简便易行的地层可钻性求取和钻速预测方法

预测钻井速度，制定钻井计划是科学钻井的一项重要内容。地层可钻性是钻速预测的基础，通常要通过大量实验才能取得。介绍一种简便易行的地层可钻性求取和钻速预测方法，以利科学钻井的普及和发展。利用已有的研究成果，使用现场实钻资料数据，应用数理统计的方法求取地层可钻性规律，进行钻速预测。通过对鄂尔多斯10口井的213组数据进行处理，求得了不同年代地层的可钻性规律，经7井和10井实际钻井检验，证明用此方法求出的该地区地层可钻性规律与实钻情况有较好的吻合性。通过实钻资料统计分析得出的地层可钻性规律具有较高的精度，可用于钻井速度的预测，能够满足现场钻井工作的需要。     

测井资料在钻速预测中的应用研究

在分析了国内外钻速预测研究现状的基础上 ,选择了岩石可钻性法来对胜利油田东营凹陷钻速进行预测研究 ,建立了声波预测钻速的钻速方程 ,并利用现场资料对钻速方程进行了验证 ,同时进行了 2口井的钻速预测 ,预测精度达到 90 %以上。     

反井钻机扩孔速度影响因素分析

以沂蒙抽水蓄能电站高压管道竖井为研究背景,理论分析了反井钻机扩孔状态下滚刀的运动状态和轨迹,研究了钻进速度与钻压、转速的关系|在距离地面24m深,井筒直径为2.5m,岩体为花岗岩处试验,通过调节钻杆拉力、转速,并采用动态信号测试分析系统和智能数字转速表,得到了钻杆的钻压和转速,通过数据处理和分析得到了反井钻机钻速和钻压、钻速和转速之间的关系,结果表明理论与试验能够较好地吻合,证明了理论的准确性。     

基于人工智能的钻速预测模型数据有效性下限分析

钻速预测对于优化钻探工艺、降低作业成本、实现科学钻探具有重要意义,它是钻探钻井作业的一项重要内容。基于人工智能的钻速预测精度令人瞩目,但该技术需求的海量数据对传统钻探钻井作业的要求较高。为明确使用人工智能建立钻速预测模型的最少数据量,本文基于中国南海10口井的21917条数据进行了分析。通过相关性分析,所有的输入参数可被划分为高、中、低相关性3大类。通过逐步引入参数建立预测模型和对比预测精度,发现当引入的参数数量足够时,3种相关性参数均可建立起高精度(≥85%)的预测模型。引入参数的相关性越高,建立高精度预测模型需求的参数量越少。通过逐步扩大取样间隔的方式,对比发现所有的预测模型均呈现随取样间隔的增大、预测模型的准确性降低的规律。而预测模型建模的取样间隔下限可通过寻找精度降低时的拐点获得。经过验证,在数据维度与取样精度均为下限时,基于3种相关性参数建立的BP神经网络预测模型仍然能够获得较高的预测精度。     

地浸铀矿山钻井施工中钻井设备对钻速的影响

对新疆某地浸铀矿山钻孔施工中使用的不同型号钻机、钻具和泥浆泵的主要参数及技术钻速进行总结和分析,以研究钻井施工设备对技术钻速的影响规律。结果表明,在钻孔深度为350~500m的条件下,转盘式钻机的技术钻速略高于立轴式钻机。为了获得较快的技术钻速,建议采用额定功率高于90kW的钻机和泥浆泵,且泥浆泵的额定流量不低于850L/min,配套的钻铤直径在156mm以上、长度不小于9.5m,钻杆直径在89mm以上、长度不小于9.6m。     

基于区域多井数据优选与模型预训练的深部地质钻探过程钻速动态预测方法

深部地质钻探过程钻速精准预测有助于提升钻探效率、降低钻探成本,可为安全高效的深部地质钻探施工提供关键技术支撑。本文提出了一种基于区域多井数据优选与模型预训练的深部地质钻探过程钻速动态预测方法。首先,选取岩性识别软件、钻进过程智能监控云平台、地质云系统等作为数据源,在此基础上设计深部地质钻探数据仓库。其次,运用区域多井数据优选技术在数据仓库中选择与目标井较匹配的数据,并开展钻速模型预训练。最后,结合深部地质钻探过程实钻数据,引入小波滤波、超限学习机、增量学习等技术,实现钻速预测模型动态更新。实验对比结果验证了所提方法具有很强的钻速预测性能与泛化能力。     

