基于支持向量机的钻井液配方优选与成本控制

钻井液的成本控制一直是钻井工程所关注的问题,如何有效控制钻井液成本且同时保证钻井液具有较优性能,是钻井工程中的一大难题。由于钻井液用部分处理剂具有多种功能这一特点,在室内测定三种处理剂加入钻井液后的性能数据,运用这些数据基于支持向量机,以钻井液性能为要求,以控制优化钻井液成本为目的建立多因素非线性问题的计算模型,利用该模型能够快速计算出满足要求的钻井液配方。应用该模型对某油田常用的强抑制性水基钻井液配方为例设计计算,得出5组推荐配方,再对这5组配方进行实验验证其性能的合理性,结果表明,该5组配方中有4组满足钻井液性能需求,并能从中优选出成本最低的一组钻井液配方。该模型仅经过一次训练配方优选正确率高达90.0%,同时优化了钻井液成本,使其具有工程实践意义。     

强抑制聚胺钻井液体系室内研究

根据冀东油田地层特点并从保护环境保护储层出发，研制了一套适合冀东油田的聚胺钻井液。该体系抑制性强，无黏土相，润滑和防泥包性能较强，储层保护效果良好，处理剂能生物降解。所用处理剂有阳离子包被剂HPM、降滤失剂HDF、弱凝胶增黏剂HVIS、聚胺抑制剂HPA、无荧光润滑剂HLB，均由汉科新技术研究所研制、生产。采用淡水实验配方，通过流变性和滤失量测定，对前3种处理剂的加量进行了筛选，确定了用海水（或淡水）配制的聚胺钻井液基本配方。评价了基本配方淡水钻井液的抗盐抗钻屑污染性能、抗温性能（80～140℃热滚）、抑制性能（岩屑回收率、页岩膨胀性、岩屑粒度分布）、润滑性能及储层保护性能，在后3项性能评价中与MI公司的Ultradril钻井液进行了对比，二者性能相当。该聚胺钻井液能满足冀东油田钻井的需要。表10参6。     

基于IAO-PNN模型的天然气水合物生成条件预测研究

为降低流动保障中水合物堵塞导致的问题，收集天然气水合物生成实验数据，构造了概率神经网络（PNN）模型。通过自适应权重和双曲正切函数，对天鹰（AO）算法进行改进，实现了平滑参数的优化，最终建立了基于IAO-PNN的水合物生成条件预测模型。通过与热力学模型及机器学习模型进行比较，验证了算法的优越性。结果表明，AO算法改进后（IAO），寻优精度和收敛速度明显优于AO、粒子群（PSO）和麻雀（SSA）等智能算法；IAO-PNN模型与实验数据的吻合性相对最高，适合二元体系、多元体系、酸性体系和醇盐体系中的水合物生成条件预测，且在高压环境下的预测效果良好；与热力学模型及机器学习模型相比，IAO-PNN模型在训练集上的均方根误差（RMSE）为0.6176、决定系数（R2）为0.9994，测试集上的RMSE为0.7624、R2为0.9991，表现出良好的泛化性能。通过现场验证，IAO-PNN模型适用性良好，可为现场解堵措施的制定提供参考。     

一种基于对抗神经网络的方法在钻井数据恢复中的应用

机器学习中数据缺失很普遍，导致数据缺失的因素通常有人为失误、数据处理软件的缺陷、获取数据的传感器错误等。数据缺失会导致机器学习的性能下降，因此缺失值的填补对机器学习任务变得格外重要。针对数据缺失问题，该文提出一种新颖的缺失数据填补方法，构建了一个生成对抗填补网络（简称GAIN）。GAIN主要包括生成器和判别器两个部分，其中生成器（G）用来观察真实数据的每一部分，然后根据观察的结果填补缺失数据的部分，输出一个填补后完整的向量；判别器（D）接受一个完整的向量，来判别哪一部分数据是真实的，哪一部分是被填补的。在4个UCI机器学习标准数据集和石油行业钻井液数据集间进行了实验，验证了GAIN方法的有效性，能提升机器学习任务的性能。     

