人工智能钻井实时专家控制系统研究

随着石油工业的发展和科学技术的进步,钻井技术将进入人工智能钻井的新阶段。文中介绍了人工智能及其两个重要分支──专家系统、智能控制在钻井工程中的应用,给出了人工智能钻井的概念和内容。结合石油钻井工程的实际情况,提出了一种新型“实时专家智能控制系统”(RTEICS-Real Time Expert Intelligence ControlSystem),它综合了传统专家系统及智能控制的优点于一身,构成了一个完整的人工智能钻井系统。讨论了RTE-ICS的原理和构成,专家系统和控制系统的接口方式,以及需要解决的实时性、稳定性、可靠性、自学习性等问题。并展望了21世纪人工智能钻井的美好前景。     

套管钻井技术在盐丘井钻井中的应用

在路易斯安那州南部Chachalou-la盐丘油田附近钻常规井,由于地处湿地,需要从中央平台定向钻井。这些井经常会发生井壁失稳和漏失等井下故障,有些井采取多层侧钻钻达目的层,另一些井则未钻达目的层即弃井。对此,用套管钻井（CwD）技术钻了两口井,井深与采用常规技术所钻的邻井相似。两口井成功地钻达目的层,与邻井的平均成本相比,第二口井节省了25%的费用。两口CwD井均采用旋转导向技术进行定向控制,钻过严重倾斜的岩层。套管钻井作业包括注水泥回填、侧钻,以及两次打捞作业回收发生故障的井下工具。上述作业期间均未起出套管,体现出套管钻井技术的多功能性。     

国外最新井下导向钻井技术及其应用效果

本文介绍了当今最先进的井下导向钻井技术,着重介绍了在该技术中所使用的导向钻井系统的组合设计、操作方法及工艺特点。另外,以五个方面的实例详细介绍了在钻井中利用该技术取得的显著效益。     

大位移井钻井技术研究与应用

20世纪90年代以来,国外大位移井钻井技术飞速发展.为了发展我国自己的核心钻井技术,在国家"863"项目的支助下,研究了一套以扭矩、摩阻为核心的集成钻井设计和施工监测软件,及一套正排量井下可变径稳定器和一套井下闭环可变径稳定器;在钻成6口水平位移近4000 m的大位移井的基础上,集成了一套实用的钻井技术.     

关于人工智能方法用于钻井机械钻速预测的探讨

人工智能方法被广泛地用于预测钻井过程中的机械钻速,虽预测精度都能超过80%,但以前的算法大多仅选取一口井或一个开次的数据进行预测和检验,缺乏对邻井或整个区块推广和预测的研究,泛化能力有待检验。针对上述问题,讨论了相关性分析在机械钻速预测中对钻井参数选取的影响以及训练数据选取对人工智能模型泛用能力问题。引入地层参数、钻头参数及钻井参数作为输入参数,选取四川盆地某区块的实际钻井数据进行训练,评价了随机森林、支持向量机、梯度提升树、人工神经网络4种人工智能算法对整个区块机械钻速预测的精度。结果显示,随机森林算法对区块内各单井数据的预测精度能达到90%,对整个区块数据预测的准确度能达到88%,且使用区块数据训练的随机森林模型具有较好的泛化能力,认为该方法能够推广至整个区块,有利于指导该区块的钻井工程技术优化。     

复合钻井技术在文72块大斜度定向井中的应用

文72块是中原油田最复杂的断块油气田，断层多、地层压力高、地温梯度高，某些小断块存在复合盐层，近年来所布井位又多为大斜度双靶定向井，复杂多变的地质情况严重制约了钻井速度的提高。2001年以来完成了9口定向井，通过优选井位、推广高效PDC钻头、应用导向螺杆钻具，大力推广复合钻井技术，进一步完善井下复杂、事故预防系统，使钻井速度提高近一倍，综合经济效益显著。     

大位移井钻井技术研究与应用

20世纪90年代以来,国外大位移井钻井技术飞速发展。为了发展我国自己的核心钻井技术,在国家“863”项目的支助下,研究了一套以扭矩、摩阻为核心的集成钻井设计和施工监测软件,及一套正排量井下可变径稳定器和一套井下闭环可变径稳定器;在钻成6口水平位移近4000 m的大位移井的基础上,集成了一套实用的钻井技术。     

PCDS精细控压钻井技术新进展

为解决钻进复杂地层时普遍存在的井涌、漏失、坍塌和卡钻等井下故障,特别是“溢漏同存”窄安全密度窗口地层安全钻进的问题,研制了PCDS精细控压钻井系列装备,形成了欠/近/过平衡精细控压钻井技术,以及9种工况、4种控制模式、13种应急转换的精细控压钻井工艺,并在不同类型的复杂地层进行了应用,解决了“溢漏同存”窄安全密度窗口地层安全钻进的难题,提高了油气勘探发现率,大幅延长了水平井水平段长度,提高了单井产量。详细介绍了PCDS精细控压钻井装备的发展过程及最新进展,分析了PCDS精细控压钻井技术的现场应用效果,指出了控压钻井技术将向高效一体化方向发展,应用领域也将不断拓宽,其与信息化、智能化结合,将形成智能井筒安全控制钻井技术,为未来智能钻井技术奠定基础。      

