计算机模拟技术在钻井工程中的应用及展望

计算机模拟钻井是在室内根据已建立的工程数学模型，用计算机模拟实现钻井施工全过程的一种仿真技术。钻井模拟于上世纪80年代提出，目前已成为许多油气公司降低钻井成本的主要手段之一。讨论了钻井计算机模拟的基本内容与方法，提出了钻井计算机模拟“一个基础、三个阶段和两个状态”的研究思路，提出了“连续的钻井地质环境特征参数剖面模型是影响钻井计算机模拟精度的关键因素”的观点，指出了钻井计算机模拟技术的发展方向和工程应用前景。     

录井技术与钻井计算机仿真

该文探讨了钻井计算机仿真技术与现代录井技术的关系,认为钻井仿真技术是现代录井技术拓展其功能的有力工具,其一是可以促使综合录井更准确地预报井下事故,通过模拟正常情况下的“理论曲线”与“实测曲线”的对比分析来做出事故预报;其二是为录井的中长期预报创造了条件;其三是可以提供多项服务,便于钻井设计方案的选优和对录井技术人员进行训练和培训。文章还简介了钻井计算机仿真技术的现状,这一研究的定义、内容及发展趋势,探讨了该项技术的应用前景。     

钻井工艺操作的模拟与仿真研究

钻井模拟技术可使钻井培训更加真实、透明、安全和高效率。本文着重介绍了钻井模拟器中的关键技术--计算机动画与可视化技术、面向对象的仿真技术和事件驱动机制技术、软硬件中断技术和现代通讯技术等,并结合DS-7B型钻井模拟器的实际体验和操作,指出了钻井模拟器的不足之处并提出了改进建议。     

录井技术与钻井计算机仿真

该文探讨了钻井计算机仿真技术与现代录井技术的关系，认为钻井仿真技术是现代录井技术拓展其功能的有力工具，其一是可以促使综合录井更准确地预报井下事故，通过模拟正常情况下的“理论曲线”与“实测曲线”的对比分析来做出事故预报；其二是为录井的中长期预报创造了条件；其三是可以提供多项服务，便于钻井设计方案的选优和对录井技术人员进行训练和培训。文章还简介了钻井计算机仿真技术的现状，这一研究的定义、内容及发展趋势，探讨了该项技术的应用前景。     

被动式钻柱升沉补偿装置气液控制系统的原理

重点介绍了一种被动式钻柱升沉补偿装置的组成、工作原理、操作、气液控制系统原理等。该装置采用气-液控制技术,可实现系统工作压力调节、液压锁紧、机械锁紧、储能器关闭等功能,利用该装置可有效地解决浮式钻井平台作业过程中波浪对钻井设备竖直方向的位置扰动问题,保障了正常的生产。     

优化气分装置分离序列降低装置能耗

研究中国石化济南分公司气分车间两套150kt/a气体分馏装置的实际生产情况,提出了通过优化两套装置分离序列以节能降耗的新思路。利用Hysis流程模拟软件在计算机上对装置进行了模拟,模拟结果表明,虽然分离序列和进料量发生了变化,但是丙烯产品质量合格。水力学计算结果表明,两塔的工作点在其可操作区域内,说明操作上是可行的。方案实施后,生产平稳,产品质量合格,取得显著的经济效益。     

气体钻井井眼干燥技术及携水模拟装置的研制

气体钻井过程中因地层出水引起的井壁失稳等技术难题,严重制约了该技术的推广应用。为解决这一难题,将合成的超吸水材料用于携带地层出水,并根据计算模型预测的出水量确定超吸水材料加量,携水工艺模拟装置可以确定超吸水材料适用的出水范围。实验结果表明,计算模型能对地层出水进行准确预测;合成的超吸水材料饱和吸水倍数为825倍、在5 min内吸水达到656倍、在矿化度为1 000 mg/L的水中最小吸水倍数为120倍、在p H值为6~11区间内的吸水倍数都大于600倍,在较高温度和压力下,保水率仍大于80%,能够满足大庆地层出水条件下气体钻井的携水要求。对吸水材料回收后,其饱和吸水倍数为700倍,可以重复利用;模拟装置能对不同出水量的携水工艺进行有效模拟,解决了以往模拟装置体积大、操作难等问题。研究结果表明,将超吸水材料应用于出水地层的气体钻井,为保持井眼干燥、扩大气体钻井应用范围提供了新的解决方向和技术思路。     

利用模拟软件优化脱乙烷塔操作

利用AspenPlus流程模拟软件对气体分馏装置生产丙烯部分进行流程模拟,并对影响脱乙烷塔的操作条件进行优化,寻找出最佳工艺操作点。     

利用电缆测井数据预测岩石机械性能及其在钻井模拟上的应用

使用电缆测井数据获得岩石强度及研磨性作为井深的一个函数。该信息被输人由计算机辅助的钻井模拟器。然后使用和现场相同的操作参数来模拟测井。比较现场及模拟的不同钻头行程的钻进速度及钻头磨损状态显示出很相近的一致性。这表明不但利用地球物理数据获得岩石机械强度及研磨性的技术是正确的，并且钻井的机械学运算法则也与现场的钻井过程相吻合。认为当模拟器以此方式调节重现现场模拟过程时，可用于研究不同的钻井方案。达到找出将来在相似的地质环境下钻井的最佳条件的目的。．     

