Rheology of Quaternary Ammonium Gemini Surfactant Solutions: Effects of Surfactant Concentration and Counterions

To prepare high‐performance clean fracturing fluids, cationic surfactants with a Gemini structure were synthesized as thickening agents. Distinct elastic characteristics at a sweep frequency of 0.1–10 Hz and shear resistance at high temperature were shown. Viscosity remained at about 150 mPa s after shearing for 60 min at 140 °C and 170 s^?1. Stability investigation on cationic Gemini surfactant solution revealed that both viscosity and viscoelasticity were greatly affected by the surfactant concentration, temperature, and the amount of inorganic salt (potassium chloride). Complete formulation of a surfactant micelle structure in an aqueous solution requires a certain amount of time.     

智能滑套内低频段RFID 标签识别率的研究

实际应用中智能滑套内低频段RFID 标签存在识别率低的问题,从射频识别技术的工作机理出发,借助MATLAB 仿真软件,对低频螺线管天线感应电压特性进行了仿真分析,讨论了读写器天线长度和内径对识别率的影响,提出了基于井下智能滑套的RFID 通信系统最佳天线部署。同时为减弱井下复杂工况环境对标签识别率的影响,设计了读写器天线自适应阻抗匹配系统,建立一套基于井下RFID 通信系统识别率的模拟试验平台,验证仿真设计结果的正确性。     

基于新型不纯度度量的代价敏感随机森林分类器

针对不平衡数据集的有效分类问题,提出一种结合代价敏感学习和随机森林算法的分类器。首先提出了一种新型不纯度度量,该度量不仅考虑了决策树的总代价,还考虑了同一节点对于不同样本的代价差异；其次,执行随机森林算法,对数据集作K次抽样,构建K个基础分类器；然后,基于提出的不纯度度量,通过分类回归树(CART)算法来构建决策树,从而形成决策树森林；最后,随机森林通过投票机制做出数据分类决策。在UCI数据库上进行实验,与传统随机森林和现有的代价敏感随机森林分类器相比,该分类器在分类精度、AUC面积和Kappa系数这3种性能度量上都具有良好的表现。     

结合初始中心优化和特征加权的K-Means聚类算法

为了提高传统K-Means聚类算法的聚类准确性,提出一种结合初始中心优化和特征加权的改进K-Means聚类算法。首先,根据样本特征对聚类的贡献程度获得初始特征权重,构建一种加权距离度量。其次,利用提出的初始聚类中心选择方法获得k个初始聚类中心,并结合初始特征权重进行初步聚类。然后,根据聚类精度来调整特征权重并再次执行聚类过程。重复执行上述过程直到聚类精度不再变化,获得最终的聚类结果。在UCI数据库上的实验结果表明,与现有相关K-Means聚类算法相比,该算法具有较高的聚类准确性。     

水基压裂液对致密砂岩气层的损害机理——基于《水基压裂液性能评价方法：SY/T 5107—2016》的改进

目前，针对压裂液的损害评价主要参考《水基压裂液性能评价方法：SY/T 5107—2016》（以下简称行业标准），而行业标准设定的压裂液驱替岩心过程与实际压裂施工中压裂液高压快速侵入储层的过程不吻合，并且压裂液损害评价实验未考虑压裂液残渣、破胶方式、原始含水饱和度等因素的影响，从而影响了评价结果准确性。为此，选取塔里木盆地库车坳陷迪北地区下侏罗统阿合组（J1a）致密砂岩岩心，通过改进实验流程与方法来模拟压裂液侵入致密砂岩气层的过程，评价了压裂液对气层的损害程度，进而系统剖析了损害机理。研究结果表明：①改进后的压裂液损害评价方法，考虑了气层的原始含水饱和度（小于束缚水饱和度）、压裂过程中的高压瞬间“击穿”效应、压裂液残渣等因素的影响，能更加客观地评价压裂液对致密砂岩气层的损害程度；②基于行业标准的评价结果显示，压裂液对致密砂岩气层渗透率的损害程度为中等偏强，而改进后方法得到的损害程度则为中等偏弱；③压裂液残渣滞留于裂缝中是对渗透率造成损害的主要因素，残渣易堵塞裂缝与缝面孔，绝大多数残渣滞留在基质岩心表层（侵入深度小于3 cm）孔隙中，基质孔隙对残渣有过滤作用；④压裂液从岩心表面向内部运移的过程中，高分子聚合物依次以薄膜层状、局部片团状、晶体包裹状滞留于储层孔隙中；⑤实验条件下，岩心中会产生盐析晶体，盐析晶体在岩心中分布不均，裂缝中盐析晶体与高分子聚合形成复合包裹体，基质孔隙中盐析晶体与少量伊利石等碎片包裹形成复合体；⑥速敏产生的运移微粒通常与残渣、高分子聚合物等形成复合包裹体，进而堵塞裂缝与孔隙。     

