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基于差分进化的感应测井反演算法

计算机应用 2014年第3期34卷 911-914页

作者：熊杰邹长春长江大学电子信息学院湖北荆州434023 长江大学石油工业模型与计算技术研究所湖北荆州434023 中国地质大学地球物理与信息技术学院北京100083

针对传统感应测井线性迭代反演受初始模型影响的问题,提出一种全局寻优的差分进化感应测井非线性反演算法。利用该反演算法对不同厚度二维轴对称地层模型进行反演研究,在无噪声情况下,反演结果和模型基本一致;在叠加5%,10%和15%随机噪声... 详细信息

针对传统感应测井线性迭代反演受初始模型影响的问题,提出一种全局寻优的差分进化感应测井非线性反演算法。利用该反演算法对不同厚度二维轴对称地层模型进行反演研究,在无噪声情况下,反演结果和模型基本一致;在叠加5%,10%和15%随机噪声后,对厚储层反演结果良好,对薄储层反演结果稍差。数值实验结果表明,该反演算法具有很好的全局寻优和抗噪声能力,能有效解决感应测井传统迭代反演对初始模型依赖的问题。

关键词：差分进化算法感应测井非线性反演抗噪性

微观孔隙分形表征新方法及其在页岩储层中的应用

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天然气工业 2015年第5期35卷 52-59页

作者：李菊花郑斌 "油气资源与勘探技术"教育部重点实验室.长江大学长江大学石油工程学院

油气储层微观孔隙结构定量研究对储层评价及微观渗流具有重要意义。为此,运用分形几何原理对10组岩样CT扫描的微观孔隙结构进行定量描述,采用最小二乘法确定了微观孔隙结构的分形维数及自相似区间,指出微观孔隙结构分布具有多重分形特征... 详细信息

油气储层微观孔隙结构定量研究对储层评价及微观渗流具有重要意义。为此,运用分形几何原理对10组岩样CT扫描的微观孔隙结构进行定量描述,采用最小二乘法确定了微观孔隙结构的分形维数及自相似区间,指出微观孔隙结构分布具有多重分形特征,据此推导了微观孔隙结构的多重分形概率分布函数,并验证随机分形表征的有效性,最后应用该分形定量表征新方法研究页岩纳米孔隙微观结构,建立了页岩三维纳米微观孔隙网络模型。计算结果表明:①与单一分形描述方法相比,多重分形法将复杂微观孔隙结构分成不同自相似区间并能精确地定量表征;②与其他统计方法相比,采用建立的分形概率分布新函数随机计算产生的孔隙数据与真实储层数据吻合度高,使微观分布特征研究可以从传统描述转变为定量化计算。结论认为,该研究成果补充了传统页岩纳米孔隙的定量表征方法,为精细定量化表征微观储层结构以及三维微观孔隙网络模型的构建奠定了理论基础。

关键词：微观孔隙纳米级结构多重分形随机分布定量描述页岩方法

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页岩诱导性裂缝漏失压力动力学模型

天然气工业 2018年第3期38卷 81-86页

作者：翟晓鹏鞠鹏飞谢志涛楼一珊张艳长江大学油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室长江大学西部研究院中国石油新疆油田公司工程技术研究院

现有的诱导裂缝漏失压力模型只能判断裂缝是否开裂,无法分析裂缝开裂后裂缝宽度变化对漏失压力的影响。为此,首先建立了诱导裂缝在有效内压下裂缝宽度变化的计算方法 ;然后结合井底流体稳态扩散方程,在考虑漏失速度系数、裂缝宽度、流... 详细信息

