基于范例推理的钻井液配方专家系统的研究

钻井液配方专家系统是以钻井液专家们多年来现场经验知识为基础,结合计算机技术及有关数据资料,建成的钻井液专家系统知识库,根据对油井各阶段的地层特点、井身结构、钻井措施等具体条件的分析,为钻井工作提供非常科学的设计参数,以便正确选择钻井液类型,决定相应合理的钻井措施,提高钻井液配制效率,实现钻井液的智能化管理,达到优质快速钻井的目的。     

钻井液完井液质量监控体系

经多年实践，中原油田建立了钻井过程中的钻井液完井液质量监控体系。讨论了钻井过程中钻井液完井液质量监控体系的控制指标及对有关指标的要求，对油气层保护工作措施和效果进行了分析。钻井过程中应进一步加强钻井液完井液质量监控措施，形成更加规范的监督、监测一体化队伍。     

大庆油田杏一区高压区影响因素研究

大庆油田采油四厂杏一区的异常高压层单砂体内,压力存在较大的差异,对钻井液密度的设计和完并技术措施的制定带来很大的难度.经综合分析钻井区块的储层物性、砂体形态、注采关系等因素,了解了钻井区块整体压力体系,并依据研究结果,合理设计钻井液密度和钻井措施,降低了生产成本,减轻了对环境的污染.     

LG地区超深井钻井液技术

通过分析LG地区的地质特点和钻井工程措施要求,针对超深井钻井液所面临的难题和挑战,建立和应用“三强”聚合物钻井液、“三低”防塌钻井液、欠平衡钻井液和抗高温弱凝胶防卡钻井液技术,较好地解决了长井段大尺寸井眼的安全快速钻井、气体钻井后替入钻井液的井壁稳定和井眼通畅、长段红层泥页岩井段防塌、欠平衡钻井和长裸眼小井眼的超深井高温防卡等技术难题。形成了LG地区的特色钻井液技术,有力地保障了该地区的安全快速钻井。     

CML双梯度钻井瞬态井筒温压耦合场

针对CML双梯度钻井井筒温压耦合场的相关研究较少。为此，基于CML双梯度钻井的工艺特点，考虑井筒内钻井液的流动特点以及温度、压力对钻井液物性参数的综合影响，建立了井筒温压耦合场数学模型，并结合钻井数据进行了数值计算和敏感性分析。计算及分析结果表明：返回管线与海水之间为单管横掠式传热，受到周围环境温度的影响较大，其温度分布与海水温度分布类似，井筒温度对钻井液密度的影响要大于压力的影响；在CML钻井中，通过动态调节钻井液帽的高度可以灵活控制井筒压力；通过对钻井液帽高度、泵压、排量进行优化设计，可以更好地满足对目标井底压力的控制需求。所得结论可以为深入研究CML双梯度钻井的控压钻井工艺设计提供理论参考。     

导向钻井系统在大斜度井中的应用

介绍了导向钻井系统的设计及对导向钻具理论特性的分析，针对河南油田大斜度井的特点，在钻井液性能和钻井工艺方面采取了相应的技术措施，充分发挥导向系统的优越性，提高机械钻速，减少井下复杂等事故隐患，降低钻井成本。     

钻井液固相侵入深度的计算方法研究

钻井液固相侵入储层后，往往不可避免地在喉道处发生沉积和架桥现象，从而造成堵塞和地层损害。文章根据物质平衡理论，在对钻井液固相侵入微观物理模型分析的基础上，综合利用钻井参数、地层物性参数、测井参数和钻井液浸泡时间等多参数实现了钻井液滤液侵入深度的计算，为钻井液固相侵入深度的计算打下了基础。同时引入了钻井液颗粒进入系数，并找到了其与储层孔隙度之间的基本关系。最终建立了定量计算钻井液固相侵入深度的数学模型。对塔中地区志留系6口井的资料进行处理，所计算的钻井液固相侵入深度与实验室岩心污染实验所测到的固相侵入深度吻合程度高。研究表明，该方法能为钻井过程中油气层的保护以及更好地为射孔和增产措施的科学决策提供重要依据。     

T453井三叠系石炭系地层安全钻井液密度窗口的确定

塔河油田三叠系、石炭系地层钻井过程中井壁垮塌严重，井径扩大率太，严重影响了钻井效率和固井质量。利用三叠系、石炭系地层岩心，进行了地应力与岩石力学参数室内试验研究，并根据试验结果标定了岩石力学测井解释的模型，根据S68井的测井资料分析了其坍塌压力、地层破裂压力，建立了安全钻井液密度窗口。根据研究成果，确定了T453井三开井段安全钻井液密度窗口，推荐了现场钻井作业的钻井液密度程序。现场试验表明，严格按照设计的钻井液密度程序施工可避免井壁垮塌、缩径导致的起下钻遏阻以及卡钻等井下复杂情况或事故。     

两口短半径水平井钻井液技术介绍

介绍了胜利油田河９０－平１井和盘４０－４１侧平１井两口短半径水平井钻井液体系选择及应用情况。分析了两口井钻井液技术要点，探讨了钻井液流变性能控制、泵排量选择、保护油层等方面问题。两口井钻井实践表明，正电胶及强抑制性聚合物钻井液体系及相应技术措施适合于该类型短半径水平井钻井施工。     