模式识别调优技术在三套常减压装置上的应用

本文针对在大庆石油化工总厂炼油厂三套常减压装置上的模型识别调优应用研究，论述了计算机模式识别调优技术的理论基础，介绍了利用模式识别软件包进行操作数据处理和操作条件优化的方法。在该装置上采用模式识别软件包计算得到的优化操作条件进行生产操作，使装置的主要操作条件保持在优化操作区域内，获得了显著的经济效益。     

国内外钻井模拟技术现状及展望

钻井模拟技术可为降低钻井成本和施工风险、提高钻井速度提供有力的辅助决策支持,目前仍然是国外的研究热点。掌握国内外技术现状和发展趋势是开展钻井模拟技术研究的重要基础。从钻井工艺流程操作训练培训模拟、钻井过程模拟、钻井技术经济评价模拟等3个方向,阐述了钻井模拟技术研究现状,分析了国内外有代表性的钻井模拟系统的功能和特点;从钻井模拟模型研究、钻井培训模拟器研制、钻井模拟系统研发等3个方面,分析了我国与国外先进水平的主要差距。在此基础上,提出基于虚拟现实技术的钻井模拟系统将是下一步钻井模拟技术研究与应用的主导方向;认为目前国内钻井模拟技术的研究重点将集中在地质模拟模型的研究与验证、钻前工程设计模拟优化技术、钻井过程的实时模拟与预测技术、基于实钻井的培训模拟器研制等方面。      

气体分馏装置能量利用现状及优化措施

在对国内气体分馏装置用能现状分析的基础上,提出了气体分馏装置工艺操作上存在的问题以及节能改进的方向。指出了可利用气体分馏装置流程模拟软件确定适当的产品纯度、优化最佳的回流比及塔的操作压力,可有效降低装置的能耗和操作费用。     

应用CCSOS催化软件对重催操作方案的预测和优化

利用计算机模拟优化软件这一有力工具，针对渣油催化裂化工艺，结合大港石油管理局炼油厂２０万吨／年重油催化裂化装置，提出了用计算机软化工艺操作条件用以指导装置生产的具体措施。     

煤气化装置低温甲醇洗系统流程模拟及优化

利用工艺流程模拟软件Aspen Plus对中国石化齐鲁分公司煤气化装置低温甲醇洗系统流程进行模拟,利用严格的机理模型,通过相关参数模拟值与实际值对比,建立了稳态模型,能够较好地模拟工艺过程,量化了装置操作条件与产率和产品属性的关系,能够指导装置操作条件优化,为提高装置产品质量、扩大装置规模、增加装置效益提供了参考资料。     

大庆钻井全尺寸模拟试验装置

大庆钻井全尺寸模拟试验装置由模拟试验主机，液压传动及控制，钻压伺服控制系统，测量系统，计算机数据采集处理系统等组成。在模拟试验装置上，可用全尺寸钻头在模拟现场钻机功能和井底条件下进行钻井全尺寸模拟试验研究，尤其可以实现井下工具工作状态下的动态参数测量与性能测试。装置的控制系统可以实时地交互改变钻井参数，测量系统可以准确地测量常规钻井参数和井底动态参数，并通过数据采集分析完成各种试验。     

PDC钻头破岩试验系统研制

钻头质量的优劣、与岩性和其他钻井工艺条件是否相适应等,影响着钻进速度、钻井质量和钻井成本.针对相应地层优化钻头设计参数,研制了钻头破岩试验系统.该系统采用液压装置给定钻压和转矩,计算机自动检测、控制并保存相关参数,能够真实模拟和分析钻井破岩机理,为钻头的优化设计提供试验数据.试验表明,该系统测试准确、性能可靠,应用前景广阔.     

MTBE装置水萃取塔的模拟运算

MTBE装置水萃取塔的料水比是生产操作中的一个还会影响该塔对甲醇的回收效果.为了精确量化料水比及废气排放量的值,优化装置的操作,利用HYSYS软件对MTBE装置进行了模拟核算,所得到的计算结果和真实流程吻合,应用分析表明模型能够确定、优化工艺运行条件,提高装置的经济效益.     

Visulogger录井仪在钻井工程中的应用

Visulogger录井仪是地矿部第五普查勘探大队近年从美国引进的先进录井装置,具有操作简单、工作可靠、显示直观等优点。本文简要介绍该仪器的主要功能及数据采集方式;通过新疆塔北两口井的录井实践证实,该录井装置在钻井和起下钻作业过程中能连续采集和输出各项钻井参数,及时发现井涌、井漏、卡钻等事故,在钻井生产和管理中起着重要的作用,已成为优化钻井和现代井控中不可缺少的设备。     

统计调优技术在乙苯回收塔上的应用

统计调优技术的基本思想是在不扰乱正常生产秩序的前提下,根据现代控制理论中的“黑箱法”原理,将计算机技术、数理统计方法和最优化方法应用于工厂生产操作,通过对生产装置日常积累的操作数据的整理、归纳与分析,依靠计算机找出现行生产装置的最优化操作条件来指导生产。     

液动射流式冲击器的研究现状与发展方向

冲击器作为旋冲钻井工艺技术实施的核心部件,其性能直接关系到旋冲钻井的效果。介绍了液动射流式冲击器的结构、原理和优点,并对冲击器的计算机仿真技术、结构优化及加工现状、性能测试现状进行了评价分析,指出液动射流式冲击器今后将朝着长寿命、大冲击功以及系列化、集成化方向发展。通过对冲击器的持续研究和改进,旋冲钻井工艺技术必将广泛应用于石油钻井行业。