基于随机森林的溢漏实时判断方法研究

在钻井过程中,对溢流、漏失作出及时准确的判断具有重要意义。文章采用以数据为驱动的机器学习算法—随机森林方法,来对溢流、漏失进行实时识别判断。基于随机森林的溢漏实时判断方法包括:综合钻井实时测量数据和井史数据生成溢流、漏失原始数据集;对溢流、漏失原始数据集进行预处理;采用自助法采样技术生成溢流、漏失训练数据集;对每个训练集,采用分类回归树算法生成分类树;对新的实时数据,利用已生成的分类树的投票结果判断是否有溢流、漏失发生。现场实例显示,通过对钻井实时测量数据的合理预处理,结合随机森林的方法,溢流、漏失可在早期被准确识别。同时,由于随机森林可以处理大量的特征数据(输入数据),并可在决定类别时,评估特征的重要性;利用随机森林对初选的特征进行重要性分析,结果表明,钻井液流入流出差对于溢流、漏失的判断具有重要影响。     

钻井过程中液体流量测量系统

众所周知,钻井过程中的钻井液具有多种功能:给井下马达传递动力、携带岩屑、加固井壁等等,其流量特性(瞬时流量和体积)对钻井指标有着重要的影响。因此,在现代钻井测量系统中用流量计测量和记录钻井泵出口高压管线中钻井液的瞬时流量,并用各种型式的流量计测量井口返出的钻井液流量,继而计算出钻井液的漏失量和地层液流的增量。     

含水漏失层段的气体钻井技术

钻井过程中,出现井漏特别是恶性井漏后,将给钻井工程带来一系列的难题。对于采用常规的钻井液堵漏方法不能解决的恶性井漏,应用气体钻井来钻穿漏失井段,可以避免在易漏失井段出现的漏失。在考虑漏失层特性参数对气体钻井影响的基础上,通过地层岩石吸水膨胀室内实验,分析了漏失层特性参数与气体钻井的关系,提出采用气体钻井来钻过漏失层或漏、水共层井段,解决了既有漏失层又有含水层或漏、水共层的井段的钻井难题。为钻遇复杂恶性漏失层井段选取欠平衡钻井方式提供了理论依据。     

侧钻井封堵封窜工艺实践

侧钻井技术已成为挖掘层间剩余油潜力的重要手段,而套管漏失问题逐步成为制约侧钻井发展的一个因素。侧钻井套管漏失可分为上部套管漏失、尾管顶悬挂器处漏失、小套管漏失或管外窜3种类型。分析了造成侧钻井不同类型漏失的主要原因,并结合典型井例,介绍了针对不同漏失类型的封堵封窜工艺,经现场实践,取得了理想的效果。     

双层钻具反循环技术在气体钻井中的应用分析

针对气体钻井地层出水及钻遇漏失层等问题,提出双层钻具反循环钻进技术应用于气体钻井的方法。双层钻具反循环气体钻井技术融合了气体钻井、潜孔锤钻井和反循环钻井三种钻进技术方法,具有所需气量小、所钻井眼的质量好、处理地层出水的能力强、有效避免和减少严重漏失等优点,适用于水敏性地层、坍塌和漏失
地层以及低压、低渗透气层。研究双层钻具反循环气体钻井技术,形成针对水层、漏层同存的钻井配套技术,能进一步拓宽气体钻井技术应用范围。     

微流量控制系统溢流探测与控制

微流量控制法是一种新的控压钻井技术,是威德福公司精细钻井技术( Secure Drilling) 的核心,可以提高大多数井况下的钻井效率,不管是简单井,还是高压井、窄密度窗口井、海上井或其他具挑战性的井,都可通过该方法自动探测井涌、控制井涌,避免井控事件,明显提高作业安全性。微流量控制技术利用专利运算法则,实时识别、测量井下出现的微量溢流和漏失,并采用非常精确的流量计测量回流情况,流量计安装在控压钻井节流的同一直线上,能快速探测到流体漏失或增加,并自动反应实时探测到的漏失量或增加量。该系统还可区别膨胀/收缩与严重的流体溢流/漏失,确定是否存在其他潜在危害,如节流堵塞、喷嘴堵塞或地面刺漏等,帮助作业人员监控泵效等。     

柴油(土般)土堵漏

在钻井过程中,常会遇到孔隙性和裂隙性地层,由于压力差,往往形成漏失。堵漏的方法很多,但多数需用较长的时间进行处理,因而影响了正常钻井,并增加了非生产时间。这里介绍一种堵漏工艺,具有施工时间短、见效快、安全可靠、不需起钻候凝,对封堵中、大型漏失具有一定成功率等优点,因此适于封堵深井漏失和多层漏失。     

