综合录井技术在实时监测钻井事故中的应用

综合录井技术在钻井作业过程中实时采集地质参数、钻井液参数、工程参数等信息,进行快速数字化处理,直观地展现随钻过程中的钻井情况,并实时监测钻井事故。结合大庆地区的钻井工程实例,重点阐述了综合录井技术在实时监测井漏、井涌、油气水侵、井塌、溜钻、顿钻、放空、卡钻、遇阻、刺钻具、刺泵、掉水眼、堵水眼、掉钻具等钻井事故中的重要作用。结果表明．该技术在钻井作业过程中实时监测井下复杂情况的准确性较高。     

气体钻井条件下工程异常监测方法

气体钻井是使用气体作为循环介质或作为循环介质一部分进行钻井的工艺技术,属于低压欠平衡钻井方式。由于工艺流程和循环介质与常规钻井存在差异,常规钻井条件下钻井异常预测技术不能完全满足气体钻井施工要求,为准确预测地层出水和防止发生井下燃爆等气体钻井特有的工程复杂状况,配套安装了温湿度传感器和红外线CO分析仪及其他相关传感器,并结合实际工作总结了气体钻井过程中地层出水、井下燃爆等工程异常的录井参数响应模式,进一步完善了工程异常监测方法,为保证气体钻井顺利施工提供了技术保障。     

利用综合录井信息实时监控钻井过程

详细介绍了利用综合录井计算机实时联机系统在钻井过程中地层压力、钻头工况和钻井事故实时监控的方法,并给出了有关的计算模型和步骤。该方法可以及时、准确地预报可能发生的井下复杂情况和钻井事故,对快速、安全钻井具有十分重要意义。建议研制新型扭矩传感器。     

钻井实时监控与技术决策系统研发进展

钻井实时监控与技术决策系统是及时分析钻井施工状况、预防和减少井下事故与复杂发生、保障钻井安全的工具．具有邻井数据管理、钻井实时数据显示、钻井风险因素分析和钻井风险推理等功能。文章提出了钻井实时监控与技术决策系统的总体功能和物理架构,介绍了构成该系统的远程数据无线传输子系统、数据管理子系统、钻井风险因素分析子系统和钻井复杂事故诊断与处理子系统4个主要子系统,探计了井下风险预测技术、风险识别技术和风险评价技术等关键技术、中国石油集团钻井工程技术研究院开发了井漏风险和地层流体侵入风险综合评价预测软件并在井上进行了应用,结果表明,该系统在预测井下事故与复杂情况方面是有效的,为进一步完善开发钻井实时监控与技术决策系统奠定了基础。     

钻井实时监控与技术决策系统研发进展

钻井实时监控与技术决策系统是及时分析钻井施工状况、预防和减少井下事故与复杂发生、保障钻井安全的工具,具有邻井数据管理、钻井实时数据显示、钻井风险因素分析和钻井风险推理等功能。文章提出了钻井实时监控与技术决策系统的总体功能和物理架构,介绍了构成该系统的远程数据无线传输子系统、数据管理子系统、钻井风险因素分析子系统和钻井复杂事故诊断与处理子系统4个主要子系统,探讨了井下风险预测技术、风险识别技术和风险评价技术等关键技术。中国石油集团钻井工程技术研究院开发了井漏风险和地层流体侵入风险综合评价预测软件并在井上进行了应用,结果表明,该系统在预测井下事故与复杂情况方面是有效的,为进一步完善开发钻井实时监控与技术决策系统奠定了基础。     

工程录井技术研究及其在准噶尔盆地的应用

针对勘探难度的增大及钻井“提速、提效、提素”的要求,提高和完善工程录井技术水平,使其更好地发挥钻井过程中井下复杂工况及事故的检测、预报功能,从而减少钻井施工风险,提高钻井时效。在总结多年工程录井实践的基础上,克拉玛依录井公司重点开展了引发井下事故的机理分析和准噶尔盆地工程复杂分布规律及特点的研究,以此为基础制定了系统的工程录井作业规范流程。由于上下重视、制度健全,近年来工程录井工作取得了显著实效,发现和预报复杂工况和事故2000余次,预报率100％,符合率96％,钻机月速明显提高,为安全高效钻井提供了有力支持。     

钻进参数实时监测与故障诊断技术

利用传感器采集的钻井数据,综合录井仪对钻井钻进过程进行实时监测与简单分析,对异常波动数据进行实时监测,异常数据超出限制范围时,通过报警装置发出报警。实践证明,综合录井仪具有对钻井事故的预测作用,综合录井仪通过详细监测各种钻井数据在一定程度上减少或避免了事故的发生。具有信息模式识别能力和自学习能力的人工神经网络把取自多传感器的信号作为输入信号,经过理论分析、事故记录、模拟实验和学习训练处理后,用较少的时间做出决策,保证实时诊断事故,及时排除故障并给出故障发展趋势及处理决策,实现了对钻井故障的实时诊断,综合录井仪和钻井神经网络故障智能诊断系统的结合保证了钻井工程的安全。监测、诊断、调节控制功能的集成是实现全自动化钻井的发展方向。     

