利用地震资料预测地层岩石抗钻特性参数

地震资料中蕴含着大量的地层信息,通过对其进行分析和处理,可以提取出整个地层剖面上岩石的岩性、相关岩石力学特性以及对钻井工程有用的信息。与其他地层信息资料相比,地震资料除了具有信息含量丰富、连续及成本较低等特点外,在未钻井的探区,地震资料是唯一可反映地下地层信息的数据资料。根据塔里木油田英买力地区的地层特点,利用VSP地震资料及数学上的最小二乘曲面拟合原理,建立了VSP系统校正模型,进而根据室内岩心测试结果和层速度时差校正值,通过相关性回归分析,建立了针对该区块的钻井地层抗钻特性参数评价模型。该模型能更准确地预测地层抗钻特性参数,其预测效果基本达到声波时差测井预测效果,并给出了相应的抗钻特性参数预测曲线。     

确定岩石抗钻特性空间分布规律的新方法

现有岩石抗钻特性分布规律的确定方法存在同一深度岩石抗钻特性分布不连续、应用测井资料不能建立岩石抗钻特性空间分布规律的问题.鉴于此,测定了新疆玛湖凹陷百口泉组地层岩心的单轴抗压强度、硬度和可钻性级值等,结合岩心对应深度的测井资料,建立了基于测井数据的岩石抗钻特性参数计算模型.将地层岩石抗钻特性参数的空间分布规律问题转化为...     

岩石声波时差与岩石可钻性的关系及其应用

根据目前国内在钻头选型方面存在的困难和问题，提出了利用测井资料进行钻头选型。通过室内试验和现场资料统计建立了地层岩石声波时差与岩石可钻性关系模型，结合巴楚地区情况进行钻头合理选型，得出了该区初步钻头选型结果，并在现场进行初步应用，取得了良好效果。     

录井资料在钻头选型中的应用

通过开展利用录井资料进行钻头选型方面的研究,开避一条钻头选型的新途径。中通过现场实验和资料处理建立了录井参数与岩石可钻性关系模型,利用该模型结合新疆塔西南巴楚地区录井、地质、钻井资料进行钻头合理选型,得出该地区初步钻头选型结果,并在现场进行了初步应用,取得了较好的效果。     

录井资料在钻头选型中的应用

通过开展利用录井资料进行钻头选型方面的研究,开辟一条钻头选型的新途径。文中通过现场实验和资料处理建立了录井参数与岩石可钻性关系模型,利用该模型结合新疆塔西南巴楚地区录井、地质、钻井资料进行钻头合理选型,得出该地区初步钻头选型结果,并在现场进行了初步应用,取得了较好的效果。     

钻井参数优选新方法

目前常用的钻速模式把地层因素的影响作为一个“口袋”系数．因此这些方程的应用只能局限于邻井或同一地区相似的地质备件，缺乏通用性，给钻井参数的定量优选带来很大困难。而岩石可钻性是表征岩石破碎难易程度的一个力学参数，是地层因素的综合体现，是影响钻速的最重要因素。以大庆油田部分区块地质夸件及大量室内试验为基础，建立了基于岩石可钻性表示的钻速模式和钻井参数优选的目标函数，应用实例表明，该模式参数获取方便，通用性强，为实现特定区域油田钻井参数的优选提供了一种新方法。     

地层抗钻能力相似性评价及钻头选型新方法

综合考虑地层岩石抗钻特性、钻头工作条件、钻头使用效果及钻头经济效益,利用灰色关联分析理论对地层抗钻能力相似性进行评价,筛选出具有参考价值的备选钻头,然后通过构造绝对理想解、改变相对距离度量方法和引入熵权建立钻头综合性能评价新模型,进而计算备选钻头与理想钻头的贴近度并确定合理的钻头选型.研究表明,通过绝对理想解的构造、相...     