缝洞型碳酸盐岩钻井堵漏技术探讨

井漏为缝洞型碳酸盐岩储层钻井过程的普遍现象,钻遇良好天然缝洞,极大程度上将可能发生漏失。而井漏失返是制约钻井安全、影响钻井效率、增大钻井成本的重要因素。结合研究区缝洞型碳酸盐岩储层特征,将钻井过程钻遇的储层分为可堵漏失层和不可堵漏失层两种,依据钻遇储层特征选择不同堵漏剂体系。提出针对本研究区钻井过程的防漏堵漏技术措施,为类似区块提供参考。     

塔河油田缝洞型储层漏失特征及控制技术实践

塔河油田中一下奥陶统缝洞性碳酸盐岩储层非均质性强,漏失压力可能为零或负值,钻井过程中极易发生漏失等复杂事故,这也是最严重的储层损害方式之一。根据塔河油田工程地质特性,结合钻井与完井实践,从储集空间类型及其地层条件下的变化,探讨了裂缝一孔洞型储层漏失和洞穴型储层漏失特征,介绍了TK1206和TK1231井的漏失处理过程。分析表明,塔河油田钻井完井液及堵漏浆配方对于控制裂缝-孔洞型储层漏失是行之有效的;对洞穴型储层漏失,目前普遍采取提前完钻投产的方法。建议开展低损害易解堵的钻井堵漏材料及配方优化设计工作,加强钻前漏失预测及漏层完井新方法研究。     

充气欠平衡钻井技术在低压漏失井的应用

充气钻井技术是通过调节注入气量、控制井口回压,降低循环介质密度,形成欠平衡环境的新技术,这一技术能减少储层污染、避免地层漏失等钻井难题。对于裂缝发育的碳酸盐岩压力敏感及窄密度窗口储层,利用充气欠平衡钻井技术,能很好的解决钻井难题,对解决压力敏感、低压漏失钻井难题具有一定的指导意义,在TLM油田YM-X井得到了有效应用。     

顺北5号断裂带南部压力剖面建立及井身结构优化

顺北5号断裂带南部受断裂构造运动影响,钻井过程中普遍存在恶性漏失、钻井效率低等问题。为此,基于邻井成像测井资料和钻井资料,建立了漏失压力计算模型,得到了顺北5号断裂带南部地层的四压力（孔隙压力、破裂压力、坍塌压力和漏失压力）剖面;根据四压力剖面和钻井技术难点优化井身结构,将侵入体未发育区域原有的五开井身结构优化为四开井身结构,并减小井眼尺寸,缩短了钻井周期;针对侵入体发育区域,设计了地层承压能力强的非常规四开井身结构和缩小井眼尺寸的常规五开专封井身结构,提高了井壁稳定性。现场试验表明:所建漏失压力计算模型的预测准确性较高;应用常规五开专封井身结构后,复杂情况处理时效平均缩短 27.8?d,钻井周期平均缩短14.6%。研究和现场试验表明,顺北5号断裂带南部采用优化后的井身结构能够解决钻井过程井漏和钻井效率低的问题,可为复杂地层超深井井身结构设计提供技术借鉴。      

泥浆帽钻井关键技术研究

泥浆帽钻井技术是针对恶性漏失地层最有效的钻井工艺技术,文章结合泥浆帽钻井工艺技术特点,通过深入地研究地层漏失特性,并结合牺牲液携岩规律,得出了牺牲液合理的正注区间计算方法;根据油气在地层及环空中的运移特性,
建立了泥浆帽合理注入周期和注入量计算模型。并根据泥浆帽钻井技术的特殊性,结合钻井现场实际,建立了设备连接方案。研究成果对现场施工有一定的指导意义。     

新型岩屑/掉块实时感测技术研究

为了预防和减缓井壁不稳定和卡钻等钻井事故,对岩屑/掉块的监测极为有益。钻井岩屑/掉块的传统监测方法是人工操作,缺点诸多。为了实现钻井岩屑/掉块的自动化监测,德克萨斯大学的研究人员利用最新的3D视觉技术,开发了新型岩屑/掉块实时感测系统,并利用设计的实体测试平台进行了室内试验。规则目标测试验证了新型岩屑/掉块感测系统的体积测量精度,真实岩屑测试获得了孔隙空间校正试验阈值。介绍了计算机视觉技术、新型岩屑/掉块实时感测系统设计和室内试验,并提出了相关建议。     

随钻压力测量系统的研制与现场试验

井底环空压力与地层压力的平衡关系是影响钻井作业安全的重要因素。由于井下工况复杂多变,而目前通过水力模型理论计算所得的井底压力与实际压力值存在较大的误差。文中介绍了一种可以测量近钻头处钻压、扭矩、环空压力、环空温度及钻柱内压力等参数并将测量数据实时传输至地面的随钻压力测量系统（PWD）。依靠PWD的实时测量数据,可以实时修正井筒水力模型,解释井底工况,预测钻井事故。现场试验证明,该测量系统测量参数准确、工作稳定可靠。通过与存储式PWD测量数值对比,该测量系统有较高的测量精度,具有实时传输测量数据功能,可为钻井作业提供有力的技术支持。     

