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基于多录井参数特征同步的溢流事故监测研究

应用数学和力学 2024年

作者：陈青黄志强孔祥伟何弦桀徐洲安果涛长江大学石油工程学院长江大学油气钻完井技术国家工程研究中心中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院

依据录井参数进行溢流事故的判断十分依赖坐岗人员的经验，且现场采集的综合录井参数信噪严重，参数变化特征不明显，溢流监测准确率低。通过低通滤波处理和局部加权线性回归，去除现场综合录井参数曲线的高频信号和低频信噪，经归一化... 详细信息

依据录井参数进行溢流事故的判断十分依赖坐岗人员的经验，且现场采集的综合录井参数信噪严重，参数变化特征不明显，溢流监测准确率低。通过低通滤波处理和局部加权线性回归，去除现场综合录井参数曲线的高频信号和低频信噪，经归一化处理，得到了多参数同步的溢流识别方法，并结合GCN图形匹配和BRNN双向传递的特点，建立GCN-BRNN相融合的模型，提高了溢流事故监测的准确率。结果表明，通过局部加权线性回归处理后能够使曲线变化特征更加明显，且归一化后的多参数同步监测比单一参数监测的准确率更高；以川西某井的综合录井数据为例进行溢流识别测试，与原先模型相比，结合后的模型溢流识别准确率更高，可达到85%；储层特征会影响录井参数的采集精度，储层分布结构越均匀、性质越稳定，溢流监测的准确率越高。经JT井现场应用，溢流事故识别准确率≥89%，实际溢流风险与模型识别结果一致。该方法能有效处理多源信息间的冲突，提高溢流监测的识别精度，对现场结合录井参数的溢流事故监测方法具有指导意义。

关键词：钻井溢流监测参数特征滤波去噪局部加权线性回归神经网络

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集束连续管井口悬挂分流装置的研究与应用

石油机械 2024年第4期52卷 103-109页

作者：吕维平刘家炜孙国玉付悦张正徐铖洋中石油江汉机械研究所有限公司中国石油川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司长江大学机械工程学院

集束连续管作为油气生产管柱,利用自身多通道独立工作的特点,可以开展两气合采生产作业,实现同一口井多储层高效开采,尤其对储层物性差异大的地层开发优势显著。针对现有常规井口大通径管柱悬挂配套复杂、适用范围受限、同时需兼顾导流... 详细信息

集束连续管作为油气生产管柱,利用自身多通道独立工作的特点,可以开展两气合采生产作业,实现同一口井多储层高效开采,尤其对储层物性差异大的地层开发优势显著。针对现有常规井口大通径管柱悬挂配套复杂、适用范围受限、同时需兼顾导流及密封的问题,采用多瓣式卡瓦悬挂结构,配合专用分流组件,研制了一种基于集束连续管两气合采工艺的井口装置。该装置具备井口悬挂和分流密封功能,解决了集束连续管2根内管与四通阀旁通中心基准面方向不一致的难题。室内试验和现场应用结果表明:集束连续管悬挂分流装置可以完成规定的测试内容,能够实现集束连续管在井口的悬挂和分流道控制,满足现场应用的要求。研究结果可为两气合采完井提供可行性保证施工的安全性,有助于完善集束连续管两气合采工艺的应用和推广。

关键词：集束连续管井口悬挂防喷器分流两气合采

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PDC钻头数字化选型技术及软件开发

石油机械 2024年第5期52卷 9-16页

作者：任海涛王新东张昕杨迎新苏涛王柏辉周广静西南石油大学机电工程学院四川省钻井破岩与钻头工程技术研究中心中国石油集团西部钻探工程有限公司工程技术研究院中国石油集团西部钻探工程有限公司管具与井控技术服务分公司

钻井过程中产生大量与地层、钻头相关的工程数据,利用大数据分析技术优选钻头能用于指导钻头的选型、设计和使用,可使钻头的选用从依赖厂家和经验,转向依据科学的结构特征分析和大数据优选。通过开展PDC钻头结构特征数字化方法研究,建... 详细信息

