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科学的井眼轨迹设计方法和精确的井眼轨迹预测与控制技术是确保定向井、丛式井、水平井、大位移井、老井重钻、复杂结构井等一系列特殊工艺井钻井成功，降低钻井成本的关键技术。科学的井眼轨迹预测不仅可以指导轨迹设计、预测实钻井眼轨迹参数，而且可以优化下部钻具组合、提高轨迹控制精度。文章对井眼轨迹预测理论及方法作了简要的分类，介绍了几种目前常用的井眼轨迹预测方法及其特点；提出了基于钻井系统动力学的井眼轨迹预测理论及方法，建立了新的预测模式，提出了井眼轨迹不仅与下部钻具组合和钻头与岩石互作用有关，而且与钻柱的振动和钻井液水力作用有关。     

随钻测井曲线预测及更新方法研究

在地质导向钻井中,为了实时获取井眼轨迹和井下地质特征信息,一般都配有MWD和LWD随钻测量和测井传感器。但是由于MWD和LWD传感器距钻头还有一定的距离,因此无法实时得到钻头处的地层特性和井眼位置,不能及时判断钻遇地层的实际情况,地质导向效果差。为此,提出了一种基于支持向量机的测井曲线预测方法,通过邻井建立支持向量机预测模型对当前井测井曲线进行预测,同时引入随钻测量数据对当前井钻头处的测井曲线进行随钻更新。实例应用表明,该方法相对BP神经网络法,预测结果精度更高、稳定性更强、与实测值的相似程度更高,能够有效预测测点与钻头间的地质特征参数,有利于进行实时地质导向。      

地质导向钻井技术在春光油田车排子地区的应用

针对准噶尔盆地春光油田车排子地区的油藏特点,准确分析了该地区的施工难点,根据LWD井眼轨迹控制机理,2007年首次部署了8口水平井,并第1次利用带有双地质参数的地质导向钻井技术控制井眼轨迹,实现了井眼轨迹准确着陆和在油层中有效穿行的目的。通过8口水平井地质导向钻井技术实践,探索了一套利用地质导向技术控制井眼轨迹、寻找油层的开发模式,为后续油藏开发和钻井施工指明了方向。     

基于井筒切片技术的三维井眼轨迹软件的设计与实现

论述了基于井筒切片技术的三维井眼轨迹软件在WPF框架和OpenGL图形库中的设计思路与实现过程。首先采用三次样条插值法模拟井筒轨迹曲线,然后构建井筒截面切片,最后依次连接各切片并对连接处做贴图渲染处理。用户可利用导入的参数绘出三维井眼轨迹图,还可利用鼠标操作实现三维图形的缩放和视角变换等功能。油气井井眼轨迹的三维可视化技术是利用随钻测量工具提供的实时井眼轨迹参数在计算机中重建井下三维模型,并以一种直观、逼真的效果呈现给钻井技术人员,摆脱了抽象和枯燥的井眼数据的束缚,为更好地解决定向井井眼轨迹设计、钻井目标定位、井眼轨迹不确定性分析和防碰撞等技术难题提供了有力支撑。经现场数据测试,软件能较为精确地反映井下状况,并且操作简便,符合钻井作业的实际需求。     

实钻井眼轨迹视投影长度的计算方法

垂直剖面图是显示实钻井眼轨迹的重要方法,其关键在于计算实钻井眼轨迹在设计柱面上的投影曲线。根据几何学原理得到了投影计算的一般方程。并对井段曲线类型为直线、圆柱螺线、圆弧等几种常用情况进行了详细的分析,得到了投影点参数的计算公式。计算实例表明。在实际钻井过程中,利用视投影长度绘制三维井眼实钻轨迹的垂直剖面图可以直观地对比实钻井眼轨迹与设计井眼轨迹的吻合程度,从而起到较好的指导井眼轨迹预测和控制的作用。     

定向井井眼轨迹预测与控制技术

影响井眼轨迹的主要因素有地质特性、钻具组合结构、井眼轨迹几何形状、钻井工艺参数等。在钻井过程中,预测是控制的基础,如果没有精确的井眼轨迹参数预测,就不可能实现准确的井眼轨迹控制。通过实践经验和研究归纳总结出了一套井眼延伸方向预测的实用程序及井眼轨迹控制原则,供现场钻井施工技术人员参考。     

基于VB与OpenGL的三维井眼轨迹可视化描述

在石油钻井中,实钻井眼轨迹的计算与描述是井眼轨迹监测的重要环节,也是井眼轨迹控制的基础。通过对测斜数据的处理并结合计算机图形学,可以更直观地显示井眼轨迹的空间形态。在理论研究的基础上,运用Visual Basic 6.0开发了井眼轨迹可视化模块,绘制了井眼轨迹二维投影图,并利用OpenGL在Visual Basic 6.0平台上实现了实钻井眼轨迹三维可视化,并能对井眼轨迹进行缩放、平移、旋转等交互操作,为井眼轨迹的设计和控制方案的制定带来便利。     