现有的诱导裂缝漏失压力模型只能判断裂缝是否开裂,无法分析裂缝开裂后裂缝宽度变化对漏失压力的影响。为此,首先建立了诱导裂缝在有效内压下裂缝宽度变化的计算方法 ;然后结合井底流体稳态扩散方程,在考虑漏失速度系数、裂缝宽度、流体黏度、井眼半径等影响因素的基础上,建立了流体在裂隙中稳态扩散的漏失压力动力学模型;最后以四川盆地焦石坝页岩气田的岩石力学性质及现场监测漏失速度为参数,计算了漏失压力的动态变化情况。结果表明:(1)井筒液柱压力与地层压力作用下的正压差是引发诱导性裂缝漏失的主要原因,现场施工中见漏就堵人为造成裂缝扩大的方法不可取;(2)诱导性裂缝漏失压力随时间改变而发生动态变化,裂缝宽度和漏失速度随漏失压力增加而增大;(3)存在着发生严重漏失的裂缝宽度临界值,漏失压差保持不变时,裂缝宽度与漏失速度呈幂指数变化关系。结论认为,现场应用效果证明了该模型的可行性,对于页岩诱导裂缝漏失可以采用控制漏失压力的方式来减小裂缝宽度,进而达到控制漏失的效果。

关键词：页岩气钻井钻井流体诱导裂缝漏失漏失压力裂缝宽度临界值漏失量

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油气井工程多源多模态数据融合技术与展望

天然气工业 2024年第9期44卷 152-166页

作者：张菲菲王茜王学迎余义兵娄文强彭冯佳油气钻采工程湖北省重点实验室•长江大学油气钻完井技术国家工程研究中心•长江大学石油工程学院

随着油气田数字化、智能化建设的不断推进,数据量迅速增长,传统的数据融合方法已无法满足油气井工程领域对多来源、多模态数据的利用需求。为此,从油气井工程业务的角度出发,详细阐述了多来源、多模态及多领域数据的特征,并对不同类型... 详细信息

随着油气田数字化、智能化建设的不断推进,数据量迅速增长,传统的数据融合方法已无法满足油气井工程领域对多来源、多模态数据的利用需求。为此,从油气井工程业务的角度出发,详细阐述了多来源、多模态及多领域数据的特征,并对不同类型的数据融合应用场景和优缺点进行了系统分析,重点讨论了数据融合的关键技术和当前面临的挑战,最后结合空间尺度、时间尺度、边界信息和模糊信息的融合需求,提出了面临的技术挑战和解决思路。研究结果表明:(1)油气井工程领域数据具有多来源、多模态和多领域的特征,这使得数据分析和应用极为复杂和丰富;(2)从整体融合的角度出发,结合最终目标,逐步划分数据融合过程,可提高融合过程的可执行性;(3)在油气井工程行业应用数据时,应始终注重实际应用需求,通过强化数据集成、构建融合模型、开发高性能融合架构和自适应融合方法,进而推动数据融合技术的发展,以应对日益复杂的数据环境和业务需求挑战。结论认为,数据融合作为一个跨学科、跨领域的交叉学科研究问题,亟需在深度和广度上进行创新,以提升油气井工程领域数据的有效利用率,对于提升油气井工程数字化和智能化具有重要的指导作用和意义。

关键词：数据特征数据融合数据集成融合策略油气井工程油气田数字化

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高压注气管柱的设计和强度校核研究

天然气工业 2005年第3期25卷 96-98页

作者：金业权廖锐全梅平武汉大学水利水电学院长江大学石油工程学院

随着气体增压技术的发展,高压注气在油气田的应用越来越广泛,为了适应高压注气的工况,对注气管柱进行合理设计和安全性校核显得十分必要。为此,文章结合海洋某油田的一口拟高压注气井,提出了进行注气管柱的设计和强度安全性校核的方法,... 详细信息

随着气体增压技术的发展,高压注气在油气田的应用越来越广泛,为了适应高压注气的工况,对注气管柱进行合理设计和安全性校核显得十分必要。为此,文章结合海洋某油田的一口拟高压注气井,提出了进行注气管柱的设计和强度安全性校核的方法,结合注气管的受力分析和实钻井眼轨迹及实际工况,并充分考虑轴向力、外挤和内压力对注气管强度的影响,进行三轴应力强度校核。在气体压力计算方面,应该考虑封隔器的安装和注气条件下气体所产生的压力。文章提出的注气管柱设计和校核方法已在现场得到了应用。