基于地层倾斜规律的防斜打直钻井技术研究

地层自然倾斜、钻具组合、钻井参数是影响钻井井斜方位变化的主要因素。根据地层层面空间网格数据,建立了地层倾角、倾向的计算方法,并针对典型防斜打直钻具组合和钻井参数之间的关系进行了力学分析。应用结果表明,井眼实钻轨迹与设计轨迹基本相同,形成了利用地层自然倾斜规律,在钻井自然中靶的同时,释放钻压提高钻速的防斜打直优快钻井技术,对于高陡构造油气藏的高效开发具有重要的理论意义和工程实用价值。     

钻头结构改造探讨

通过分析钻井法大钻机钻进情况的统计资料 ,结合钻孔灌注桩施工经验 ,提出了多种可改造的钻头型式 ,并分析其特点 ,期望提高现有大钻机性能 ,提高钻速 5 0 %～ 10 0 %。     

基于GA-BPANN的钻井机械钻速预测模型

在钻井过程中,优化钻井技术可以降低钻井成本和减少施工事故,而钻速预测是优化钻井的基础。为了提高机械钻速（ROP）预测模型的准确性,开发了一种遗传算法优化的BP人工神经网络（GA-BPANN）的ROP预测模型。首先,采用最大信息系数（MIC）方法进行特征选择降低模型冗余,并将数据进行标准化处理。其次,利用遗传算法（GA）对BPANN的初始权重和偏置进行优化,建立ROP预测新模型。最后,将新模型与BPANN、支持向量回归（SVR）模型进行对比分析。研究结果表明,GA-BPANN模型具有较高的预测精度,同时为钻井过程中提高ROP提供科学依据。     

煤矿井下顶板高位大直径定向钻孔双级双速扩孔钻头研究北大核心

双级双速扩孔工艺技术可以实现煤矿井下顶板高位大直径定向钻孔的一次高效扩孔,克服常规正向多级扩孔技术方法提下钻工作量大、辅助钻进时间长和钻具安全性较差等局限性。扩孔钻头是实施多动力双级双速扩孔技术的关键工具,为进一步提高双级双速扩孔的碎岩效率,对双级双速扩孔钻头的冠部剖面形状、切削齿直径和切削齿结构参数进行优化设计;在此基础上建立了双级双速扩孔钻头和对应地层三维模型、有限元模型,采用动态分析软件模拟研究3种不同钻头直径的碎岩效果;优选一级钻头ф165~ф152 mm、二级钻头ф165 mm的钻头直径配比,利用新设计的双级双速扩孔钻头进行现场试验,完成2个120 mm钻孔一次钻扩至200 mm实钻施工,累积扩孔进尺474 m,扩孔综合钻效为5.6 m/h,最高钻速可以达到7 m/h。结果表明:双级双速一级钻头能够有效减少二级钻头的碎岩难度,延长钻头寿命,满足双级双速工艺要求,大大提高顶板高位大直径综合钻进施工效率。     

大直径钻机钻井参数探讨及应用

对大直径钻机钻井的主要参数——钻压、转速和冲洗量进行了初步分析,就这几个参数与钻进速度的相互关系进行了探讨,对其合理选择和在实际钻井中的调整做了论述。     

大直径钻机数字化钻井技术研究

阐述了数字化钻井技术的概念,对大直径钻机数字化钻井技术模式进行了层次设计,提出了大直径钻机数字化钻井技术的具体研究内容,论述了大直径数字化钻井技术的关键问题及对策,为钻井技术的数字化提出了新的思路。     

2 000 m大直径超深竖井新型凿岩提升悬吊系统设计

为满足大直径超深竖井快速安全施工的需求,结合当前竖井施工存在的技术问题,从设备选型、系统布置和安全措施三个角度对凿岩提升悬吊系统进行设计。本系统采用Ⅶ型凿井井架、超深竖井凿井提升机等新型设备,并建立提升装置安全监控系统以实现大直径超深竖井快速安全施工的目标。结果表明,新型提升悬吊设备与安全监控系统配合使用,在三山岛金矿超深竖井施工中实现了井筒月进尺120 m的良好效果,提高了施工效率,保障了凿井安全,为超深竖井井筒施工提供了参考。     

钻井法凿井泥浆再生调制与废弃处理

钻井法凿井是通过深厚冲积层最可靠的竖井施工方法.钻井法凿井中泥浆起着非常重要的作用,对泥浆劣化的原因进行了分析,阐述了泥浆再生调制和废弃泥浆处理的方法,并对废弃泥浆处理的发展趋势进行了分析.分析结果表明,应从污染物的产生源头治理泥浆污染,对已经产生的污染源应进行无害化处理,以达到最佳环境效益和经济效益,促进钻井法凿井持续发展.     