智能化井电的研究与发展前景

智能化井电（MEES）是人工智能（AI）中专家系统（ES）的一个分支，具有智能控制（IC）的基本内容，主要由钻井液净化处理专家控制系统（MECS）和钻井交流配供电专家系统（EES）的组成，着重介绍了智能化井电的功能，特点，并对其运行规则，智能控制和钻井液固相含量粒级监控等做了论述。MEES采用现场总结技术，其技术性能可用于工业自动化的一切领域，安装简单且传输速率高，不需要更换接口装置，为以后的扩展，与SCR或顶驱及参数仪等人工智能钻井设备并接提供了条件。     

应用专家系统进行定向井下部钻具组合设计

本文介绍专家系统DBDES(Drilling BHA Design Expert System),它将以前由钻井专家运用经验知识和BHA受力与变形设计BHA的这项人类智能活动,改用Micro-Prolog语言在IBM-PC计算机上实现。系统使用元知识控制策略,面向对象的知识表示方法,AND/OR知识结构模型,针对不同的地层、井眼条件,设计实用的基本可靠的BFIA。DBDES的研制为我国的钻井工程运用专家系统方法解决工程问题开创了一个良好的开端。     

ZQ2井盐膏层高密度欠饱和盐水聚磺钻井液技术

ZQ2是库车凹陷秋里塔格构造中秋2号构造的一口预探井,吉迪克组～库姆格列木群泥岩段（N1j2 ～ E1-2km1）盐膏层埋藏深度在4545～5827 m,地层特性膏盐层段长、石膏含量高、压力系数高、盐间软泥岩欠压实高含泥质高含水与软黏特性、φ333.375 mm大尺寸井眼,原设计为油基钻井液,后更改为水基钻井液,且井深结构更改为高低压层套打,对水基钻井液技术提出了较高要求。针对地层特性通过改变传统钻井液体系思路引入烯丙基磺酸钠四元共聚物降滤失剂MYK、改性植物胶包被抑制剂NXX、国内首次在欠饱和盐水体系中引入有机盐Weigh2对传统的欠饱和盐水磺化钻井液进行改造升级为聚磺高密度欠饱和盐水钻井液,在实钻过程中表现出包被抑制性强、抗盐膏污染能力强、性能稳定、维护简单、岩屑代表性强,流变性控制优于邻井欠饱和盐水磺化钻井液,在ZQ2井该段盐膏层取得了良好效果,解决了传统欠饱和盐水磺化体系因使用稀释剂致强分散、强依赖性而出现“加～放～加、增黏～降黏～增黏”难题,实现了该层位盐膏层及软泥岩安全快速钻进、井壁稳定、井下安全,电测、下套管一次性成功,为该区块优化井身结构奠定了基础。     

ZQ2井盐膏层高密度欠饱和盐水聚磺钻井液技术

ZQ2是库车凹陷秋里塔格构造中秋2号构造的一口预探井,吉迪克组～库姆格列木群泥岩段（N1j2 ～ E_1-2km1）盐膏层埋藏深度在4545～5827 m,地层特性膏盐层段长、石膏含量高、压力系数高、盐间软泥岩欠压实高含泥质高含水与软黏特性、φ333.375 mm大尺寸井眼,原设计为油基钻井液,后更改为水基钻井液,且井深结构更改为高低压层套打,对水基钻井液技术提出了较高要求。针对地层特性通过改变传统钻井液体系思路引入烯丙基磺酸钠四元共聚物降滤失剂MYK、改性植物胶包被抑制剂NXX、国内首次在欠饱和盐水体系中引入有机盐Weigh2对传统的欠饱和盐水磺化钻井液进行改造升级为聚磺高密度欠饱和盐水钻井液,在实钻过程中表现出包被抑制性强、抗盐膏污染能力强、性能稳定、维护简单、岩屑代表性强,流变性控制优于邻井欠饱和盐水磺化钻井液,在ZQ2井该段盐膏层取得了良好效果,解决了传统欠饱和盐水磺化体系因使用稀释剂致强分散、强依赖性而出现“加～放～加、增黏～降黏～增黏”难题,实现了该层位盐膏层及软泥岩安全快速钻进、井壁稳定、井下安全,电测、下套管一次性成功,为该区块优化井身结构奠定了基础。      

缅甸西海岸深水气田水基钻井液优化设计

为解决缅甸西海岸深水气田钻井面临的水敏性泥页岩井壁失稳、海底低温高压条件下钻井液增稠和易生成天然气水合物的问题,以聚胺抑制剂SDJA为关键处理剂,在优化钻井液低温流变性及优选天然气水合物抑制剂等关键处理剂的基础上,构建了强抑制性水基钻井液HIDril。室内性能评价结果表明,该钻井液具有较低的黏度和较高的动切力及6值,有利于清洗井眼,并且在温度4℃时具有良好的流变性;水敏性泥页岩回收率最高可达96.33%,抑制性能优良;在模拟海底环境的低温高压条件下,可有效抑制天然气水合物的生成;渗透率恢复率大于85.57%,具有较好的储层保护效果。在此基础上,针对缅甸西海岸深水气田不同井段的特点进行了钻井液技术方案设计,可为该深水气田钻井提供借鉴。      