利用优化BP神经网络建立裂缝宽度预测模型

裂缝性井漏问题严重威胁着钻井生产安全与进度，目前现场堵漏成功率较低，其中一个重要原因就是无法准确预测裂缝宽度，裂缝宽度认知的局限性导致难以确定堵漏的方法及材料颗粒大小。因此本文提出了利用优化BP神经网络方法建立井漏裂缝宽度预测模型，用以解决裂缝宽度预测难的问题。首先根据方差分析（ANOVA）法确定了影响裂缝宽度的相关参数，将其输入优化的BP神经网络模型进行训练，并通过样本数据拟合验证预测精度，最终测试集数据拟合直线的斜率为0.8772，截距为0.0206。另外，为了确认模型稳定性，针对裂缝宽度预测模型进行了性能评估，得出该模型确定系数（R2） 0.89，平均绝对百分比误差（PCC） 0.82，均方根误差（RMSE） 1.35，证明该模型性能优良。最后利用现场工程数据进行进行实例预测，由结果可知，该模型具有较高的预测精度，可以在堵漏工程作业中提供较好的辅助决策。      

新型钻井液润滑剂配方优选与性能评价

钻井液润滑剂是一种重要的钻井液化学处理剂。它的作用是改善钻井液润滑性，降低井壁与钻具（或套管）之间的摩擦，降低钻柱旋转扭矩和起下钻阻力，从而减少卡钻事故的发生。根据目前使用钻井液润滑剂存在的不足，提出研制一种新型钻井液润滑剂，通过正交实验优选了润滑剂配方，经室内实验和现场试验证明该产品润滑性能好，与钻井液配伍性好，无毒性，对环境影响小。     

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钻井液润滑剂是一种重要的钻井液化学处理剂，它的作用是改善钻井液润滑性，降低井壁与钻具（或套管）之间的磨擦，降低钻柱旋转扭矩和起下钻阻力，从而减少卡钻事故的发生。文章根据目前使用的白油钻井液润滑剂存在的不足，提出研制一种新型白油钻井液润滑剂。通过正交实验优选了润滑剂配方。经室内实验和现场实验证明该产品润滑性能好，与钻井液配伍性好，无毒性对环境影响小。     

复合硅酸盐钻井液体系室内研究

对复合硅酸盐钻井液作了详细的室内实验研究，包括：与常用钻井液和钻井液处理剂的配伍性，配方研究（膨润土含量，护胶剂PTV加量，pH值，降粘手段，加药顺序）和应用性能评定（阻止压力传递，滤液中SiO2含量，硅酸盐模数，硅酸盐加量与岩屑回收率，与其他体系钻井液抑制性比较，抗温，抗盐，抗钙性能，抗膨润土污染性能，加重钻井液，润滑剂的使用，电稳定性，岩心伤害）。主要结论如下：（1）硅酸盐对膨润土浆有降粘作用，与含有铵，钙等离子的处理剂如NH4HPAN，PMHC，PAC141等不配伍；（2）硅酸盐必须与护胶剂一起加入淡水钻井液中；（3）pH值是影响哇酸盐钻井液性能特别是粘度的主要因素（pH值应＞12），此外，护胶剂PTV含量，膨润土含量，硅酸盐模数及加量等对硅酸盐钻井液的流变性和滤失量有较大影响，聚合醇防塌润滑剂和表面活性剂ABS共用在改善硅酸盐钻井液润滑性能的同时，还能提高钻井液的高温稳定性。（4）配方适当的硅酸盐钻井液抗温，抗盐，抗钙，抗钻屑污染能力和封堵能力强，抑制性好，润滑性能好，稳定性好，保护储层的效果明显。报道了性能优良的硅酸盐钻井液的配方。     

《钻井液与完井液》2002年总目次

作者期号页码一、理论研究与应用技术紧密堆积优化水泥浆体系的优势与应用钻井液用降粘降滤失剂MGBM一l的研制无粘土弱凝胶钻井液的研制开发及应用一种适用于非纯水聚驱聚合物溶液的新型络合剂三元复合驱替过程中防垢实验研究可酸化凝固型堵漏技术的研究与应用超细水泥用于油田封堵作业废弃钻井液固化研究桩l一支平1井钻井液工艺技术西江24一3一AZOERW大位移井钻井液技术储层敏感性快速预测软件在大港油田的研究与应用数据挖掘技术在钻井液优化配方设计中应用用灰关联分析法预测低渗砂岩储层的水锁损害I一PS多元硅钻井液提高二界面胶…     