钻井过程中产生大量与地层、钻头相关的工程数据,利用大数据分析技术优选钻头能用于指导钻头的选型、设计和使用,可使钻头的选用从依赖厂家和经验,转向依据科学的结构特征分析和大数据优选。通过开展PDC钻头结构特征数字化方法研究,建立基于统计数据分析的钻头结构特征推荐与选型技术,形成以数据提取与效能分析、钻头结构特征数字化,以及钻头结构特征重构选型3项内容为核心的基本步骤和分析策略,在此基础上建立了一套PDC钻头数字化选型技术和配套软件。较常规钻头进尺与钻速对比分析选型方法,该技术重点考虑了结构特征对钻头使用效能的影响,体现了实钻工程数据对钻头选型的指导作用。应用该技术与软件开展了准噶尔盆地某区块PDC钻头选型,并进行实钻验证。应用结果表明,选用的钻头钻进中钻速和进尺显著提升,缩短了钻井周期。研究技术与成果有利于提升钻井服务技术水平,可为油气田数字化、智能化发展奠定基础。

关键词： PDC钻头钻头选型结构特征数字化钻井提速软件开发

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煤层气储层保护钻井液技术研究进展

天然气工业 2024年第10期44卷 182-194页

作者：白杨王路一李翔窦幻君罗平亚油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学四川省成都市610500 西南石油大学石油与天然气工程学院油气钻完井技术国家工程研究中心中国石油渤海钻探工程有限公司库尔勒分公司

中国煤层气储层具有物性复杂、非均质性强、易发生损害等特征,因此增加了煤层气钻完井过程中储层保护的难度,在一定程度上影响煤层气产能的发挥及采收率的提高。为系统总结煤层气钻井液储层保护技术的发展现状,从敏感性损害、固相侵入... 详细信息

中国煤层气储层具有物性复杂、非均质性强、易发生损害等特征,因此增加了煤层气钻完井过程中储层保护的难度,在一定程度上影响煤层气产能的发挥及采收率的提高。为系统总结煤层气钻井液储层保护技术的发展现状,从敏感性损害、固相侵入损害、表面活性剂损害3个方面对煤层气井储层损害原因进行了分析,总结了近年来煤层气储层保护钻井液技术的研究进展及适用性,最后从深层煤岩储层应力敏感损害防治、长水平段固相堵塞防治、多类型可降解处理剂研发、钻井液参数优化与维护工艺4个方面对储层保护钻井液及处理剂的发展进行了展望。研究结果表明:①中国煤岩储层具有“三低”特性,主要存在敏感性损害(应力敏感、水敏)、固相侵入损害和表面活性剂损害;②为减少煤层气储层敏感性造成的损伤,可采用增强钻井液的封堵能力、优化钻井液的抑制能力、调节钻井液密度等方式;③固相侵入损害可通过减少钻井液中固相颗粒含量、阻止固相颗粒进入地层、增强钻井液的携带能力、应用可降解处理剂等方式解决;④表面活性剂对储层的伤害不容忽视,可以使用阳离子/非离子表面活性剂防止损害发生。结论认为,钻井液储层保护技术是深层煤岩气长水平井储层损害防治的关键技术,对煤层气经济化、清洁化开发及全流程绿色高效开发具有重要意义。

关键词：煤层气储层损害敏感性损害钻井液处理剂现场应用绿色高效开发发展趋势

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油气田水平井压裂酸化技术探讨

中国石油和化工标准与质量 2024年第18期 164-166页

作者：申强中国石油集团川庆钻探工程有限公司培训中心

当下油气资源需求激增，油气田开发力度增大，水平井压裂酸化技术引起了人们的关注。许多大型油气田成功应用了水平井压裂酸化技术，实现了提质增效。但水平井压裂酸化作为一种新型技术，相关理论尚不成熟，实践经验不足，现有技术在应... 详细信息

当下油气资源需求激增，油气田开发力度增大，水平井压裂酸化技术引起了人们的关注。许多大型油气田成功应用了水平井压裂酸化技术，实现了提质增效。但水平井压裂酸化作为一种新型技术，相关理论尚不成熟，实践经验不足，现有技术在应用时还存在诸多问题。未来有关人员需结合油气田特征，继续研究水平井压裂酸化技术，构建完善的技术体系。基于此，本文重点分析了油气田水平井压裂酸化技术的类型、特点及应用，以期为实际工作提供参考与借鉴。

