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深层致密气地质工程一体化实践——以川西须家河组为例

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中国石油勘探 2024年第3期29卷 21-30页

作者：林永茂雷炜缪尉杰中国石化西南油气分公司四川省成都市610095 中国石化西南油气分公司石油工程技术研究院四川省德阳市618000

川西新场—合兴场须家河组天然气资源丰富,中国石化探区保有探明地质储量超1700×10^(8)m^(3),储层具有气藏埋藏深(4500~5500m)、地层压力高(压力系数为1.4~1.7)、地层破裂压力高(110~165MPa)、特低孔隙度(平均孔隙度为3.7%)、特低渗透... 详细信息

川西新场—合兴场须家河组天然气资源丰富,中国石化探区保有探明地质储量超1700×10^(8)m^(3),储层具有气藏埋藏深(4500~5500m)、地层压力高(压力系数为1.4~1.7)、地层破裂压力高(110~165MPa)、特低孔隙度(平均孔隙度为3.7%)、特低渗透率(平均渗透率为0.07mD)的“一深两高两低”特点,为天然气成藏地质理论认识及高效开发带来了多重挑战,制约了气藏的勘探开发进程。以地质工程一体化融合实践为攻关思路,深化致密砂岩气输导体成藏认识,明确成藏机理及富集高产规律,以地质甜点发育模式深入解剖为切入点,阐明气藏甜点形成机制,建立甜点地质模式,抓住裂缝和储层地震精细刻画和定量预测技术、优化钻井及储层改造等关键技术,开展地质—地球物理—钻完井关键技术的地质工程一体化协同攻关与技术—经济一体化目标实践,技术序列的成功应用支撑气田规模上产,已累计新建产能超10×10^(8)m^(3),保障合兴场气田新增探明地质储量超1300×10^(8)m^(3),进一步证实了地质工程一体化是低品位气藏有效开发的必经之路,推动了川西须家河组气藏的效益开发进程,为致密难动用储量,特别是深层致密气的勘探开发提供借鉴。

关键词：川西须家河组气藏致密砂岩地质工程一体化效益开发

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污水中氨氮的去除方法综述

中国科技期刊数据库工业A 2024年第4期 0157-0160页

作者：郭乙玲刘俊邱林青中石化西南石油工程有限公司油田工程服务分公司西南环保中心四川德阳618000

探讨氨氮在污水中的形态及其处理方法,分析这些方法的原理和优劣势。氨氮去除主要包括化学法、物理法和生物法。在化学法中,关注折点氯化法、鸟粪石沉淀法和湿式催化氧化法。物理法包括空气吹脱法、沸石离子交换法和液膜法。生物法则包... 详细信息

探讨氨氮在污水中的形态及其处理方法,分析这些方法的原理和优劣势。氨氮去除主要包括化学法、物理法和生物法。在化学法中,关注折点氯化法、鸟粪石沉淀法和湿式催化氧化法。物理法包括空气吹脱法、沸石离子交换法和液膜法。生物法则包括硝化-反硝化法、厌氧氨氧化法和强氧化好氧生物处理法。每种氨氮污水处理技术都有其独特的优点和限制,通常需要采用多种技术的组合进行联合处理。这些联合处理方法包括沸石-化学沉淀、吹脱-离子交换、氨吹脱与氨氮分离膜处理,以及磷酸盐沉淀结合折点氯化法等。实际应用中根据污水氨氮的含量,选择更适合的处理方法,达到更好的处理效果,减少运行成本,促进资源化。

关键词：氨氮废水处理方法联合处理

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石油钻井设备常用密封方式解析

设备管理与维修 2024年第14期 164-166页

作者：李培湛中石化西南石油工程有限公司油田工程服务分公司西南石油机械厂四川绵阳621000

掌握石油钻井设备各类密封面的密封机理,是设备设计与维修保养过程中的重要内容。结合实践经验,总结梳理钻井设备常见的密封失效形式及维修要点。

关键词：石油钻井机械密封方式维修保养

基于Stacking集成学习的机械钻速预测方法

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石油机械 2024年第5期52卷 17-24,52页

作者：高云伟罗利民薛凤龙刘洋严昊郑双进中石化江汉石油工程有限公司页岩气开采技术服务公司中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司长江大学石油工程学院

机械钻速是评估石油天然气钻井作业效率的重要指标。为准确预测新疆工区某油田钻井机械钻速,基于该工区的历史钻井数据,利用局部离群因子检测算法对数据进行预处理,建立了基于Stacking集成学习的机械钻速预测模型,该模型通过Stacking集... 详细信息