阳离子钻井液在吐哈温西区块的研究与应用

根据吐哈温西区块地层情况，在现有钻井液基础上引入阳离子处理剂，将传统聚合物钻井液、聚磺钻井液改良为新型阳离子钻井液。室内对阳离子钻井液进行了性能评价和配方优选，确定出了阳离子钻井液最佳配方。现场应用表明，阳离子钻井液性能稳定，抑制能力强，具有优良的流变性，较强的携带钻屑、防泥包作用，提高了钻井速度；该配方防塌效果好，井壁稳定，井径规则，并与常规处理荆配伍性好，维护处理容易，满足了温西区块钻井施工的要求。     

MEG钻井液在吐哈油田小井眼侧钻井中的应用

吐哈油田小井眼开窗侧钻井主要采用混原油钻井液,不利于环境保护。从研究MEG单体的作用机理入手,以钻井液润滑性、抑制防塌性为主要评价指标,对MEG钻井液配方进行了优选,并对优选配方钻井液性能进行了评价。该钻井液在4口小井眼开窗侧钻井进行了试验应用。结果表明:应用井无阻、卡现象,平均钻井周期缩短了7.2d;在未混原油的情况下钻井液润滑系数比乳化原油(15%~20%)钻井液降低了34.6%;油层保护效果好,其中温5-41C井日产油14.4t,同比温五区块平均产量提高了128.4%,神218C井是神229区块目前唯一的自喷井。表明优选出的MEG钻井液具有优良的润滑性、抑制防塌性及良好的储层保护效果,特别适合强水敏地层及大斜度井和水平井等特殊复杂工艺井的钻进。     

深水合成基钻井液研究

随着科学技术的进步和人类对海洋石油资源认知水平的不断提高,海洋油气勘探开发已从浅海走向深海,甚至超深海。深水钻井液技术是深水钻井的关键技术之一,低温流变性和气体水合物是深水钻井液面临的主要问题。为了解决该技术难题,通过室内实验优选出了深水线性α烯烃合成基钻井液配方,并模拟深水作业温度环境研究了其低温流变性。研究结果表明,钻井液的黏度随着温度降低上升,而钻井液的Φ6和Φ3读数、动切力几乎不受温度影响。采用DSC(差示扫描量热法)技术研究了优选的深水合成基钻井液在20MPa、0℃条件下无气体水合物生成。室内实验研究结果表明,优选的合成基钻井液具有较好的抗温能力、抑制性、储层保护能力。     

三塘湖盆地裂缝性油藏保护储层暂堵技术研究

马朗凹陷是吐哈油田三塘湖盆地的主要产油区,属典型的低渗裂缝性油藏.通过对适合三塘湖盆地马朗凹陷裂缝性油藏使用的复配暂堵钻井液配方的评价,优选出了保护裂缝性储层的复配暂堵型两性离子聚合物钻井液.该体系对裂缝性油藏有较好的保护作用;与原来使用的钻井液相比,API滤失量可降至5 mL以下,岩心的渗透率恢复值提高20%以上,具有良好的保护储层效果.实验表明,复配暂堵型两性离子聚合物钻井液中使用纤维状暂堵剂XWB-1,明显地提高了裂缝性油藏的暂堵效果;该体系具有很强的抑制性,流变性合理,滤失量低,可很好地保护低渗裂缝性油藏,满足现场施工要求.     

中低相对分子质量多元醇类钻井液添加剂PA的研究与应用

通过中低相对分子质量多元醇对钻井液性能影响的试验，找出一种多元醇做主剂，选择其他几种多元醇与其进行复配，弥补单剂多元醇的缺点。采用正交试验，筛选出多元醇类钻井液添加剂PA的最佳配方。结果表明，添加剂PA与聚合物钻井液配伍性好，不影响聚合物钻井液的流变性，提高钻井液的润滑性和膨胀抑制性。多元醇类钻井液添加剂PA已在塔里木油田柯深101井成功应用，取得较好效果。     