关键词：注气井管柱设计井眼轨迹封隔器高压油田油气田校核方法增压技术强度校核

蠕变岩层地层刚度和松弛时间对套管外挤力的影响

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石油学报 2015年第10期36卷 1299-1304页

作者：翟晓鹏楼一珊曹砚峰文敏长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉434023 长江大学石油工程学院湖北武汉434023 中海油研究总院北京100027

蠕变岩层套管外挤力计算要考虑蠕变松弛时间和固井水泥环性能的共同作用,目前的计算模型没有同时考虑两者的影响,使得计算结果偏差较大。在考虑水泥环作用条件下,建立了蠕变地层下套管外挤力黏弹性模型,利用该模型研究了松弛时间、地层... 详细信息

蠕变岩层套管外挤力计算要考虑蠕变松弛时间和固井水泥环性能的共同作用,目前的计算模型没有同时考虑两者的影响,使得计算结果偏差较大。在考虑水泥环作用条件下,建立了蠕变地层下套管外挤力黏弹性模型,利用该模型研究了松弛时间、地层刚度和水泥环性能对套管外挤力的影响。研究结果显示,不考虑水泥环作用,蠕变岩层套管外挤力与无蠕变作用的套管外挤力最终值相同,考虑水泥环作用时,蠕变岩层套管外挤力取决于水泥环性能;与以往蠕变岩层套管外挤力主要受地应力与蠕变率影响的认识有所不同,影响蠕变岩层套管外挤力的主要因素还包括地层刚度和松弛时间,它们影响套管外挤力大小和峰值、稳定值变化趋势;考虑内压和水泥环作用时,所得到的蠕变岩层套管外挤力远大于SY/T5724-2008套管设计标准计算得到蠕变岩层套管外挤力,该标准中蠕变岩层套管外挤力计算方法仍然值得商榷。利用所建模型和实验结果,分别对伊拉克Missan油田和中原文中油田蠕变盐膏层段套管外挤力进行比较分析,在相同地应力和蠕变松弛时间作用下,地层刚度不同,套管外挤力相差很大,所得结论与现场情况相吻合。

关键词：蠕变地层刚度松弛时间黏滞系数套管外挤力

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井口装置和采油树标准关键指标的验证

天然气工业 2022年第S01期42卷 94-101页

作者：文志雄李美求吴清河杜柯中石油江汉机械研究所有限公司湖北省武汉市430024 长江大学

为了加强标准验证能力的建设,检验标准的科学性、正确性、适用性、合理性、先进性和可操作性,提高标准技术指标的先进性、准确性和可靠性,针对产品标准制修订工作中技术内容的验证问题,以《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油... 详细信息

为了加强标准验证能力的建设,检验标准的科学性、正确性、适用性、合理性、先进性和可操作性,提高标准技术指标的先进性、准确性和可靠性,针对产品标准制修订工作中技术内容的验证问题,以《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树:GB/T22513—2013》为实例,通过调研工程需求和制造水平,给出了增加阀门规格数据检验检测验证的方法和实施结果;总结了在石油井口标准修订过程中开展验证研究的情况,探讨了检验检测验证、变更计算方法验证等方法在标准制修订过程中的应用。研究结果表明:对于国内外标准中都没有标准化互换性数据的法兰规格,基于API建议的方法分析计算了法兰连接体在预紧、强度试验、承压使用工况的应力水平和密封垫环的密封比压应力云图,利用应力线性化方法对标称尺寸?130~?140 mm法兰连接的强度做了评定。结论认为:该项研究成果为标准制修订与检验检测的深度融合、促进标准质量水平的提升提供了案例,为制造企业、检测机构、研究单位等多方力量更好地参与标准化技术工作创新了思路;同时也为推动国家标准验证点的建设和运营提供了有益的尝试。

关键词：井口装置采油树法兰连接体实验标准化标准验证能力建设国家标准验证点

沿井筒方向变化的CO_2分压对油管服役时间的影响规律研究

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天然气工业 2017年第4期37卷 109-115页

作者：翟晓鹏谢志涛楼一珊张艳蔡利华柳耀泉长江大学油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室中国石油新疆油田公司工程技术研究院中国石油渤海钻探工程公司