渤中A油田火成岩地层抗钻特性及钻井参数优化研究

渤中A油田位于渤海渤中区块,其沙河街组和东营组发育有火成岩地层。火成岩地层厚度大,岩性复杂,可钻性差,严重影响了机械钻速,制约着钻井效率。为了节约火成岩地层钻井成本,针对研究区域火成岩可钻性差、机械钻速低的问题,开展了地层抗钻特性、钻井参数优化等方面的研究工作。结果表明,研究区域火成岩中斜长石含量超过2/3,地层的强度和硬度都很大。优化后的钻进参数如下：东一段的钻压为50 kN,转速为74 r/min,排量为58 L/s;东二段的钻压为75 kN,转速为73 r/min,排量为33 L/s;东三段的钻压为63 kN,转速为73 r/min,排量为31 L/s;沙河街组的钻压为86 kN,转速为120 r/min,排量为33 L/s。以上成果认识,对提高研究区域火成岩地层的机械钻速具有一定指导意义。     

用自组织法确定岩石可钻性的研究

钻头是直接破碎岩石的工具,钻头类型通常用岩石可钻性级值的大小来选择,文中选用数据组合处理方法（GMDH)建立央石可钻性与各岩石力学特性参数的函数关系,编制了该方法确定可钻性的计算机软件,文中给出了计算实例,通过试算表明,该方法运算简便,结果可靠,可用于计算岩石可钻性。     

分形理论及地层岩石抗钻特性参数的分形表示方法

介绍了分形、分维的基本概念及四种分维数的确定方法，探讨了分形几何在岩石破碎方面的研究成果，说明分形几何能很好地描述岩石破碎过程的不规则性和不确定性，指出分形维数是岩石微观结构、空隙结构、粉碎方式的综合反映。在室内实验基础上，确定了岩石破碎后的块度分布函数，计算了岩石破碎的分形维数。指出岩屑的分形维数与地层的抗钻特性参数（强度、硬度、可钻性等）有内在的联系，并对分形维数在地层可钻性预测中的应用进行了初步讨论。     

钻井液流动稳定性判别新方法

在钻井，固井作业中工作液基本都符合非牛顿流体的本构模型。因而研究非牛顿流体的稳定性判别方法对于科学设计钻井，固井等水力参数。避免在作业中出现不希望出现的流态具有重要意义。在全面分析了现有流体稳定性判别方法基础上，提出了应用圆管和环空断面平均剪切率与平均剪切力而得断面平均视粘度的方法，应用该方法建立了一种新的判别非牛顿流体稳定性的方法。利用文献中的实验数据对非牛顿流体稳定性判别新方法的验证结果表明，该方法符合流体流动本质，并且与雷诺数定义的本义相符，比普通方法相对误差小，岢以用于钻井水力参数设计施工。     

钻井周期预测新方法——以塔里木油田为例

钻井周期是油气田进行工程投资测算、勘探开发钻机部署的一个关键参数。为此,系统分析了国内石油钻井周期定额统计方法（经验估算法、统计分析法、技术测定法等）,在中国石油天然气股份有限公司现用的“3、5、2”分段加权平均法钻井周期定额预测模型的基础上,提出了先用“黄金分割”原则处理已完钻时效数据,再用“3、5、2” 分段法进行工时测算的新的钻井周期预测方法。改进后的预测钻井周期方法与地质深度、工程难度的联系更为紧密。应用该方法对塔里木油田轮南区块已完钻井实际数据进行了处理,对定额水平测算和分析结果表明,采用“黄金分割”测算的钻井周期工时定额值比“3、5、2” 分段法测算值要先进1.23%～6.78%,先进率在工程实践允许的范围内。该研究成果已用于该油田哈得、轮古等7个区块的钻井周期定额编制,取得了良好效果。     

岩石压缩系数测量新方法

为了更好地测量岩石的压缩系数,分析了传统的测量岩石系数的体积法存在的缺陷.体积法因存在表皮效应,而使得测量结果缺少基本的合理性.在此基础上,根据岩石压缩系数的理论计算公式,提出了测量岩石压缩系数的新方法"弹性模量法".新方法彻底消除了表皮效应的影响,而使得测试结果趋于合理.     