根据钻速方程分析提高钻速的有效途径

在安全条件下,提高钻井速度是钻井工程技术人员追求的目标和紧迫任务。根据大庆长垣通用钻速方程,分析影响钻速的主要因素及提高钻速的有效途径,以供钻井工程设计及现场工程技术人员参考,并用莺深1井、达深2井实钻数据在通用钻速方程中验证,其预测钻速与实际钻速误差仅为4.3%和4.8%,取得较好的符合率。     

煤矿井下钻探装备和钻探施工技术发展与探索

我国井下钻探装备经历了机械立轴钻机、全液压钻机和智能化钻机3个发展阶段,提高了井下特定环境下钻探安全可控程度和施工效率,但仍面临软岩钻进难题。开滦矿区结合自身大水、高瓦斯等矿井地质特点和矿井发展定位,引进国内外先进钻探装备和技术,探索实践综合配套钻探技术方法。     

悬浮下沉钻井井壁筒轴向失稳特性与滑移试验

以现场实际井壁下沉过程为条件,自行设计了钻井井壁模型试验装置和试验过程,完成了钻井井壁的悬浮下沉模型试验.结果表明,井壁触底后随着配重水量的增加,筒体竖向轴线的形状类似于正弦曲线;井壁内力增加,井口支承反力也在增加.通过对试验结果的分析,得出井壁底的滑移主要是由于配重水质量增加引起的.     

深厚表土层变断面钻井井壁竖向稳定临界深度的有限元计算

在给出了深厚表土层钻井井壁竖向稳定性有限元基本理论的基础上，结合工程实例，计算出该钻井井壁的竖向稳定临界深度为635 m（其钻井井壁全深为645.3 m），表明该钻井井壁在下沉到底时存在竖向失稳的可能性.通过增加横向约束的方法，井壁的竖向稳定性可得到有效地改善.同时研究了井壁的质量、井壁上下端的约束条件和井壁底接触面积等因素对钻井井壁竖向稳定临界深度的影响.结果表明：井壁的质量与钻井井壁竖向稳定临界深度成反比；井壁上下端的约束条件对井壁的竖向稳定性影响较大；井壁底与岩面的接触面积越大，井壁的竖向稳定性越强.     

彬长矿区大口径井钻杆断裂事故分析与处理

大口径井扩孔钻进过程中,由于钻头和钻杆的尺寸差异,钻杆在承受扭矩和轴向力的同时,产生较大的纵向振动、横向振动以及扭转振动,极易发生断裂事故。文章以彬长矿区某大口径井钻杆断裂事故为例,科学分析并成功处理了大口径井钻杆断裂事故,提出了一套安全实用的事故预防与处理方法,为类似情况的事故处理提供实例示范与借鉴依据。     

厚表土薄基岩特殊工程条件下的钻井井壁受拉破断机理

为揭示厚表土薄基岩特殊工程条件下的钻井井壁受拉破断机理,以安徽淮南矿区某在建煤矿副井为背景,分析厚表土薄基岩钻井井筒受拉破断过程与特征,建立马头门上覆岩层弯曲变形竖向剪切拉应力力学模型,给出井筒围岩分层竖向位移函数,采用最小势能原理及弹性力学理论推导出井筒竖向拉应力解析解。分析表明,井筒马头门上覆岩层受施工多次扰动影响发生弯曲变形是产生作用于井筒之上的竖向剪切拉应力的致因;该剪切拉应力产生的作用于井筒之上的拉力由下而上积累到某一阈值,该阈值与井筒自重应力的合力超过钻井井筒极限抗拉强度时,在钻井井筒接头处发生第1次拉断破坏,其后,随着岩层弯曲变形发展,拉断处以上井筒继续受竖向剪切拉应力作用而发生第2次拉断破坏,并导致底部含水层水砂溃入井筒发生淹井事故。马头门围岩的稳定性对改变上部钻井井筒受力状态有重要影响,其上覆基岩越薄影响越大,越易发生钻井井壁拉断破坏,基岩与风化基岩弹性模量比和风化基岩与底含弹性模量比对井筒发生拉断破坏时的位置,以及对应马头门顶部最大竖向位移影响均较小。通过采用钻井井筒竖向受拉等强设计、钻井井筒底部设置壁座、马头门至钻井井筒底部基岩段设置1~2道水平隔离缝、地面L型注浆加固马头门软弱围岩等技术途径,完善现行相关设计规范,确保钻井井筒运行安全。