开展沿井筒方向变化的CO_2分压下油管服役时间规律研究,有助于最大限度地延长油管使用年限。为此,将CO_2分压引入Q/HS14015标准腐蚀速率模型中,结合坐封、生产和开发过程中油管服役工况,建立了以油气产量和腐蚀环境为参数的井筒CO_2分... 详细信息

开展沿井筒方向变化的CO_2分压下油管服役时间规律研究,有助于最大限度地延长油管使用年限。为此,将CO_2分压引入Q/HS14015标准腐蚀速率模型中,结合坐封、生产和开发过程中油管服役工况,建立了以油气产量和腐蚀环境为参数的井筒CO_2分压耦合计算模型。应用该模型的计算结果表明:①沿井深方向CO_2分压呈多项式分布,同一井深处,产量越大,CO_2分压越小;②与实测井筒CO_2分压相比,井底段CO_2分压计算值吻合度高,井口段CO_2分压受温度、井筒压力和CO_2摩尔含量降低影响,计算值误差较大;③相同CO_2分压下,腐蚀速率随温度的增加先增大后减小;④CO_2分压与服役时间内油管强度呈反比;⑤一定井深下,相对于温度,CO_2分压对腐蚀后油管强度影响更明显。结论认为:以井筒CO_2分压为基础,结合腐蚀速率和油管坐封、生产和开发过程中所受外挤、内压、拉力服役工况预测油管服役时间的方法,能够进一步优化CO_2腐蚀环境下的油管选材,节约油气井建井成本,在生产中的应用效果也证明了该方法的可行性。

关键词：腐蚀二氧化碳 CO2分压油套管寿命钻井工程井筒温度场安全评价

基于压力—速度解耦的深水井筒多相流高精度数值模拟新算法

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天然气工业 2024年第2期44卷 132-144页

作者：娄文强王志远孙大林张剑波孙小辉孙宝江油气钻完井技术国家工程研究中心·长江大学石油工程学院油气钻采工程湖北省重点实验室中国石油大学(华东)石油工程学院中国石油大学(华东)计算机科学与技术学院

深水钻完井过程中,受海水及海底地质条件复杂影响,井筒压力控制精度要求高、控制难度大。高精度、高稳定性的深水井筒多相流动模拟器成为解决井筒压力精细化控制的关键。为解决深水井筒高动态流动系统的预测难题,针对深水井筒多相流动... 详细信息

深水钻完井过程中,受海水及海底地质条件复杂影响,井筒压力控制精度要求高、控制难度大。高精度、高稳定性的深水井筒多相流动模拟器成为解决井筒压力精细化控制的关键。为解决深水井筒高动态流动系统的预测难题,针对深水井筒多相流动漂移流模型,将对流迎风分裂方法(AUSMV)的通量分裂方法与交错网格技术进行融合,优化了压力—密度解耦的高刚度问题,形成了压力—速度解耦的数值算法,并利用二阶优化守恒律的单调迎风—中心方案(OMUSCL2)空间重构+两步龙格库塔时间重构技术提升了数值算法的精度,最后建立了深水井筒多相流高精度数值求解算法,并验证了数值算法的精度与性能。研究结果表明:(1)与常规AUSMV算法相比,新算法具有较低的数值耗散,间断物理信息捕捉能力强,对井筒内气液两相前缘位置的识别度更高;(2)与注气量10×10^(4)m^(3)/d和15×10^(4)m^(3)/d井喷实验对比,新算法模拟井底压力的平均误差分别为1.79%和1.86%;(3)新算法在井口气体剧烈膨胀、超音速流动模拟方面表现出了良好的稳定性和鲁棒性。结论认为,该新算法不仅提升了常规数值算法的精度,同时可为复杂高动态流动系统的井筒压力调控提供有效的技术支撑,有助于提高我国深水井筒压力控制的理论水平,保障深水油气的有效开发。

关键词：深水多相流压力—速度解耦 OMUSCL2 AUSMV 交错网格