钾盐聚合物钻井液在大港滩海地区的应用

在滩海地区和海上钻井,冰源和环境保护是优选钻井液体系时重点考虑的两个关键因素。钾盐聚合物钻井液选用海水为基液解决了滨海地区钻井用水困难的问题,配制该体系所需的处理剂低毒、无污染,有利于环境保护。介绍了钾盐聚合物钻井液体系的配方、性能和维护处理技术。经现场使用表明,钾盐聚合物钻井液体系满足了滩海及海上钻井施工的要求。     

岔15-332X井密闭取心钻井液技术

岔15-332X井是为了解冀中凹陷岔河集油田岔15断块长期注水后的油层情况而设计的一口密闭取心井。密闭取心对钻井液的滤失性、防塌性、携砂性和防卡性提出了更高的要求。本文介绍了岔15-332X井各井段的钻井液配方及其维护处理措施,以及密闭取心段的钻井液工艺。现场应用表明,该井所用的钻井液配方及维护措施是合适的,它满足了密闭取心的要求。     

国外微泡沫钻井液技术新进展及探讨

综述了近10年国外微泡沫钻井液技术的研究及应用进展,总结了国外在微泡沫微观机理及其体系流变性能等方面取得的认识。针对目前的技术现状,提出了微泡沫尺寸与地层孔隙喉道半径匹配关系认识不清、微泡沫引起的堵塞、室内评价与现场应用效果差异较大等几方面的问题。在此基础上,分别从微泡沫体系在多孔介质中的渗流规律及影响因素、微泡沫钻井液用化学剂、微泡沫钻井液制备方法3个层面,探讨了该技术的研究方向。即要建立数学模型定量描述微泡沫尺寸与多孔介质中匹配关系,从而为微泡沫在不同储层中的应用提供理论参考;研究微泡沫产生的"贾敏效应"对储层流体渗流能力的影响,避免微泡沫钻井液施工后可能引起的产液量下降问题;建立实验室与现场制备条件的对应关系,统一关于微泡沫钻井液的制备规范或标准。     

却勒地区高压差下保护储层钻井液试验研究

却勒储层属于碎屑岩孔隙型,储层胶结差,易造成井壁不稳定,所采用的钻井液其井底液柱压力必须大于地层孔隙压力才能保持井壁稳定.由于在储层钻井时形成了高压差,为了保证正常钻井,并减少储层伤害,确定合适的高压差钻井液体系是很有必要的.通过研究,在聚磺钾基钻井液体系的基础上,对高分子量聚合物增粘剂、降滤失剂、加重剂进行了优选试验,确定出适合却勒储层的聚磺氯化钾钻井液配方.对所确定的钻井液进行抗温性评价和岩心抗污染试验表明,该钻井液具有较好的抗高温能力和屏蔽暂堵功能,能够满足却勒地区高压差条件下对钻井液的要求.     

基于实例推理的钻井液配方设计系统

基于实例推理技术是近年发展起来的一种人工智能方法.基于实例推理是一种相似问题求解方法,其核心在于用过去实际中所用的实例和经验解决新问题.它可根据问题的特征,从实例库中检索出相似的实例,然后以知识库中的领域知识和经验为指导,根据问题的实际情况对检索到的实例加以调整、修改和综合,使之达到解决问题的需要.将基于实例推理的技术应用于钻井液配方的设计中,主要解决实例描述、特征提取、实例推理以及实例评价和修改等几个问题.通过钻井液配方实例的检索和实例推理算法的探讨,进一步加快人工智能技术在钻井液配方设计中的应用,可以提高钻井液配方设计效率,并使钻井液配方的设计更具规范性和合理性.     

大庆外围油田钻井过程中的油层保护技术

为了优选钻井过程中成本低效果好的油层保护技术,在大庆外围油田4个区块开展了钻井液损害评价室内试验和油层保护技术筛选试验。根据不同体系的钻井液对岩心的固相损害程度、液相损害程度和总体损害程度试验结果,搞清了目前外围油田常用的3种体系的钻井液对油层的损害程度,试验结果表明,钻井液对低渗透油层的损害较大,损害程度最高达64.54%,且以液相损害为主,因此,对于外围低或特低渗透油田油层保护重点是降低外来流体的滤失量。通过油层保护技术筛选试验可知,加入液体抑制剂的改性钻井液可使岩心损害程度减少20.04个百分点,采用超细碳酸钙屏蔽暂堵技术可使岩心损害程度减少5个百分点左右,说明这2种技术达到了保护油层的目的。