确定油井生产时间新方法

根据油藏物质平衡方程式,利用微积分思想,将油井变产量生产时间,转化为容易计算的、稳产方式下的油井生产时间,从而建立油井生产时间模型,并对模型求解,得到生产时间与压力的函数关系。应用该油井生产时间模型,计算江汉油田某一油藏的生产时间,其结果表明与实际生产时间误差很小,预测精度较高。     

基于盐岩损伤机理的深部巨厚盐层钻井液密度设计方法

为防止钻井过程中盐层蠕变发生塑性变形而导致卡钻等事故,传统的方法是建立蠕变本构方程及用实验确定蠕变参数,但是得到的控制盐层蠕变的钻井液密度不能很好地反映实际钻井情况.因而提出一种控制近井筒盐岩不产生扩容损伤变形的新方法,并利用该方法设计了深部巨厚盐层钻井液密度.通过室内试验分析了盐岩损伤变形过程中的声发射信号,确定了盐岩的扩容损伤边界.对于深部盐岩钻井工程中的井壁稳定性问题,根据八面体剪应力准则,井壁盐岩的应力状态控制在扩容损伤边界以内,设计了深部盐层安全钻井液密度窗口.与实际钻井对比分析表明,用该方法设计的钻井液密度窗口能够保证盐层安全钻井,且方法简单而有效,便于现场应用.     

钻井泵液力端故障诊断新方法

往复泵液力端故障原因及故障与征兆间对应关系复杂,为了全面地利用获取的振动信号资源,得到更全面、准确的诊断结果,将分析得到的幅值域的峭度指标、峰值指标、脉冲指标、裕度指标、波形指标和歪度等6个参数,频域的重心频率、均方根频率、频率标准差等3个参数以及32个小波包分频带能量值作为神经网络输入的备选特征向量,由此形成了液力端综合振动信号特征参数的神经网络诊断系统。为了对网络的性能进行比较,分别构建了BP网络和RBF网络。将上述特征输入向量作不同组合,分别输入该网络并进行训练诊断和效果对比,由此求得了最优诊断系统组合。利用此神经网络诊断系统,对现场实际使用的钻井泵液力端进行了多次的测试分析和调试,证明这种方法对钻井泵液力端的故障诊断是行之有效的,可取得较高的诊断准确率。     

一种新的钻井液出口流量在线测量方法探讨

现有的钻井液入口流量测量一般采用理论计算方法,当钻井液流量发生变化时,无法及时得知相应的变化量。目前对溢流和井漏的监测方法存在着干扰因素多、发现滞后等缺点。针对这些不足研究了一种新方法,该方法简单、成本低廉、便于操作,只需将现有设备稍加改造即可。应用该方法不仅可以在线测量钻井液的出口流量,还可以实时监测溢流和井漏,预报时机明显提高、准确率明显提高。在从理论上进行论证的基础上,介绍了具体实施方案。通过现场实验可知,将这种方法配合现有的方法综合使用,对监测溢流和井漏起到了很好的作用。     

计算空气-氮气钻井最小气体体积流量的新方法

目前对空气-氮气钻井最小气体体积流量的计算方法仅适用于岩屑不受碰撞作用力的理想情况下的携岩要求,而实际所需的体积流量往往高于该方法的计算结果,主要原因可能是未考虑岩屑多次碰撞、重复破碎造成的能量损耗.引入了岩屑重复破碎概念,根据井底和井口岩屑粒径的变化,确定了岩屑重复破碎能耗.并据此对Angel模型进行了修正,得到一种更加准确地确定气体钻井最小气体体积流量的新方法.利用该方法可以更加清晰、准确地描述气体钻井过程中气-固流动状态及沿程压力损失,从而更好地选择设备及节约钻井成本.     

欠平衡钻井液气分离器的研制与应用

欠平衡钻井技术有利于防止钻井液漏失、能及时发现和保护油气层 ,并能提高机械钻速等。但由于欠平衡装备价格昂贵、制约了这一技术的发展。鉴于这种状况 ,自行研制了一台适应欠平衡钻井施工的重力型液气分离器。这种分离器的关键参数是单位时间内能够分离液体与气体的体积 ,将液气分离量主腔容积、承受内压强度和钻井液最大处理量分别设计为 8m3、1 2MPa和 2 70m3/h ,气体最大处理量设计为 1540 0m3/h。经模拟试验和现场应用情况表明 ,研制的液气分离器脱气效果良好 ,能满足欠平衡钻井需要。