钻井泥浆性能改进技术研究与实践

较全面地探讨了影响大位移井钻井摩阻的因素,提出了改进泥浆性能的一些措施,以便提高泥浆的润滑性能和防卡能力,减少岩屑床摩阻及缩径卡钻等引起的钻井阻力,最终达到降低大位移井钻井摩阻的目的。     

人工智能钻井系统展望

介绍了人工智能及其两个重要分支专家系统、智能控制系统在钻井工程中的应用,提出了人工智能钻井的概念、内容和一种新型实时专家智能控制系统ＲＴＥＩＣＳ《     

钻井工程人工智能十年谈

回顾了十年来钻井工程人工智能的发展历程,并展望了未来十年的发展前景。针对计算机网络化的必然趋势,以石油钻井故障诊断与事故处理多ＡＧＥＮＴ协同工作系统为例,描述了分布式人工智能的设计思想和典型设计方案。     

人工智能技术在轧辊设计中的应用

讨论了当前专家系统存在的问题，提出了在推理机中加入Agent技术的思想和方法以及宏观Agent和微观Agent概念，并将这些思想、方法和概念应用到孔型设计专家系统之中。     

人工智能在压裂技术中的应用现状及前景展望

随着人工智能理论和计算机技术的快速发展,智能化和数字化已成为推动储层压裂技术发展的重要力量。针对压裂技术智能化发展,阐述了人工智能技术在地质参数预测、压裂参数优化设计、压裂施工实时诊断与调控、压裂工具及材料研发等方面的研究进展与应用情况,分析了当前智能压裂技术发展存在的主要问题与今后的重点发展方向,认识到智能压裂技术仍处于探索试验阶段,国外在“甜点”智能识别、压裂参数优化、现场施工智能化控制等方面的研究已走在前列,并在北美地区多个区块的压裂服务中成功应用,国内仅在压裂大数据机器学习、智能化压裂材料等方面进行了早期探索,在智能压裂装备、工具、实时监测诊断和现场智能化调控等方面的研究与应用较少,与国外存在较大差距。分析认为,数据样本可靠性差、一体化智能压裂方法与装备欠缺和多领域交叉人才缺乏等是影响智能压裂技术快速发展的关键问题,并预测随着万物互联技术的发展,将形成智能化完井压裂系统,不需要人工干预即可完成储层评估、“甜点”识别、压裂参数优化设计、现场调控和压后评估等工作,真正实现一体化智能储层改造。      

人机联作智能地层对比技术

介绍了基于规划推理的人工智能地层对比方法原理，给出了人机联作软件设计，并采用ＯＯ技术在Ｘ－Ｗｉｎｄｏｗｓ／Ｍｏｔｉｆ主编程实现，实际应用表明，本方法软件在复杂地质情况下可得到较好效果，是一高效，准确，实用性强，交互性好的人机联作地层对比技术方法，为计算机自动地层对比提供了较好的技术途径。     

国内窄窗口钻井技术应用对策分析与实践

窄窗口钻井问题广泛存在于我国西部油田和深水、深部复杂地层,已成为影响和制约石油勘探开发进程与钻井施工的技术瓶颈。从安全密度窗口的定义出发,系统总结了窄窗口钻井的几种特殊情况,从窄窗口钻井的地层特点、工程施工难点、以及现有技术的缺陷等方面,提出了解决窄窗口钻井问题的主要技术对策,并给出了部分应用实例分析,为国内解决窄密度窗口钻井技术难点提供了有效的对策分析方法和技术参考。     

套管钻井技术在埕海一号人工井场的应用

大港油田滩海地区埕海一号人工井场应用Weatherford公司套管钻井技术，通过在导管上安装快速连接套管头装置进行无钻机固井，与套管钻井交叉施工，完成了13口井表层套管段的钻井作业。13口井表层套管段平均井深320．49m，总进尺4166．40m，平均机械钻速83．13m／h，单井平均机械钻速最高127．28m／h，均创造了大港滩海地区套管钻井的新纪录。通过应用套管批钻井，缩短了钻井周期，也降低了钻井成本，值得在同类井组开发中推广应用。主要介绍了埕海一号人工井场的概况、13口井φ431．8mm表层套管钻井的情况，对其应用效果与邻井区套管钻井或常规钻井进行了对比分析，并提出了进一步提高套管钻井时效的主要技术措施。     

钻井泥浆性能改进技术研究与实践

较全面地探讨了影响大位移井钻井摩阻的因素,提出了改进泥浆性能的一些措施,以便提高泥浆的润滑性能和防卡能力,减少岩屑床摩阻及缩径卡钻等引起的钻井阻力,最终达到降低大位移井钻井摩阻的目的。     

水力喷射定向钻孔技术实践与认识

水力喷射定向钻孔技术采用连续油管及水力喷射技术,实现对目的层的钻孔,是一项新型的增产工艺,具有定向钻进,深部穿透的优势。介绍了该技术工艺原理及主要工具,并举例说明了施工工艺过程。