机械钻速是评估石油天然气钻井作业效率的重要指标。为准确预测新疆工区某油田钻井机械钻速,基于该工区的历史钻井数据,利用局部离群因子检测算法对数据进行预处理,建立了基于Stacking集成学习的机械钻速预测模型,该模型通过Stacking集成策略融合K近邻算法(KNN)、支持向量机算法(SVM)和随机森林算法(RF)进行预测验证。预测验证结果显示,分类准确度不高。运用遗传算法进行各基础模型参数优化。优化后,基于KNN、SVM、RF及Stacking集成4种算法,预测机械钻速准确率分别为73.7%、78.9%、81.6%及97.4%,其中Stacking集成模型预测准确率最高。基于Stacking集成学习的机械钻速预测方法开发了机械钻速预测软件,运用软件预测其他2套施工参数下的机械钻速,结果表明,预测机械钻速与实际机械钻速一致,且性能稳定,表明该模型拥有较强的泛化性和较高的预测精度。该智能算法可为新疆工区的该油田机械钻速预测与钻井施工参数优化提供一种新手段。

关键词：机械钻速预测模型 Stacking集成学习机器学习施工参数优化预测验证

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冲击螺杆钻具结构设计与参数优化

石油机械 2024年第4期52卷 49-55页

作者：姜华李军张鹏翔汪伟查春青中国石油大学(北京)石油工程学院中石化华东石油工程有限公司中石油西部钻探吐哈钻井公司北京工业大学材料与制造学部

为了高效钻进硬岩地层,将螺杆钻具的大扭矩与轴向冲击工具的高频低幅冲击特性相结合,研制了一种冲击螺杆钻具。在工具结构原理讨论的基础上,建立了轴向冲击短节的冲锤运动控制方程,分析了冲锤的运动特性,并以工具冲击功和最大能量利用... 详细信息

为了高效钻进硬岩地层,将螺杆钻具的大扭矩与轴向冲击工具的高频低幅冲击特性相结合,研制了一种冲击螺杆钻具。在工具结构原理讨论的基础上,建立了轴向冲击短节的冲锤运动控制方程,分析了冲锤的运动特性,并以工具冲击功和最大能量利用率为评价指标,采用正交试验方法对主要工具结构参数进行了优化研究。研究结果表明:冲锤往复运动过程为加速度逐渐减小的非线性加速运动,节流喷嘴直径和冲锤运动行程是影响冲击功的主要因素,而冲锤质量、承压面积和腔体通孔面积是次要因素。节流喷嘴直径和冲锤承压面积是影响最大能量利用率的主要因素;而冲锤运动行程、冲锤质量和腔体通孔面积是次要因素。所得结论可为对冲击螺杆钻具的进一步优化设计和现场应用提供参考。

关键词：冲击螺杆钻具运动特性正交试验冲击功最大能量利用率

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基于正交切削理论的PDC钻头切削齿动态破岩温度分布

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中国矿业 2024年第4期33卷 171-181页

作者：李波何志波梁春平张古森林伟西南石油大学机电工程学院四川成都610500 中国石油集团西部钻探工程有限公司玉门钻井分公司甘肃酒泉735000 中石化中原石油工程有限公司管具公司河南濮阳457300

在油气钻探过程中,PDC钻头的动态破岩行为表现出高度的非线性特性,这一过程涉及复杂的位移场与温度场的耦合问题。在切削过程中,由摩擦产生的热量在切削齿上积聚,导致切削系统的温度显著上升。过高的温度会加速切削齿的磨损,甚至可能导... 详细信息

在油气钻探过程中,PDC钻头的动态破岩行为表现出高度的非线性特性,这一过程涉及复杂的位移场与温度场的耦合问题。在切削过程中,由摩擦产生的热量在切削齿上积聚,导致切削系统的温度显著上升。过高的温度会加速切削齿的磨损,甚至可能导致切削齿失效,从而对钻井效率产生负面影响并增加钻井成本。为了预测和分析PDC钻头切削齿破岩过程中的温度分布规律,并揭示其动态破岩特性,基于正交切削理论和岩石弹塑性力学,构建三维耦合位移场-温度场模型,用以模拟PDC钻头切削齿在破岩过程中的非线性动力学行为,分析不同切削参数和结构参数下切削力的大小和温度分布规律。研究结果表明:切削齿的高温区位于切削刃附近的椭圆区域内,且角度在以切削刃为中心的90°~230°范围内;最佳的切削深度为0.001 m,前倾角优选为7.5°。此类参数设定可降低切削齿的磨损,同时避免高温失效,从而最小化切削力和最高温度。本文所提方法为研究PDC钻头整体结构设计和切削齿热损伤提供了理论依据和分析方法,使设计出的PDC钻头对复杂地层具有更好的适应性。