欠平衡钻井录井监测技术研究

随着欠平衡钻井技术的广泛应用,常规综合录井设备、技术与方法已经无法满足现场录井工作的需求。文中分析了在欠平衡钻井条件下,常规综合录井技术与方法的不足;针对欠平衡钻井过程中出现的一些监测技术难题,如井底压力与欠平衡状态的监测,以及气体钻井过程中井下燃爆与地层出水的监测等方面进行分析与探讨;对欠平衡钻井条件下的录井监测提出了相应的配套技术与方案。通过研制的欠平衡地面监测系统,可以对欠平衡钻井过程中的关键参数进行监测,从而提高录井信息的完整性与准确性,弥补了常规录井技术的不足。通过现场多口井的应用和推广,取得了良好效果。     

基于长短期记忆神经网络的深水钻井工况实时智能判别模型

深水钻井具有高投入、高风险等特点,其工况实时判别是提高钻井时效、减少复杂事故的基础和前提。传统深水钻井作业中,钻井工况主要通过基于编程方式的物理模型与经验模型进行判别,难以保证时效性和正确率。为此,创新性地将机器学习引入深水钻井工况判别全流程,考虑综合录井数据的长时间序列特征,基于长短期记忆神经网络建立了深水钻井工况实时智能判别机器学习模型。通过对29 856 140行深水综合录井数据预处理,选取钻头深度、井深、大钩高度、钻压、悬重、扭矩、转速、立管压力,共计8个综合录井参数作为输入特征,建立了20隐藏层×70节点的长短期记忆神经网络模型,实现了旋转钻进、滑动钻进、接单根、静止、循环、向下洗井、划眼、向上洗井、倒划眼、起钻、下钻及“其他”,共计12种常见深水钻井工况的实时智能判别,测试集上正确率高达94.09%,满足深水现场作业需求。该模型可实时智能地判别钻井工况,充分验证了长短期记忆神经网络用于钻井工况实时智能判别的可行性与时效性,为钻井时效分析和复杂事故预警提供了机器学习模型基础,并将进一步拓展机器学习在石油工程领域的应用范围。     

综合录井监测技术在ND1井的应用

综合录井对钻井安全监测、提速提效起到了重要的作用。本文结合ND1井钻井工程实例,重点阐述了综合录井监测技术在施工钻井过程中随钻实时监测的参数数据变化情况,总结了不同事故类型的判断经验。该技术在钻井作业过程中实时监测井下复杂情况,为华北地区油气田勘探开发做出了巨大贡献。     

综合录井在安全钻井中的应用及发展趋势

针对目前国内钻井事故检测、预报技术存在的检测手段少、自动化、智能化程度低和检测技术理论不系统等现状，在调研分析国内外综合录井发展及应用现状的基础上，提出了可借鉴国外的经验，检测仪器研发的重点向井下转移；在地面参数检测方面，以综合录井信息为基础，利用故障检测与诊断的相关理论开发钻井故障检测和诊断系统与方法。综述了国外井下测量系统的特点及应用情况，对我国综合录井的发展方向进行探讨。     

随钻监测技术在气体钻井中的应用

气体钻井是近年来兴起的一种实用钻井技术,具有保护油气产层、提高钻速、缩短建井周期及处理井漏事故等优点,应用范围越来越广泛。与常规钻井液钻井相比,气体钻井是单向循环,使用气体作为循环介质来携带岩屑、清洗井眼,使得现有录井监测系统还不能满足气体钻井现场参数监测需要,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,影响气体钻井的安全性。基于井下燃爆理论和监测监控系统技术,开展了随钻监测基本原理研究,形成了UBD气体监测系统及分析技术;通过在多口井气体钻井现场服务,验证了气体监测系统及分析技术的合理性和实用性,为安全顺利实施气体钻井提供了有力的技术支持。     

钻井风险控制系统的研究进展

为了控制钻井复杂与事故,国内外一直都致力于研究建立智能的钻井风险控制系统。通过调研分析NDS和eDrilling等国外成熟的钻井风险控制系统以及国内在钻井事故专家系统、利用智能方法识别钻井事故、远程钻井事故专家系统、借助综合录井仪进行钻井事故诊断等方面的成果,明确了我国自主开发钻井风险控制系统的必要性和紧迫性。进而提出并建立了国内钻井风险控制系统的整体架构方案,其应实现的功能包括系统整体架构、钻井实时数据库、实时数据采集、实时数据传输、实时数据可视化、钻井风险因素分析、井下风险诊断与预测。最后,介绍了所研发的钻井风险控制系统取得的阶段性成果,包括数据采集软件、数据传输与接收软件、钻井数据管理软件,基于模糊综合评价和BP神经网络两种智能方法的钻井复杂实时诊断与预测子系统。多次现场生产测试结果表明,该系统符合率和实用性均较高。     

