论指导.

关键词：天然裂缝页岩油储层方位各向异性多尺度裂缝蚂蚁追踪

助剂辅助稠油射频加热模拟实验及稠油温度影响因素

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大庆石油地质与开发 2024年第5期43卷 107-114页

作者：肖界先高德利王正旭董雪林中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

为了解决原始稠油储层射频加热技术存在加热距离短的技术难题,提出助剂辅助稠油射频加热技术。在介绍加热机理和工艺的基础上,设计了模拟实验系统并开展了助剂辅助稠油射频加热模拟实验并对稠油温度分布的影响因素进行了研究。结果表明... 详细信息

为了解决原始稠油储层射频加热技术存在加热距离短的技术难题,提出助剂辅助稠油射频加热技术。在介绍加热机理和工艺的基础上,设计了模拟实验系统并开展了助剂辅助稠油射频加热模拟实验并对稠油温度分布的影响因素进行了研究。结果表明:稠油样品温度随着金属镍粉末和活性炭粉末注入量的增大而升高,但金属镍粉末对稠油样品温度的影响程度较活性炭粉末更大;在助剂使用总量相同的情况下,金属镍粉末和活性炭粉末协同作用比其单独运用时稠油样品的温度更高、射频加热效果更好。研究结果对于射频加热助剂优选和提高射频加热性能提供了指导。

关键词：射频加热助剂稠油协同作用模拟实验影响因素

基于物理-数据融合的油嘴气液两相虚拟计量方法

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油气储运 2024年

作者：李庆刘洪飞金曼青张瑛梁法春中国石油规划总院中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院中国石油新疆油田公司工程技术研究院

[目的]油井产量计量是评估油井资源储量和产能的重要依据，可为资源开发和管理提供参考。井口采出介质一般为多相流体，现有物理计量方式投资过高且流程复杂，虚拟计量方式需要监测参数多，实施难度与计算成本大。[方法]采出流体通过油... 详细信息

[目的]油井产量计量是评估油井资源储量和产能的重要依据，可为资源开发和管理提供参考。井口采出介质一般为多相流体，现有物理计量方式投资过高且流程复杂，虚拟计量方式需要监测参数多，实施难度与计算成本大。[方法]采出流体通过油嘴节流后将产生温降与压降，为了提升单井虚拟计量系统的准确性和改善系统维护的便捷性，融合压差波动特征与温差信号提出油嘴节流实现油气计量新方法。推导建立了耦合差压、流量、质量含气率的油嘴节流流量机理方程。以节流温差、压差均值、标准差等9个特征为输入参数构建深度神经网络，通过数据驱动实现质量含气率的反演预测。以10 mm真实油嘴为测试对象，在气液两相流环道上开展试验测试，试验气相折算速度范围1.73～12.09 m/s，液相折算速度范围0.03～0.35 m/s，测试流型包括分层流、波浪流、段塞流以及环状流。[结果]流量计量方程含气率适应范围0～100%，且不受流型、气液流速、系统压力变化等影响，质量含气率及流量计量误差均低于±10%。[结论]基于物理-数据融合的油嘴气液两相虚拟计量方法仅依赖于油嘴现有温度、压力测量系统即可实现气液流量的虚拟计量，无需储藏、井筒以及集输管网信息，无需额外测量仪表投入，且数据采集和建模成本低，具有广阔的推广应用前景。

关键词：油嘴气液两相流流量计量差压温差深度神经网络

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不同油田废弃井型转地热开发规律与参数

华南师范大学学报（自然科学版） 2024年第4期56卷 27-38页

作者：石宇彭俊岚孙文超张宏源刘斌李冰西南交通大学地球科学与工程学院成都611756 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

为解决传统地下热水直接利用方式存在的潜在地质灾害和环境污染等问题,提出了一种“取热不取水”的、以同轴套管换热系统为关键系统的新型地热开发方式,建立了直井与多分支井同轴套管闭式换热系统数值模型,对比分析取热效果并开展了参... 详细信息

为解决传统地下热水直接利用方式存在的潜在地质灾害和环境污染等问题,提出了一种“取热不取水”的、以同轴套管换热系统为关键系统的新型地热开发方式,建立了直井与多分支井同轴套管闭式换热系统数值模型,对比分析取热效果并开展了参数敏感性分析。结果表明:相同条件下,多分支井系统较直井系统具有更高的出口温度和取热功率,但导致注入压力显著上升。两种井型对于各参数的响应基本一致,仅程度不同,其中注入温度、流量、保温管长度、地层和水泥导热系数会显著影响系统的取热效果。该结果对深层地热开采的井型选择具有指导意义。

关键词：地热能同轴套管换热器多分支井数值模拟

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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