判定空气钻井井壁稳定性的临界内聚力计算新方法——以四川盆地东部黑楼门构造为例

空气钻井的井壁稳定性主要取决于岩石内聚力与临界内聚力的关系，此时传统的地层坍塌压力计算方法已不能准确地判断地层是否适合空气钻井，利用测井资料对已钻井段进行空气钻井的地层适应性分析便成为钻新井需要解决的问题之一。为此，根据空气钻井的要求，首先进行单井剖面油气水层的测井解释，然后从传统的地层坍塌压力计算方法出发，依据井壁稳定性准则，建立了判定空气钻井井壁稳定性的临界内聚力计算新方法，通过比较逐点计算的岩石内聚力与临界内聚力数值，便可以判断出哪一个井段适用于空气钻井。研究结果表明，计算新方法可定量推荐、优选适合空气钻井的井段，其判断结果是对比测井解释成果图中的岩石内聚力与临界内聚力曲线的数值来确定适用空气钻井的井段。通过对四川盆地东部黑楼门构造楼探1井520～7 265 m井段测井资料的岩石力学计算分析，给出了该井适合空气钻井的井段：下三叠统嘉陵江组二段—中志留统韩家店组的1 910～3 432 m、下志留统龙马溪组—中寒武统高台组的4 345～6 690 m。结论认为，该研究成果为该区乃至整个四川盆地实施空气钻井提供了重要的参考依据。     

Improved preprocessed Yaroslavsky filter based on shearlet features

An improved preprocessed Yaroslavsky filter (IPYF) is proposed to avoid the nick effects and obtain a better denoising result when the noise variance is unknown. Different from its predecessors, the similarity between two pixels is calculated by shearlet features. The feature vector consists of initial denoised results by the non-subsampled shearlet transform hard thresholding (NSST-HT) and NSST coefficients, which can help allocate the averaging weights more reasonably. With the correct estimated noise variance, the NSST-HT can provide good denoised results as the initial estimation and high-frequency coefficients contribute large weights to preserve textures. In case of the incorrect estimated noise variance, the low-frequency coefficients will mitigate the nick effect in cartoon regions greatly, making the IPYF more robust than the original PYF. Detailed experimental results show that the IPYF is a very competitive method based on a comprehensive consideration involving peak signal to noise ratio (PSNR), computing time, visual quality and method noise.     

Z35 区块调整井可固化隔离液技术研究与应用

江苏油田Z35 区块存在调整井固井质量差、环空油气水窜现象，分析其原因是由于井壁虚泥饼及窝存的死泥浆造成了界面胶结质量较差。针对这一问题，室内研发了一种新型可固化隔离液体系，该体系主要由悬浮剂、固化剂、激活剂组成。实验结果表明:该体系90 ℃下沉降稳定性不大于0.01 g/cm3，根据现场情况配制了密度范围在1.40~1.80 g/cm3 的可固化隔离液体系，在50~90 ℃条件下具有稳定的流变性能；可固化隔离液中聚磺钻井液加量在0~75% 范围内均能实现固化，江南G 级水泥浆中掺入25% 的可固化隔离液在90 ℃条件下养护48 h，抗压强度高达16.69 MPa；与钻井液、水泥浆具有良好的相容性，与水泥浆不同比例混合后均能延长稠化时间，降低水泥浆的滤失量，对水泥浆初始稠度影响甚微；通过合理调整密度剂的加量， 可以配置密度范围在1.4~1.8 g/cm3 的可固化隔离液。江苏油田Z35-28 井?139.7 mm 油套固井的成功应用表明，该体系可以达到高效顶替、有效隔离、平衡固井的目的。     

焦石坝页岩气储层水平井井壁失稳机理

焦石坝区块页岩气储层岩石层理发育，导致页岩强度各向异性特征明显，钻井过程中易发生井壁失稳问题。为此， 采用龙马溪组井下岩心开展直接剪切和三轴实验，结合单组弱面强度理论，建立了页岩强度各向异性表征方法；综合页岩强度各向异性表征方法、井壁应力分布模型，建立了页岩井壁坍塌压力计算方法；最后，以目标井JY1HF 井为例进行了实例计算与分析。结果表明:龙马溪组页岩发育了大量软弱层理，沿软弱层理剪切滑移是井壁失稳的主要力学机制；钻井液浸泡后页岩强度出现劣化，但强度劣化效应并不十分显著；常规模型计算的坍塌压力随着井斜角增加而减小，文中模型计算的坍塌压力随着井斜角先增加后减小，且计算结果与实际情况更加吻合；页岩薄弱层理的剪切滑移是井斜井段井壁垮塌的关键，而强度的劣化并不是主控因素。研究结果可为礁石坝区块和其他地区页岩气井钻井设计、轨迹优化等提供参考。     

沥青质稠油与钻井液重力置换规律与控制技术

Y 油田K 地层沥青质稠油普遍发育，钻井过程中常出现涌漏同存、压井密度越高溢流量越大的现象。常规刚性井筒理论无法解释此现象。为了验证沥青质稠油和钻井液之间重力置换是否存在和探索影响重力置换的影响因素，最终形成有效的控制方法和技术，采用室内实验、数值模拟和理论研究相结合的方法，开展了沥青质稠油与钻井液重力置换实验和理论研究。研究结果表明:钻井液密度、裂缝宽度和沥青质稠油黏度是影响沥青质稠油置换的主要因素，同置换量分别呈线性、对数和指数关系。同时开展了沥青固化技术、控压钻井技术和随钻丢手封隔技术研究，最终形成了超厚沥青层分程度综合控制技术。现场应用表明，沥青固化技术和控压技术是解决沥青层安全钻井的一条有效途径。