基于朴素贝叶斯算法的钻井溢流实时预警研究

高温高压井钻井过程中溢流未及时发现将引起严重后果,现有溢流监测手段依赖井下或地面工具,存在一定的时间滞后性,为此创建了基于朴素贝叶斯算法和钻井大数据的溢流实时预警方法。在具备一定已钻井规模的区域内,分析历史井溢流发生与地质资料、随钻测录井数据的概率联系,分别建立溢流的先验概率计算模型和包含了区域、地层、岩性、扭矩、泵压、机械钻速共6项属性的条件概率计算模型,基于贝叶斯理论计算溢流的后验概率,实现实时预警功能。研究表明,基于朴素贝叶斯的溢流预警方法在可靠性、传输时效性、资料可获得性等方面存在较大优势,结合实际算例,验证了方法的可行性。     

应用综合录井技术监测泥岩段井壁稳定性探讨

在钻探泥岩井段过程中,往往会因泥岩吸水膨胀而造成井径缩小或泥岩裂解,导致井壁失稳,引发卡钻等工程事故。由于不能利用综合录井所采集的泵压、钻井液流量、出入口密度、出入口温度、钻井液池体积等参数提前判断井壁稳定情况,且独立的某个参数很难准确、客观地反映钻井状态,多录井参数的综合应用成为必然。通过采集现场录井、随钻或测井参数,应用GW-MLE综合录井仪后台软件进行环空水力学和地层压力实时计算分析,并综合分析气测、地质等多种参数可以判断井壁稳定情况,进而实现对泥岩段井壁稳定性的监测。现场钻井事故实时监测数据验证了上述方法的可行性,表明应用综合录井技术能在工程事故发生前向建设方及时提示井壁稳定性异常显示,以便及时采取措施保障钻井施工安全,从而达到提高勘探开发整体效益的目的。     

空气钻井条件下的综合录井技术

作为一种钻井新工艺,空气钻井由于其大幅度提高钻井时效的优势,在钻井施工中广泛应用.为了使综合录井技术适应空气钻井提出的新要求,综合录井应从工艺、手段及方法上进行改进和调整,为此在介绍空气钻井原理的基础上,结合空气钻井在川东北普光气田的应用情况,提出了空气钻井条件下综合录井气体和岩屑采集、岩屑描述、异常预报监测等提高地质录井质量的有效方法,并在工程异常监测方面,系统分析了地层出水、钻具断落和井下燃爆的识别方法,对空气钻井条件下的综合录井作业具有一定的指导意义.     

随钻地层压力录井技术在莺琼盆地的应用

针对新探区地层压力数据来源少、精度不高给钻探带来的风险及造成的损失，中海油专门开展了相关课题的研究，系统地应用了综合录井随钻地层压力监测技术，并获得了可喜的成效。特别是在高温、超高压的莺琼盆地勘探中，通过细致的研究摸索，准确地计算了上覆地层压力系数及D指数趋势线数值，为保证随钻地层压力检测结果精确创造了条件。以莺琼盆地CHG井与DFG井为例，系统地介绍了随钻压力监测过程及方法，同时印证了录井随钻压力监测技术在高温、超高压盆地的应用是可行的、有效的，为避免井喷、井漏等事故的发生，宾现安全、高效钻探刨造了条件，提供了保障。     

钻井工程异常预警系统的设计与应用

为了提高钻井现场工程异常预警的智能化水平,在现有的综合录井异常预警方法的基础上,采用智能化的模糊诊断专家系统技术建立钻井工程异常预警系统。该系统应用了智能化和面向对象技术进行系统分析、建模和设计,能够紧密结合现场的实际情况,对不同区域的不同类型的过程异常实现自动化预警,提高了预警的效率和质量。文章对该系统的设计思路及预警系统建立模型及应用和发展方向进行了分析。     

钻具振动录井技术在苏丹钻井工程中的应用

针对钻具振动录井应用研究尚显不足的现状,概括介绍了钻具振动产生的原因、机理及其对录井技术应用的意义,阐述了钻具振动分析系统如何通过对电扭矩、转盘转速、大钩负荷和立管压力等测量信号的实时采集分析,得到振动频次、振动指数等参数,进而对工程、地质异常做出预测,达到减少工程事故、及时判断地下岩性和地层的目的。结合长城钻探录井公司使用LEAP—Pacemaker综合录井仪,在苏丹6区应用钻具振动录井技术在工程异常、地质异常预报方面取得的经验,对应用中发现的问题和下一步推广使用提出了建议。实践证明,钻具振动录井技术可在综合录井中发挥更大的作用,值得推广使用。     

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。