井筒风险录井评价技术研究与应用

随着勘探开发的不断深入,钻探目标地质条件日趋复杂多样,各类风险频发。为确保安全高效钻井,针对钻井施工风险,开发了钻柱摩阻跟踪、地层压力预测和钻井时效分析3个监测功能模块,制定了钻前风险预测、钻中风险监测和钻后风险总结的井筒风险录井评价技术方案,并系统阐述了该项技术的研发设计和实际应用。井场应用效果表明,该项技术对于分析区域钻井施工风险、预防和减少钻井施工复杂情况和事故发生、评价钻井效率及保障钻井安全起到了重要作用。     

钻井工程风险评估与控制系统的设计与软件研发

为了提高国内钻井风险评估水平、缩小与国外的技术差距,开发了一套集“钻前风险预测、钻进风险监控、钻后风险总结”于一体的钻井工程风险评估与控制系统,并完成了相关的软件研发。该系统包括5个子系统:含不确定度钻井地质力学参数钻前描述及随钻更新子系统、钻前工程设计风险评估与控制子系统、钻井作业过程动态风险评估与控制子系统、钻后工程风险总结与分析子系统以及钻井工程风险数据库子系统。该软件可以实现对井下复杂与事故的钻前工程风险预测和钻进过程中的工程风险监测以及钻后的风险总结,为钻前优化钻井工程设计方案、钻中规避钻进过程中的工程风险和后期待钻井工程设计方案的优化制定提供技术指导和科学依据。     

海洋石油实时智能钻井辅助决策技术进展

近年来中国海洋石油集团公司积极进行数字化转型,引入了实时智能钻井辅助决策系统。基于该系统形成了作业效率实时统计分析、摩阻扭矩及水力学参数模拟预测、基于多源信息的地质工程一体化地层压力实时监测等数字化关键技术,为高难度复杂井提供了实时数据监测、工程风险模拟及作业方案优化服务,应用效果良好。结合当前现状,未来还需进行高阶的人工智能实时辅助决策技术研究,开展工程软件自主化研发,利用地震、钻井、录井、测井等资料建立更加全面、智能的地质工程一体化钻井工程管理平台,有效识别诸如卡钻、溢流、井壁坍塌、井漏等钻井工程问题,形成历史数据与实时数据联动的地质-工程-信息技术一体化的智能、安全、高效的钻井技术。     

钻井风险因素综合评价方法及模型建立

钻井工程存在大量不确定性，具有高投入、高风险的特点。若能提前预测潜在的风险及其发生状态，在决策钻井方案之前将各种风险因素考虑进去，根据现场实际情况不断修正方案，则可将风险发生的可能性控制在最低程度。传统的评价方法不能很好地定量评估所存在的风险。为此，在进行钻井风险识别的基础上，总结出钻井风险来源于设计、地质和工程3个方面，建立了钻井风险因素的递阶层次结构；从钻井过程的特点出发，提出采用AHP与模糊综合评价相结合的方法对钻井风险因素进行定量评价，并建立了钻井风险综合评价模型。该模型能客观、定量化地评价钻井风险。     

无意外钻井技术发展概述

各类钻井技术及工具的发展及应用有效降低了钻井成本,提高了钻井效率,但是,井下复杂情况及事 故依然是影响钻井效率和成本的重要因素。无意外钻井技术可利用地质信息、钻前计划和随钻信息,实现钻前及 钻中对各种井下风险的识别、分析、预防和控制,减少甚至消除井下事故和复杂情况,提高钻井效益。无意外钻井 工艺流程为钻前预测、钻中分析调整及钻后统计三部分,其实现所需的关键技术主要有地质力学模型、地层压力预 测、风险预测模型、随钻监测与风险分析以及三维可视化等５项。国内无意外钻井技术的发展需集中在随钻测量 技术、风险预测模型、跨学科协作及可视化等方面。     

基于钻前风险预测的井身结构优化方法

考虑钻井工程风险、基于钻前风险预测的井身结构设计是钻井施工安全顺利进行的保证。钻井工程风险在实钻过程中的主要表现是:井漏、井喷、井塌、卡钻以及井下工具失效等问题。首先基于邻井资料求取了待钻目标井含可信度的地层压力剖面,再利用钻井风险评价方法对待钻目标井井身结构设计方案进行评价,在钻前预测出可能发生的工程风险,并基于预测结果优化井身结构设计方案,规避钻井风险的发生。新方法为合理规避工程风险、调整施工方案、安全快速钻井提供了科学的依据,可以有效降低钻井工程风险发生的概率和频度,缩短建井周期,对于安全、高效钻井具有重要意义。     