张海39-39Z分支井钻井液技术

张海39-39Z分支井是大港油田第一口真正意上的四级分支井。根据该地区地层特性,综合考虑该井的井身结构、工艺特点、分支井眼工序复杂、保护油气层以及环境保护对钻井液的要求等,结合以往该地区钻井所用钻井液体系应用效果及其现场技术,张海39-39Z分支井在主井眼一开浅地层采用膨润土-聚合物钻井液钻进,二开明化镇组采用聚合物钻井液、进入馆陶组转化为硅基防塌钻井液钻进,主井眼三开及分支井眼均采用有机盐钻井液钻进,较好地满足了分支井不同阶段钻井与其它作业施工要求,钻井液性能稳定,效果明显。该井以合理的流变性能解决了井眼净化问题,以控制合理的有机盐含量和膨润土含量保证了钻井液抑制性、稳定性问题,运用合理的钻井液密度等解决了井壁稳定问题,为今后采用常规钻井液体系及其现场技术完成类似分支井作业提供了借鉴意义。      

钻井工程事故诊断机理及专家系统推理模型探讨

在咨询、归纳了大量钻井专家事故诊断和处理经验的基础上,探讨了钻井工程事故诊断机理,认为专家的诊断有两种方法:基于经验知识的浅层推理;基于钻井系统工作原理、结构功能及事故产生机理等系统理论知识伪深层推理。由此提出了钻井工程事故诊断和预测专家系统的两种独立的推理模型:捷径深层推理模型和深层推理模型。前者模仿专家进行浅层推理和深层推理时走捷径的情形,应用的知识是专家经验和深层推理得出的一些结论,对常见的钻井事故能快速有效地诊断,专家系统将首先启用它;后者模仿专家的深层推理,当使用前一模型推理失效或者得不到满意的结论时启用该模型。图2     

geoNEXT智能化综合录井系统

为适应石油勘探开发钻井过程中油气显示以及工程参数检测与智能化分析判断的需求,法国地质服务公司在AL-2、AL-3型综合录井系统的基础上推出了新一代综合录井系统——geoNEXT智能化综合录井系统。在介绍该系统组成、数据采集计算机系统特点以及数据处理过程的基础上,将该系统与传统综合录井系统尤其是与AL-2和AL-3型综合录井系统进行对比分析,归纳出该系统的4大优势：①高频率的数据采集提高了被测数据采集的精确度;②数据处理方面增加了系统异常自动报警、钻井液返出流量自动记录、精确的水力学计算、钻井液替换与固井状态显示等功能;③数据整合方面形成了独特的THEMA^TM数据分析工程师软件,可实现直接与客户决策层沟通,通过实时数据与理论模型的对比进行工程预警,发现并判断工程异常,为客户提供相关建议,提高钻井安全和效益;④针对突发工程事故原因查找与分析更为准确与及时。     

自动遥测泥浆流变仪

钻井液的质量性能,在钻井工艺中起着极其重要的作用,如何科学地评价钻井液的性能质量,则显得尤为重要。自动遥测泥浆流变仪,实现了计算机控制、实时检测循环钻井液流变性的目的,文中描述了系统的技术要求、方案选择和工作原理。     

深水控制泥浆帽钻井水力参数设计与计算

深水控制泥浆帽钻井技术可以应对严重漏失地层和高压、高含硫地层的钻井问题,但钻井水力参数的设计与计算较为困难。为此,结合深水钻井工艺流程,建立了深水控制泥浆帽钻井井底压力计算模型,给出了深水钻井不同工况下的钻井液密度确定准则和钻井液当量循环密度计算方法,并基于井筒内循环压耗分析得到了水面泵和水下泵的泵压计算方法;针对严重漏失地层和高压、高含硫地层的井筒压力分布特点,给出了该工况下的泥浆帽高度计算方法;结合井眼清洁准则和漏失量与漏失压差的关系,给出了牺牲流体排量计算方法,并以此为基础提出了深水控制泥浆帽钻井水力参数设计流程。以一口深水井为例,对控制泥浆帽钻井水力参数进行了算例分析,结果表明:泥浆帽高度主要由井底压力的大小决定,钻井液密度与排量的大小可对其产生一定影响,所以通过调节泥浆帽高度可以控制井筒压力。      

提高钻井液技术水平促进钻井技术进步

随着油田后期调整井、定向井的增多,钻井成本控制力度的增大,钻井事故、复杂情况有所增加,造成了很大的经济损失。经过对钻井液设计与现场施工情况分析,发现钻井液技术管理存在一定的问题,即部分井钻井液处理剂用量不足,钻井液设计处理剂分段用量不具体,钻井液配浆用水要求不严格,钻井液管理措施不完善。通过加强钻井液管理,重新制定钻井液各项管理制度,完善相关的配套措施,并认真组织实施,见到了较好的效果。