基于LabVIEW平台的空气钻井井下安全分析系统

近年来空气钻井在国内的应用越来越广泛,而井下燃爆问题是使其大规模推广应用受到限制的重要因素之一。国内在井下燃爆方面的监测软件系统目前只实现了实时数据的显示,燃爆判断还需要人工进行。提出了井下气体浓度原始数据标准化原则,用多种聚类分析方法对数据进行分类,结合LabVIEW软件平台设计了一套集数据预处理、数据显示、井下安全报警、数据存储及查询和报表自动生成5个模块于一体的井下燃爆监测软件系统,并分别进行了实例验证。结果表明,5个模块设计合理,结果准确,与现场实例相符合。     

气体钻井井下燃爆界限快速测量装置的研制与试验

为解决气体钻井中井下燃爆的问题，研制了一种现场快速直接测定地层烃类气体燃爆界限的装置，并给出了该装置的测试方法。快速测量试验结果发现，该测试装置可在不同压力、温度和混合气体体积分数条件下准确测量地层烃类气体的燃爆界限，得出当前地层烃类气体的燃爆范围，预防井下燃爆的发生。同时，在以甲烷气体为对象的试验中，用0.1 MPa压力下的测量结果验证了该装置的有效性，并揭示了温度和压力对井下燃爆的影响规律。研究认为，气体钻井井下燃爆界限测量装置为气体钻井中的井下燃爆问题提供了一种有效的预防手段，可有效保证井下安全，应用前景广阔。      

空气钻井随钻监测技术及其应用

为解决现有录井监测系统不能满足空气钻井现场的需要,容易出现钻具失效、井下燃爆、地层出水及井壁坍塌等复杂钻井问题。基于井下燃爆理论和监测监控系统技术,以井下燃爆监测成果为基础,应用UBD气体监测系统及其配套分析技术;通过多次在空气钻井现场监测服务,验证了该监测系统及分析技术的合理性和实用性,为安全顺利实施空气钻井提供了技术保障。     

空气钻井携岩及防燃爆最小注气量计算方法

空气钻井是一种特殊的欠平衡钻井方式,当钻遇气层时,天然气就会侵入井内与空气混合,在井下高温高压的环境下极易发生燃爆。注入的空气量既要能有效地携带岩屑,又要能防止井下燃爆。针对空气钻井中确定最小注气量的难题,根据修正的Angel模型,应用最小动能法和最小速度法,建立了携带岩屑的最小注气量方程;根据气侵速度和甲烷在井下的燃爆极限,通过控制甲烷的体积浓度,得出了防止燃爆最小注气量的计算方法;通过计算机编程,对川中某气田空气钻井的最小注气量进行了计算,其结果与实际作业中的最小注气量数据非常吻合。     

高压、含酸性介质气井油套环空泄漏速率计算

气井完整性失效最根本的原因就是管柱发生泄漏,从而导致气井环空异常带压,威胁气井安全生产。环空泄漏速率是判断气井完整性是否失效最核心的参数。目前,有国外石油公司通过设备现场测量环空泄漏速率,国内还未有可靠的方法确定环空泄漏速率。提出了两种环空泄漏速率的计算方法:一是安全阀法,借鉴井下安全阀泄漏速率的判别方法;二是微分法,建立气体在环空泄漏的理论模型,并通过输气管道小孔泄漏模型确定边界条件。由于现场泄压数据的影响,井下安全阀法不适用于现场,可采用微分法进行环空泄漏速率计算。应用微分法对塔里木油田DN2气田进行了实例验证,与现场实际吻合较好,表明该环空泄漏速率计算方法较为可靠,对现场生产有一定参考价值。     

����ģ��������ѹ���ữѡ��ѡ���е�Ӧ��

文章在传统的模糊聚类分析的基础上，建立了一种新的多层次，多目标模糊综合聚类方法。在模糊聚类时，考虑到事物特征的复杂性和不均衡性，该方法将事物特征按其在不同层次上对事物的影响程度分类，再在各层次上确定不同特征的影响程度，最终建立起模糊等价矩阵进行聚类，它克服 了传统方法对多目标聚类的笼统性，使分析结果更可靠，该方法用于压裂酸化选井选层，其结果与现场情况相符，通过对比其它方法，该方法能够更准确地反映事物的特征，计算简单，实用，因而具有一定的现场实用价值。     

空气钻井防止井下燃爆体积流量计算方法

针对空气钻井中较难确定最小注气量的难题,注入的空气既要能有效地携带岩屑,又要能防止井下燃爆。基于修正的Angel模型,根据井底和井口岩屑粒径的变化,考虑岩屑多次碰撞、重复破碎造成的能量损耗,应用最小动能法建立了携带岩屑的最小注气量方程;根据天然气进入井内的速度和甲烷在井下的燃爆极限,通过控制甲烷的体积浓度,得出了防止井下燃爆的注气量的计算方法。     

判断自喷条件下蒸汽辅助重力泄油生产状态的新方法

提出了在蒸汽辅助重力泄油自喷生产条件下,用视密度代替ts值判断现场生产状态的方法,并从理论计算和实际数据分析两方面对其基本原理作了阐述。该方法只要求有井下某点的压力测试数据,便可以结合井口油压数据,估算出井筒视密度,从而实现等同于ts值的生产状态判断功能,计算简便,更具实用性。该方法在先导试验区的实际应用表明,对于现场生产调控具有较好的指导作用。     

空气钻井安全监控系统研制

气体钻井较常规钻井工艺在提高机械钻速、保护储集层、减少或避免井漏等方面具有明显优势,但也面临着井下燃爆等问题。针对目前在用的多数综合录井仪没有适用于气体钻井的软硬件系统,设计了一套空气钻井安全监控系统。现场初步试验结果表明．该系统运行平稳,气体灵敏度和精度均达到了设计要求．应用该系统在线检测钻井过程中的气体成分,结合综合录井仪输出的信息。可以及时监测井下燃爆等异常现象,为气体钻井施工提供安全保障。     

抽油杆柱磨损分析与安全性评价

杆柱使用寿命方面,传统的计算方法通过预测磨损量来计算杆柱的疲劳极限,没有考虑井下复杂情况以及预测参数的不确定性,计算结果不能很好地反映杆柱工况以及安全性。针对这一问题,建立基于GA-SVM和蒙特卡洛模拟的抽油杆柱磨损分析与安全评价模型。根据抽油杆柱受力分析,获得杆柱井下受力情况,利用GA-SVM建立井下影响因素与抽油杆柱磨损率之间的映射关系;充分考虑井下参数的不确定性,利用蒙特卡洛模拟法计算抽油杆柱的安全可靠程度,并结合安全等级进行寿命分析。分析结果可与现场实际情况一致,同时,寿命计算具有较高的预测精度。该方法具有一定的现场适用性,能够为现场技术人员提供杆柱磨损与安全分析处理依据。