钻井工程风险评价的一种简单实用方法

钻井工程存在大量复杂和不确定因素,具有很大风险性。如何进行准确的钻前风险评价和有效的钻井风险控制,不仅是控制钻井工程风险的前提,更是钻井工程投资决策的重要依据。文中以层次分析法为基础,通过调查研究分析,发现很多情况下的钻井技术风险主要由地层风险、生产风险、后勤保障风险以及其它风险所组成。采用1-9标度法建立专家评判矩阵,对钻井风险因素进行定量评价,建立了钻井工程风险综合评价模型。通过对实例的分析,说明该方法的简单实用性。     

基于神经网络模型的钻井作业期间风险识别探索

针对渤海油田A区块钻井作业期间起下钻过程中的风险识别问题,应用大数据手段,获取了该区域100余口井钻井数据,通过对各类机器学习模型对比,优选神经网络模型作为起下钻期间风险评价模型建立的理论基础,编写神经网络训练脚本,针对憋压憋扭、起钻遇卡、下钻遇卡、划眼遇卡和倒划眼遇卡等五类复杂情况开展训练与测试,结合井史数据显示模型...     

基于随钻测井的地质导向解释系统研究与应用

通过理论分析和方法研究,实现了地层岩性定性判别和流体性质识别;随钻测井资料预处理和标准化后,可以利用两条随钻测井曲线实时识别地层岩性;经过垂深校正,可以直接与直井测井曲线进行对比分析,并采用直井参数解释方法对所钻遇地层进行随钻地层参数解释,通过邻井对比再结合地质、钻井等资料进行随钻地层评价;提出了从测井曲线中提取小层对比信息和极值方差聚类自动分层方法,实现了所钻地层的层位和岩性对比;研发了水平井地质导向测量参数随钻解释系统。实践表明,水平井地质导向测量参数随钻解释系统能够较好地指导油气藏评价和水平井地质导向钻井施工,随钻解释成果与电缆测井解释成果相比具有很高的可比性。实施地质导向钻井技术的前提是将随钻测井数据与储层地质特征进行实时对比和评价,从而有效控制井眼轨迹的走向。建立实时解释平台是实现地质导向钻井的基础工作,而研发基于地质导向钻井的测量参数随钻解释系统可以为地质导向钻井井眼轨迹控制提供决策依据。     

钻井辅助决策系统构建及在渤中19-6的工程实践

为了解决钻井工程产生的大量数据缺乏有效分析处理和深入挖掘的问题,并实现井场与基地及时的技术互动与远程支持,开展了钻井辅助决策系统的研究与构建。实时动态的钻完井数据库以钻井模拟器为核心,集成了耦合水动力模型、摩阻与扭矩模型、钻速优化模型等钻井工程计算模型,实现钻井过程的实时动态模拟、三维可视化、远程钻井监控。通过渤中19-6勘探项目9口井的应用,结合摩擦因数反演法、水力模型拟合法以及阶段校正等方法,最终实现了摩阻与扭矩、水力参数模拟精度90%、地层孔隙压力监测精度97%的准确度,开展了累计20余次的远程专家会诊技术支持工作,最终建立了一套基于数据瞬态模拟分析的远程钻井辅助决策系统结构与工作方法。     

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。     

琼东南盆地深水区探井随钻压力监测技术与应用

南海西部琼东南盆地深水区蕴藏着丰富的天然气资源,但钻进中面临着高温超压、水深、钻井液密度窗口窄等高风险难题,为降低探井施工作业风险,开展了随钻监测压力技术试验。在钻井过程中,以先进的随钻测量技术、数据传输技术作为支撑.将随钻测量的地球物理信息转换为井下地层3个压力数据,用于及时修正钻前压力预测模型,评估井眼稳定状况,调整钻井液密度;完井后,使用地层漏失试验、测压取样等资料再对地层压力进行计算,以便更新、完善钻前模型,为后续工作做好准备。该技术在深水区探井的实际应用表明,地层压力监测精度超过95%,同时,应用已完钻井的地层压力成果及实际钻井作业中实时监测获取的地层压力剖面,优化了后续滚动探井的井身构造,成功地减少了一层套管,极大地节约了钻井成本。目前该技术已在该盆地深水探井作业中被广泛采用.并取得了良好的经济效益。     

模糊综合评价法在探井井控风险评价中的应用

钻井过程中井控风险的影响因素往往不能定量化,常常采用一些比较模糊的语言给出风险程度的评语。模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评标方法。利用模糊综合评价法的基本原理,建立了适合于油气井控风险评价的改进模糊综合评价法数学模型,利用西部某油田的探井实钻资料进行了井控风险评价,评价结果与实际风险表现基本吻合,表明改进的模糊综合评价法可以适用于探井井控风险评价。     