关键词：油气田水平井压裂酸化技术

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脉冲注水工具设计及冲蚀特性仿真研究

石油机械 2024年第1期52卷 98-108页

作者：魏凯方琼瑶孙华忠汪洋王晓燕王范油气钻采工程湖北省重点实验室(长江大学) 长江大学石油工程学院油气钻完井技术国家工程研究中心川庆钻探工程有限公司湖北省油气地质工程有限公司

为提高脉冲注水工具抗冲蚀能力,设计了一套实用可靠的脉冲注水工具。采用内部中空、无转动部件、不易藏垢的结构,应用CFD-DPM方法研究了不同开度和颗粒直径时两相流对导流孔-注水孔的冲蚀特性,分析了导流孔-注水孔的两相流和颗粒分布,... 详细信息

为提高脉冲注水工具抗冲蚀能力,设计了一套实用可靠的脉冲注水工具。采用内部中空、无转动部件、不易藏垢的结构,应用CFD-DPM方法研究了不同开度和颗粒直径时两相流对导流孔-注水孔的冲蚀特性,分析了导流孔-注水孔的两相流和颗粒分布,明确了壁面的冲蚀分布规律和粒子数随冲蚀率的变化规律。当粒径增大时,沉淀效果显著,导流孔-注水孔内壁都发生了严重的冲蚀;导流孔-注水孔的最大冲蚀值随着颗粒大小的增加而呈指数级下降;粒子数对冲蚀程度起着主导作用。研究结果表明:在小开度的情况下冲蚀程度随着颗粒直径的增加而降低;当开度较大时,冲蚀程度先降低后增加。研究结果可为低渗油藏高效注水开发提供技术支撑。

关键词：压力脉冲脉冲注水工具碟簧压降冲蚀开度

基于紧密堆积理论的深水低密度三元固相水泥浆体系

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天然气工业 2024年第2期44卷 122-131页

作者：郑少军谷怀蒙刘天乐陈宇蒋国盛王韧代天秦榜伟徐浩万涛中国地质大学工程学院岩土钻掘与防护教育部工程研究中心中国海油研究总院有限责任公司中国石油工程技术研究院有限公司中国石油渤海钻探第一录井公司

深水浅表层固井作业过程中由于海底低温导致水泥环早期力学强度发展缓慢、内部密实度不高,易引发水气窜流,进而导致固井质量低劣甚至密封失效等复杂情况。为此,采用分形特征方程对G级油井水泥、纳米CaCO_(3)(NC)和漂珠(CS)进行紧密堆积... 详细信息

深水浅表层固井作业过程中由于海底低温导致水泥环早期力学强度发展缓慢、内部密实度不高,易引发水气窜流,进而导致固井质量低劣甚至密封失效等复杂情况。为此,采用分形特征方程对G级油井水泥、纳米CaCO_(3)(NC)和漂珠(CS)进行紧密堆积,然后结合室内实验评价,优选出了一套密度为1.50 g/cm^(3)的具有低温早强性能的三元固相水泥浆体系,并利用抗压强度测试、XCT、SEM等方法对紧密堆积体系的增强机理进行了表征和分析。研究结果表明:(1)三元紧密堆积体系早期力学强度发展快速,在10℃的低温条件下,24 h抗压强度可达3.5 MPa以上;(2)相比于相同密度的NC二元体系和CS二元体系,孔隙率降低了19.10%~33.05%,抗压强度提高了7.0%~21.1%;(3) NC可以为水泥水化提供成核位点、填充细化孔隙,CS可以部分替代水而提高体系致密性,在两种材料的协同作用和紧密堆积效应下可实现早期力学强度的快速发展。结论认为,三元固相级配水泥浆体系利用紧密堆积理论发挥了3种材料的各自优势,进而实现了早期力学强度的快速发展,对于深水井表层套管固井作业防止水气窜流具有很好的理论指导意义和应用推广价值。

关键词：深水低温低密度固井水泥浆分形理论抗压强度

一种添加自交联环氧树脂乳液的防腐韧性水泥浆

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钻井液与完井液 2024年第4期41卷 522-530页