基于支持向量机的钻井风险实时预测方法

钻井过程具有高度的复杂性、井下状态的不确定性以及一些参数测量的不准确性,导致对于钻井过程的状态和潜在的风险无法及时作出正确的判断,有时甚至导致重大的事故。文中提出一种基于支持向量机的钻井过程风险预测方法。统计学习理论是基于小样本的统计学习方法。支持向量机是统计学习理论中最有效的方法,可以通过较小的样本建立准确度较高的数学模型,有很强的现实意义。通过支持向量机方法将钻井过程中实测的各种参数进行数据融合并训练相应的风险预测数学模型,通过此模型实现钻井过程中实时状态监测的目的。以某钻井过程的16个数据样本为例,其中8个数据样本作为训练样本,8个数据样本作为测试样本,验证结果说明了文章提出的基于支持向量机的钻井过程风险预测方法的有效性。     

渤海D油田WHPA平台大位移水平井钻修机钻井作业实践

应用钻修机在渤海D油田WHPA平台完成了3口大位移水平井作业,这是渤海钻井史上的一次新的技术突破。文中主要分析了渤海D油田WHPA平台钻修机设备能力不足及大位移水平井摩阻高、井眼清洁难、井眼轨迹控制难、下套管固井难等施工难点,总结了钻井作业中所采取的使用设备优化、井眼轨迹控制、井眼清洁、钻井液优选、固井方式选择等技术措施。本文成果可为今后其他油田应用钻修机进行大位移水平井施工提供借鉴经验。     

三维井眼轨迹地质导向软件的开发与应用

为了避免丛式井、分支井、定向井(水平井)等复杂井在井眼轨迹设计过程中与其周边邻井井眼轨迹相碰,便于新井眼钻进过程中与设计井眼轨迹实时对比,指导实钻井眼轨迹在储集层内最优化穿行,通过利用井位坐标和井眼轨迹数据建立井眼轨迹三维空间分布模型,依据该模型原理设计开发三维井眼轨迹地质导向软件,实现了以正钻井井眼轨迹坐标为中心,自动绘制出正钻井实时井眼轨迹和设计井眼轨迹,由于同时可将该井周边的多口邻井井眼轨迹导入到该坐标系中,从而在设计上解决了多井眼之间防碰问题,在实际钻进过程中依据提供的井眼轨迹三维空间分布模型,可更好地展现地质导向的实时应用效果。该软件在Y 12-P水平井与LP 3丛式井的应用表明,三维井眼轨迹地质导向软件应用效果突出。     

一种地震裂缝预测与岩石力学相结合评估井漏风险的新方法

钻井过程中发生井漏的情况较为复杂,引起井漏的因素有多种。准噶尔盆地玛湖油田A井区二叠系上乌尔禾组储层低孔、低渗、横向非均质性强,井漏主要是由裂缝和地层破裂引起,常规利用地震裂缝预测评估井漏风险的方法效果不佳,需要探索更有效的井漏风险评估方法。通过对玛湖油田A井区已有钻井井漏、裂缝、岩石物理和地震的综合分析,形成了利用地震预测裂缝相对强度和裂缝视长度与利用叠前地质统计学反演预测岩石力学参数杨氏模量相结合的一种评估井漏风险的新方法——井漏综合指数法。该方法同时反映了裂缝和地层破裂对井漏的影响,并建立了井漏综合指数风险评估模型及分级评价标准。应用该方法对玛湖油田A井区2口最新完钻井进行井漏风险评估,评估结果与实钻情况吻合。基于井漏综合指数的井漏风险评估方法能有效评估储层低孔、低渗、横向非均质性强及水平井钻井地区的井漏风险,为油田现场钻井井漏评估,特别是水平井钻井轨迹优化提供了新的手段。     

伊朗北阿首口双分支井AZNN-022井眼轨道设计与控制

伊朗北阿油田自2011年进入了整体开发阶段,以savark3为目的层,钻成了大量水平井。已完钻的水平井井深均在4 000 m以上,平均钻井周期3个月以上。为了提高单井采收率,缩短钻井周期,部署第1口双分支井AZNN-022井,该井分支井眼的完钻层位与主眼不同,且水平偏移距短,曲率设计高,防碰施工难度大。采取开窗位置优选、轨道优化设计、精确轨迹控制、防碰扫描技术等措施,成功解决了上述难题,顺利地钻完分支井眼,实现了井下安全。这对于该区块的后续双分支井施工和斜井段开窗侧钻井的施工具有重要的借鉴意义。     