垂直井内上击器解卡过程中钻柱振动数学模型的建立与求解及动态解卡力分析

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振动与冲击 2024年第20期43卷 62-74页

作者：魏强李子丰张杰燕山大学车辆与能源学院河北秦皇岛066004 中国石油集团工程材料研究院有限公司西安710077

对于油气井内解卡过程中的钻柱振动情况及动态解卡力,目前还没有有效的分析方法。该研究建立了垂直井内上击器解卡过程中考虑钻井流体阻尼的钻柱振动数学模型,并进行了求解,分析了几个主要因素对动态解卡力的影响。首先,介绍了上击器解... 详细信息

对于油气井内解卡过程中的钻柱振动情况及动态解卡力,目前还没有有效的分析方法。该研究建立了垂直井内上击器解卡过程中考虑钻井流体阻尼的钻柱振动数学模型,并进行了求解,分析了几个主要因素对动态解卡力的影响。首先,介绍了上击器解卡过程中钻柱振动的三个阶段:(1)拉伸储能阶段,对钻柱进行静力学分析;(2)泄压阶段,结合拉伸储能阶段的计算结果,通过特征函数展开法与拉普拉斯变换求解了泄压阶段的钻柱振动数学模型;(3)撞击阶段,引入了将钻柱-钻柱轴向撞击的强非线性问题转化为多段钻柱振动的线性问题的求解思路,通过紧差分方法对撞击阶段的钻柱振动数学模型进行求解,获得了钻柱中的弹性波传播规律以及动态解卡力。其次,建立了与三个阶段相应的数学模型并求解。然后,采用该模型计算了无阻尼情况下的荷载场与动态解卡力,经低通滤波处理后的计算结果与相应条件下的解析解以及ABAQUS软件所得结果均有较好的吻合,验证了该工况下解法的准确性。最后,分析了震击启动拉力、上击器位置、钻井流体黏度、以及芯轴有效距离对动态解卡力的影响。所得结论对使用震击解卡的作业过程具有一定的指导意义。

关键词：卡钻解卡上击器管柱-管柱轴向撞击钻柱振动数学模型钻井流体阻尼动态解卡力

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无线钻井参数监测系统的研制与应用

石油和化工设备 2024年第10期27卷 73-75页

作者：赵强中国石油大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院黑龙江大庆163000

为了实时监测、记录钻井过程中的各项参数,通过科研技术攻关,攻克无线传输、数据高效处理等关键技术,研制了无线钻井参数监测系统,该系统主要由数据采集单元、供电单元、无线通讯单元、数据处理单元、人机交互单元组成,具有适应环境能... 详细信息

为了实时监测、记录钻井过程中的各项参数,通过科研技术攻关,攻克无线传输、数据高效处理等关键技术,研制了无线钻井参数监测系统,该系统主要由数据采集单元、供电单元、无线通讯单元、数据处理单元、人机交互单元组成,具有适应环境能力高、抗干扰能力强的特点。现场试验表明,该无线钻井参数监测系统在使用过程中运转正常、性能可靠、效果良好,达到了预期设计目标。

关键词：无线钻井参数监测

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陆相断陷湖盆页岩油开发技术迭代与发展方向

石油勘探与开发 2024年第4期51卷 865-877页

作者：孙焕泉王海涛杨勇吕琦张峰刘祖鹏吕晶陈天成蒋廷学赵培荣吴世成中国石油化工集团有限公司北京100728 中国石化石油勘探开发研究院北京102206 中国石化胜利油田分公司山东东营257000 中国石化油田勘探开发事业部北京100728 中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206

对比、借鉴美国页岩油开发钻井技术、压裂技术、井网部署模式迭代历程及成效,围绕济阳陆相断陷湖盆页岩油地质特点和开发难点,通过开发技术、钻井技术和压裂技术的创新、迭代,初步形成了适合陆相断陷湖盆页岩油地质特征的开发技术体系,... 详细信息

对比、借鉴美国页岩油开发钻井技术、压裂技术、井网部署模式迭代历程及成效,围绕济阳陆相断陷湖盆页岩油地质特点和开发难点,通过开发技术、钻井技术和压裂技术的创新、迭代,初步形成了适合陆相断陷湖盆页岩油地质特征的开发技术体系,支撑了页岩油产量快速增长,降低了开发投资成本。通过与美国页岩油开发技术对比,提出了陆相断陷湖盆页岩油开发技术迭代的发展方向:持续强化整体立体开发,提高工程技术精细程度,完善工程技术指标体系,加快工程装备智能优化,探索应用复杂结构井,形成从设计到实施的全流程一体化质量管理体系,不断创新陆相断陷湖盆页岩油开发理念与技术,推动实现陆相断陷湖盆页岩油规模效益开发和高质量发展。

关键词：页岩油陆相断陷湖盆济阳坳陷钻井压裂开发技术迭代发展方向