作者：王纯全严海兵邓天安刘波杨代林田发斌中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司成都610052 中国石油西南油气田公司开发事业部成都610052

酸性气体中H_(2)S和CO_(2)要与硅酸盐水化物发生反应,导致水泥石的渗透率增大、抗压强度大幅降低,使油井水泥环受到严重腐蚀,影响井筒完整性。为此,合成一种自交联环氧树脂乳液,用于增强油井水泥耐H_(2)S和CO_(2)腐蚀的能力。在H_(2)S... 详细信息

酸性气体中H_(2)S和CO_(2)要与硅酸盐水化物发生反应,导致水泥石的渗透率增大、抗压强度大幅降低,使油井水泥环受到严重腐蚀,影响井筒完整性。为此,合成一种自交联环氧树脂乳液,用于增强油井水泥耐H_(2)S和CO_(2)腐蚀的能力。在H_(2)S分压为2.0 MPa、CO_(2)分压为1.5 MPa下,对水泥石的防腐蚀性能和作用机理进行评价与分析。研究结果表明:①交联环氧树脂乳液加量增加,抗压强度增大,超过一定加量后抗压强度增加不明显甚至减小,而弹性模量降低显著,增幅逐渐减少;②自交联环氧树脂乳液能够提高油井水泥石耐H_(2)S和CO_(2)腐蚀的能力,随着自交联环氧树脂乳液加量的增大,水泥石受H_(2)S和CO_(2)的腐蚀深度、渗透率降低,抗压强度先增加后降低;③自交联环氧树脂乳液包裹水泥石的水化产物,阻隔了硅酸盐水泥石水化产物与H_(2)S和CO_(2)等酸性气体的接触,提高了水泥石对H_(2)S和CO_(2)等酸性气体的耐腐蚀能力;④自交联环氧树脂乳液防腐韧性水泥浆常规工程性能良好,固井水陈化时间、自交联环氧树脂加量、温度变化对稠化时间不敏感,现场应用可操作性强。在6口井开展了防腐韧性水泥浆试验,固井质量平均优质率达到90%以上,合格率为99%以上。结论认为,自交联环氧树脂乳液充填和成膜包裹水泥水化产物,使水泥石具有防腐韧性性能,在川东北高含硫区块具有良好的推广应用前景。

关键词：固井环氧树脂防腐韧性水泥浆高含硫自交联川东北

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基于数字孪生的油气井井喷失控抢险技术研究

钻采工艺 2024年第4期47卷 80-85页

作者：罗园中国石油川庆钻探工程有限公司井控应急救援响应中心中国石油井控应急救援响应中心国家油气田救援广汉基地

井喷失控是石油天然气工业领域的灾难性事故,尤其是高压高产高含硫井井喷失控着火后,复杂抢险环境对抢险技术、抢险装备和作业人员的安全带来了极大的挑战。将数字孪生技术应用于油气井井喷失控抢险领域,通过对失控井场、抢险机具等进... 详细信息

井喷失控是石油天然气工业领域的灾难性事故,尤其是高压高产高含硫井井喷失控着火后,复杂抢险环境对抢险技术、抢险装备和作业人员的安全带来了极大的挑战。将数字孪生技术应用于油气井井喷失控抢险领域,通过对失控井场、抢险机具等进行虚拟映射,模拟构建真实的复杂抢险环境,有助于解决井喷失控抢险的关键问题。首先分析了井喷失控抢险面临的挑战和数字孪生技术的难点,针对技术难点开展了井喷失控抢险数字孪生关键技术研究,初步形成了恶劣抢险环境大覆盖高速网络构建、抢险机具数字孪生控制、多源信息融合、井喷失控抢险决策指挥等技术,实现了井喷失控抢险技术与数字孪生技术的深度融合,并取得了一定的应用效果。最后指出该技术仍处于起步阶段,下一步将在提升恶劣抢险环境下高速网络的稳定性、抢险机具孪生控制协同性、多源信息融合模型的准确性等方面持续攻关。该技术将推动井喷失控抢险由“近井口无人化”向“信息化、智能化”转变,促进了国内陆上油气井井喷失控抢险技术的突破和提升。

关键词：井喷失控数字孪生技术井喷失控抢险孪生控制决策指挥