辽河油田燕南潜山带钻井提速技术研究与应用

辽河油田燕南潜山带位于辽河滩海东部,古生界、元古界和太古界为油气勘探目的层。该区块地层古老,地质条件复杂,钻井施工中存在古潜山地层易发生井漏、中生界地层易发生井壁失稳、地层倾角大使井眼轨迹难于控制、地层硬度大机械钻速慢等难题。为了实现该区块的优快钻井,针对以上难点,开展了钻井提速技术研究,通过井身结构优化、钻井液体系优选、井眼轨迹控制技术研究及钻井提速工具的优选,形成了适合该区块的钻井提速配套技术。现场应用表明,此文形成的提速技术能够大幅提高燕南潜山带区块的机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本。     

川西深井复杂井漏治理技术现状及对策

川西深层裂缝发育,常钻遇漏失,甚至发生喷漏同存或喷漏同层等复杂情况.为此近年来尝试了桥浆堵漏技术、非渗透钻井液堵漏技术、高酸溶性防漏堵漏技术、气体钻井技术等多种治理手段,但都存在一定的限制;为改进完善防漏堵漏技术,研究应用了随钻防漏技术、双层同治技术、下套管井漏治理技术等,使堵漏一次成功率提高了15.6%～33.2%,...     

数显浮球液位仪研制与钻井溢漏预警试验

目前,钻井现场主要采用超声波液位计和浮球式液位仪对循环罐钻井液液位进行监测, 虽然超声波液位计实现了实时、连续测量,但当液面波动较大时其监测效果受到一定影响,容易产生误报。浮球式液位仪的监测更加稳定、可信度高,是井队判断循环罐液位的主要手段;但现有装置不能多点、实时记录循环罐钻井液液位的变化,需要坐岗人员定时观察记录,人员劳动强度大,溢漏判断准确度低、及时性差。此外,现有技术无法自动准确识别泥浆工加料、启停泵操作等,使用过程中误报率较高。针对上述问题,研发了一种基于循环罐浮球液位仪的数字显示与溢漏预警系统。现场应用表明该系统能够在开泵、停泵、变排量等环节均实时、连续、稳定监测循环罐液面波动,精度达到± 1 mm,并成功预警1次井漏事件。 系统实现了循环罐钻井液液位监测的数字显示,对于提高溢漏识别的准确度、减少误报和漏报,进一步保证钻井安全具有重要意义。     

BZ13-1油田井壁稳定性研究及应用

位于渤海中部海域的BZ13-1油田在前期钻井中存在溢流、井漏、阻卡等较多复杂问题,制约了钻井速度。井壁稳定的力学分析方法主要利用钻井资料、测井资料、录井资料等,分析地层压力、地应力、地层强度参数的分布规律,结合岩体强度准则计算坍塌压力与破裂压力,得出钻井安全密度窗口。通过对BZ13-1油田井壁稳定性进行分析,得出了高压层、易漏失层、易坍塌层位置,并据此对开发井进行井身结构设计,分析结果在开发井钻井中取得了良好的应用效果,有效减少了钻井复杂问题。     

泾河油田裂缝性致密油藏防漏堵漏技术

泾河油田为裂缝性油藏,钻井中普遍存在漏失现象。由于漏失情况复杂,堵漏耗费大量的人力物力,且制约了该油田钻井的提速提效。为此,从泾河油田漏失机理着手分析,考虑水平井水平段的岩屑积聚及钻具偏心,修正了利用环空摩阻法确定漏点位置的模型;筛选出不同颗粒堵漏材料,并进行室内复配实验,分别得出1~6 mm缝宽上部地层及储层的防漏堵漏配方;通过计算实钻中地层裂缝的宽度,选择匹配的配方堵漏,进而形成了泾河油田钻井防漏堵漏技术。通过现场实施,钻井液漏失量降低42.37%,处理井漏时间缩短34.04%,该技术在现场堵漏中具有很好的指导意义。     

渤海油田裂缝性油藏地质工程一体化井漏预警技术

为了解决渤海油田裂缝性油藏钻井过程中因断层、裂缝引起的井下漏失等问题,提出了地质工程一体化井漏预警技术。在叠后地震大中尺度断层刻画的基础上,通过滤波、断裂增强等特殊处理,进行属性优选及多属性融合,精细刻画中小尺度裂缝,建立了多尺度裂缝三维空间分布模型,设计井眼轨道时避开漏层,进行钻前风险提示,指导钻井作业采取相应的防漏堵漏措施;钻进过程中开展井漏风险随钻跟踪,实时调整并反馈井漏风险预测结果,及时优化井眼轨道,形成了随钻过程中漏层动态避钻技术,以充分保障钻井作业安全,降低钻井成本。钻前风险预测、钻进中井漏跟踪及随钻井眼轨迹实时优化等技术在旅大X油田应用后,实现了一趟钻规避断层漏失段。地质工程一体化井漏预警技术能够降低钻井风险,保障裂缝性油藏的钻井安全,为渤海油田增储上产提供了技术支撑。