G0-7三维水平井井组工厂化钻井工艺

G0-7三维水平井组部署在长庆油田苏里格气田东南部,由1口直井、2口定向井、2口常规水平井、4口三维水平井组成,采用工厂化钻井作业"一字型"施工模式,3部钻机同时施工,每部钻机施工1口常规井和2口水平井。针对丛式井组施工难点,从防碰绕障、井身剖面优化、井眼轨迹控制、降摩减阻等方面制定一系列措施,形成"预分法"井眼防碰绕障、三维井剖面优化、三维井井眼轨迹控制及CQ-SP2钻井液体系等特色技术。该丛式井组水平井平均机械钻速达9.68 m/h,同比提高18.19%,平均钻井周期为55.67 d,比原有模式施工周期缩短8.82%。该井组工厂化作业顺利完成为长庆油田部署三维水平井井组工厂化作业提供了有力技术支撑。     

水平井油水两相流含水率解释预测

水平井油水两相流产液剖面测井解释中流型复杂,准确解释含水率是难点。在进行了大量的近水平油水两相流动模拟实验的基础上,针对电容及阻抗含水率计测量响应特性,建立基于含水率计响应时域及频域特征值的支持向量机回归模型(SVR Model),采用该模型对不同倾斜角度的模拟井动态实验含水率标定结果进行模型预测,模型验证结果表明解释模型可实现较高的含水率预测精度,与室内实验配比含水率比较,达到预测含水率解释精度目标。在解释方法研究的基础上,对实际测井资料进行解释。     

随钻地质建模一体化综合研究及应用

针对渤海湾新近系明化镇组下段河流相储层的地质特点,在开发方案钻井实施过程中,应用精细地质建模一体化技术,充分利用新钻开发井资料,结合地球物理资料,应用地质统计学和随机模拟方法,开展对储层井震关系、沉积模式、沉积微相、砂体连通状况的综合研究,及时准确地调整和完善地质模型,建立储层地质预测模型,从而为随钻阶段井位优化、射孔方案优化提供了可靠的静态模型.通过开发井实钻表明,随钻地质建模为油田开发方案的制定和射孔方案优化提供了科学的地质依据.     

基于数据挖掘技术的深井钻速预测方法研究

为了对钻井过程中的机械钻速进行预测,提出了层次分析-神经网络组合模型,将层次分析法确定的钻速影响因素权重和原始数据一并作为输入信息,经过神经网络训练、迭代,确定已钻井钻速模型,最后利用模型对同一区域待钻井钻速进行仿真预测。仿真结果表明,应用层次分析法与前馈神经网络原理建立的AHP-BP组合模型在一定程度上可以提高迭代收敛速度和训练结果的可靠性;利用数据挖掘技术对钻速进行仿真预测,并与实钻值进行对比,可以对钻井状态进行评价,为优选钻进参数、钻头型号及钻井优化提供辅助决策支持。     

织金区块浅层煤层气J形大位移水平井钻井技术

织金煤层气区块存在煤层钻遇率低、储层保护难度大、水平连通井钻井成本高、经济收益低等问题,为此,在分析该区块J形水平井工程技术难点的基础上,从井眼轨道优化设计、井身结构优化设计、井眼轨迹控制技术等方面进行了浅层煤层气J形大位移水平井钻井技术研究,并在织平1井进行了试验。织平1井顺利完钻,水平段长500.00 m,水平位移818.98 m,最大井斜角97.6°,钻遇煤层293.00 m,煤层钻遇率58.6%,远高于水平连通井的煤层钻遇率(43.6%),且钻井成本为U形水平连通井的58%。这表明,采用J形水平井钻井技术可以解决织金煤层气区块存在的问题,可以在织金区块推广应用。      

南海西江大位移井钻完井工艺分析研究

南海西江大位移井工程是国内海洋石油开发方案中的一个成功模式,为高效开发海洋边际油田闯出了一条新路。以南海西江已钻6口大位移井的工程资料为基础,结合有关的理论分析与科学计算结果,深入分析和总结了南海西江大位移井钻井与完井工艺的技术特点和成功经验,主要研究内容:井身剖面及井身结构设计,井下扭矩/摩扭预测与控制,井眼轨迹导向控制,井壁稳定与井眼清洁,下套管作业,钻头选型以及相应的完井与诱喷等工艺。这套钻完井工艺,不仅具有科学的理论依据,而且经过现场应用,验证了其具有重要的参考价值。     

三维定向井随钻监测的曲面投影方法

井眼轨道的投影图是监测实钻轨迹沿设计轨道行进情况的重要方法,但现有的平面投影方法对于三维定向井和水平井存在较大的误差,甚至导致失真和错误的分析结果。过设计轨道上诸点的铅垂线构成一个铅垂柱面,将实钻轨迹投影到该设计轨道所在的铅垂曲面上,能够科学有效地分析和评价实钻轨迹与设计轨道的符合程度。阐述了井眼轨道曲面投影的原理,建立了曲面投影视平移和水平偏距的概念和计算方法,从而可真实地反映实钻轨迹沿设计轨道在水平方向上的进程以及实钻轨迹与设计轨道的横向偏离程度。通过简单的数学模型,分析了平面投影产生误差的原因及误差估算方法。最后,用计算实例验证了曲面投影方法的科学性和可靠性。