关键词：油气钻探 PDC钻头正交切削切削力温度分布

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亲油水泥浆界面封隔性能评价研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2024年第1期46卷 115-125页

作者：黄盛周灿李早元杨川刘洋油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学四川成都610500 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司四川成都610052

页岩气井油基钻井液条件下固井时,套管与井壁表面附着油膜或油基钻井液易导致水泥环界面封隔能力下降,形成窜流通道,影响后期增产改造作业。虽然前置液能有效提高界面润湿反转,但受用量、冲洗效率等因素限制,界面仍会出现油膜附着情况... 详细信息

页岩气井油基钻井液条件下固井时,套管与井壁表面附着油膜或油基钻井液易导致水泥环界面封隔能力下降,形成窜流通道,影响后期增产改造作业。虽然前置液能有效提高界面润湿反转,但受用量、冲洗效率等因素限制,界面仍会出现油膜附着情况。为此,在水泥浆中加入亲油表面活性剂,制备形成亲油水泥浆,赋予水泥环亲油能力。采用接触角、剪切胶结强度、界面水力封隔测试等评价了亲油水泥石的亲油能力及界面封隔效果。研究发现,非极性溶剂在亲油水泥石表面接触角远低于常规水泥石表面,具备良好的亲油性能;亲油水泥石与含白油、油基钻井液的套管、页岩岩芯胶结后,一、二界面抗流体窜流压力分别提升500%和400%,胶结强度分别提高205%和122%;亲油表面活性剂的加入不会对水泥水化程度、水泥浆工程性能及水泥石力学性能产生负面影响。结果表明,亲油表面活性剂掺入后可有效提高水泥环与含油界面的封隔能力,具备提高油基钻井液条件下水泥环套管地层界面胶结与封隔性能的潜力。

关键词：页岩气固井界面封隔油基钻井液表面活性剂

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顺北油气田超深井尾管固井技术研究

中国石油和化工标准与质量 2024年第4期44卷 171-173页

作者：钟文力覃勇张凯敏万胜向柏林中石化西南石油工程有限公司固井分公司四川德阳618000

针对顺北油气田三开钻遇地层承压能力低、固井一次性封固段长、尾管固井质量不理想等难点。通过套管下入技术、窄压力窗口固井工艺、优选水泥浆体系等技术措施,形成顺北油气田超深井尾管固井技术,在该区3口井177.8mm油层尾管固井中进行... 详细信息

针对顺北油气田三开钻遇地层承压能力低、固井一次性封固段长、尾管固井质量不理想等难点。通过套管下入技术、窄压力窗口固井工艺、优选水泥浆体系等技术措施,形成顺北油气田超深井尾管固井技术,在该区3口井177.8mm油层尾管固井中进行应用,全部实现了水泥浆完全封固环空,较好地解决了固井质量差问题。研究与应用结果表明,顺北油气田超深井尾管固井技术效果显著,为该区固井提供了技术保障。

关键词：顺北油气田尾管固井长封固窄压力窗口

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电子趾端压裂滑套的研制与试验

石油机械 2024年第6期52卷 103-108页

作者：刘奔中石化石油工程技术研究院有限公司北京市昌平区102206

趾端压裂滑套代替连续管射孔用于水平井首段压裂施工具有较高的经济效益。针对常规趾端滑套难以满足开启压力窗口范围较窄的油气井首段压裂问题,研发了一种电子趾端滑套。采用特殊设计的低成本锁定与开启控制系统,通过定制的压力波形实... 详细信息

趾端压裂滑套代替连续管射孔用于水平井首段压裂施工具有较高的经济效益。针对常规趾端滑套难以满足开启压力窗口范围较窄的油气井首段压裂问题,研发了一种电子趾端滑套。采用特殊设计的低成本锁定与开启控制系统,通过定制的压力波形实现远程触发开启,可以有效避免滑套在施工过程中与压力相关的风险,开展了电子趾端滑套结构及功能设计,并对其压力信号采集精度、整体能耗和开启性能进行了地面测试。研究结果表明:压力采集精度受密封件摩擦影响,在50 MPa以上高压时,采集压力与实际压力差值稳定在3 MPa左右;电子趾端滑套在150℃环境下持续工作电流只需9 mA,整机能耗为216 mA·h/d;在地面试验中,电子趾端滑套能够成功识别压力波形信号并解锁电磁式液压锁,试验最高压力达到98 MPa。研究结果可为深层、超长水平段油气开发提供选择。

关键词：压裂工具趾端滑套电子滑套压力信号电磁式液压锁