地层压力随钻预测技术在高温高压井的应用

莺- 琼盆地高温高压井压力台阶多、压力体系复杂,仅靠钻前地震资料预测难以满足现场作业要求。地层压力随钻预测技术是利用综合录井的压力随钻监测结果,实时修正钻前地层压力预测模型和结果,从而提高地层压力预测精度。本文结合高温高压Y1 井的实例,应用国际先进的EquiPoise 系统进行现场地层压力随钻监测,根据地层压力监测的实际结果来修正地层压力预测模型,进而对下部未钻地层的地层压力进行再预测。钻后实测压力验证表明,该方法的地层孔隙压力预测精度达到94%,说明利用地层压力随钻监测结果实时修正地层压力预测模型,可以实现提高地层压力预测精度目的,为高温高压井钻井参数设计、钻井方案调整和安全控制提供技术保证。     

柴达木盆地复杂深井安全钻井技术

柴达木盆地钻探对象近年来逐渐向深层探索。超深井普遍存在压力系统复杂、地层岩性复杂、储层流体复杂、工程力学复杂等工程地质特征,钻井工程面临着设计优化难、施工风险大、钻井速度慢、工程质量控制难度大等技术问题。通过开展钻井工程方案优化、PDC钻头优选、超高温钻井液及高温水泥浆、高压盐水层安全钻井等研究,初步形成了柴达木盆地复杂深井安全钻井配套技术。现场应用6口井,均顺利完钻,平均井深为6286.6m,钻井周期达236.3d,平均机械钻速为3.15m/h,复杂时效为10.8%,较前期缩短45.6%。昆1-1井7310m井深完钻,创柴达木盆地最深钻井记录。     

非常规水平井地震导向关键参数分析及预测方法

水平井地震导向以三维地震资料为基础,综合地质、录井、测井和随钻实时地质评价等多种资料,为钻井工程提供靶体预估、趋势预判及风险预警等信息,即包括入靶导向（目标地层埋深预测）和水平钻进导向（地层倾角、小断层和微幅构造预测等）。然而,由于非常规储层地质特征不同,其水平井地震导向的难点或侧重点也不同。以滇黔川五峰—龙马溪组海相页岩气和松辽盆地泉四段致密油水平井地震导向为例,由于页岩分布广、箱体薄、成层性好,其地层埋深、地层倾角及小断层和微幅构造精细预测是难点,也是导向的关键问题;而致密砂岩相对较厚,其地层埋深、地层倾角、小断层和微幅构造在地震导向中的精度要求相对较低。砂体叠置关系复杂,横向变化快,是导致水平井出层的主要因素。所以,准确预测河道砂是其导向的难点和关键问题。根据储层地质特征分析,建立地质模型,通过钻探实例详细分析不同储层地震导向的关键问题,并基于水平井实时钻探的特点,应用动态地震勘探理论,建立“动态速度”,不断提高深度域地震数据精度,以解决页岩气地震导向关键问题;通过建立“动态属性”,不断提高致密砂体预测精度,解决致密油地震导向关键问题。这些手段有助于提高水平钻探效率和甜点钻遇率。     

准噶尔盆地南缘高泉构造三维地质力学建模及深探井风险应用

井眼不稳定易导致严重钻井复杂事故,并极大增加钻井成本,而准确的地质力学模型能够为钻井提供技术支撑.应用准噶尔盆地南缘深探井测井数据、地质力学测试结果、地层破裂压力测试和钻井日志得出邻井的岩石力学性质和压力剖面,构建一维地质力学模型,进而应用多井地质力学剖面来建立整个井区的三维地质力学模型.以三维地质力学模型为基础,可以...     

钻井风险控制系统关键技术

为了减少钻井中的井下故障,并提高钻井效率、控制钻井成本,研究了钻井风险控制系统的关键技术。分析了NDS系统及时传递信息的技术思路和随钻测量、地质力学模型、钻井风险管理、孔隙压力预测和可视化等技术,研究了eDrilling系统钻井模拟器的实时监测、虚拟井筒等关键因素和设计、钻进、培训及钻后评估等阶段的应用,以及Copilot系统通过测量井下工具受力诊断预测复杂情况的作用,明确了我国发展钻井风险控制系统应研究的关键技术,指出目前钻井风险控制系统研究中存在的问题。研究认为,钻井风险控制系统的关键技术包括随钻测量技术、数据质量管理技术、数据库管理技术、实时模型、可视化技术、风险控制软件系统和配套的基础设施。其中,实时模型包括流动模型、摩阻扭矩模型、振动模型、机械钻速模型、井壁稳定模型和地质力学模型等。关键技术的确定和实时模型内容的具体描述,可为我国研究发展钻井风险控制系统提供技术参考。      

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。