基于最小二乘估计算法的钻井液流变模式参数优化

借鉴最小二乘估计的优化思想,推导了流变模式(宾汉流变模式、幂律流变模式和赫-巴流变模式)的参数求解方法,并使用了拟牛顿算法求解,该方法避免了因转化成线性模型过程中的统计误差;根据SSE、RMSE和R2,评价了流变参数拟合效果。对实际流变数据进行拟合,结果表明,该方法拟合精度高,效果好,可应用于钻井液流变参数确定、流变模式优选及钻井液性能调整。     

一种改进的钻井液流变模式及评价

在简要评述目前比较常用的流变模式基础上,对林伯亨提出的流变模式进行了改进,得到了一种新的四参数流变模式。利用回归分析的数学方法,选用水基、油基、高密度、聚合物和甲酸盐5种不同类型的钻井液实验数据,拟合出不同流变模式的流变参数,并对拟合结果进行对比。结果表明：改进得到的新流变模式与宾汉、幂律、H-B以及林伯亨模式相比,拟合效果最好,可以很好地描述不同种类钻井液的流变性。     

基于改进黄金分割法的钻井液流变模式优选

钻井液流变参数的计算和流变模式的优选对于钻井作业的顺利进行至关重要。结合数值计算方法、回归分析和最优化的理论,在穷举法的基础上,引入相关指数、残差平方和以及残差方差3个评价标准,利用黄金分割法加快有根区间的收缩速度,提出了改进的黄金分割搜索算法。利用该方法,不用给定迭代初始值,收敛性好,克服了已有钻井液流变模式优选算法的缺点,同时适用于2参数、3参数、4参数流变方程的参数计算与流变模式优选。借助MATLAB语言编制相应计算程序对大量数据进行计算,并与前人的计算结果进行比较,结果表明:所采用的3种回归评价标准是有效的,与改进的黄金分割搜索算法相结合,能够回归出钻井液的流变参数,并准确地优选出流变模式,残差方差的计算结果平均降低了19.70%,计算结果精度更高。      

钻井液流变参数相关性研究

钻井液的流变特性常用宾汉塑性模式、幂律模式、卡森模式和赫谢尔-巴尔克莱模式来描述,不同的流变模式所诠释的流变性能不尽相同,其流变参数也不一样。通过实验测得聚合物海水钻井液和聚磺淡水钻井液在不同密度时的4种流变模式的流变参数值,对4种流变模式流变参数值进行分析对比,结果表明,塑性黏度、屈服值、幂律流性指数、卡森屈服值、极限剪切黏度和赫-巴屈服值均有较明确的物理意义;黏度参数之间、屈服值之间有一定对应关系;幂律流性指数与动塑比有密切的相关性。研究钻井液流变参数相关性,对于明确不同流变模式的流变参数的意义、流变参数间的关联以及在钻井液设计中确定流变参数值的范围具有非常重要意义。     

钻井液流变性研究的一种新方法

本文提出了一种新型、实用、快速、经济的钻井液试验方法－－回归正交试验法。在进行多因素影响。多参数限制的钻井液优选优配的同时，建立了因素间的定量关系式－回归方程，因此能进行配方或参数的预测与控制。利用该方法，在温度等因素对钻井液流变特性影响的研究中取得了理想的结果。     

钻井液流变参数的优选优控

钻井液流变参数优选优控技术,是优化参数钻井工艺实现科学钻井的必需的重要技术之一。本文从分析钻井液流变参数与钻井的定性关系出发,着重介绍了钻井液流变参数优选的依据及其院化指标范围和优控的技术措施。     

钻井液流变模式的探讨

介绍了几种钻井液流变模式及其流变参数,宾汉模式已被证明不适合大多数钻井液,幂律模式不能反映钻井液具有静切应力的特性,卡森模式、赫谢尔-巴尔克莱模式和罗伯特逊-斯蒂夫模式应用范围较广;介绍了优选钻井液流变模式的几种数学分析方法,其中回归分析方法和最小二乘法准确度较高,应用较为广泛;探讨了钻井液流变模式现场应用中存在的问题,对钻井液流变模式现场应用的发展趋势做了展望。     

钻井液水力参数智能设计系统的研制

以Delphi 7为平台开发了钻井液水力学智能设计系统.该系统以优化钻井液流变模式为基础,根据井身结构和钻具组合,模拟实际钻进参数,输入机械钻速和岩屑相关参数,通过图形和报表动态输出压力降、钻井液当量密度、岩屑临界输送速度等参数,用户可方便地对钻井参数进行对比和参照,并根据实际经验加以修改,以达到最优水力参数的设计.     

油基钻井液高温高压流变参数预测模型

在高温高压深井中,钻井液流变性受温度和压力的影响较大。研究油基钻井液的高温高压流变特性,建立宾汉流体的流变参数预测模型,对于现场及时调整钻井液性能、精确计算环空压降、实现高温高压井当量循环密度的精确预测及合理控制井底压力具有重要意义。对具有典型配方的油基钻井液在高温高压下的流变特性进行了研究,通过对实验数据进行多元非线性回归分析,建立了预测高温高压条件下油基钻井液表观黏度、塑性黏度和动切力的数学模型。由模型得到的预测值与实测值具有较好的吻合性,相关系数均在0.98以上。该模型可用于深部井段流变参数的预测和现场水力参数的精确计算。     

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。     

运用灰色关联分析确定钻井液的流变模式

正确选择非牛顿流体的钻井液的流变模式,对优选钻井过程中的钻井水力参数,精确计算钻杆、环空的循环压降以及钻井液的携带能力都是十分重要的。在5种流行的钻井液流变模式中,哪种流变模式与所描述的钻井液相关性最好,是运用通常的作田法、列表法和相关系数法都不能很好解决的问题。本文运用灰色系枕理论的关联分析方法,定量计算每一种流变模式的计算值与实测值的关联度,通过关联度值的大小顺序,可以确定相关性最好的流变模式,文中详细地描述了现有的5种流变模式和灰色关联分析的数学方法,并运用该方法对某井钻井液进行实例计算,得到了满意的结果。     

钻井过程中在线故障识别的灰色关联分析法

钻井过程中，事故发生前绝大多数情况下都有某些征兆，表现出相应的信号变化特征，出现事故征兆到事故的发生往往时间间隔很短。因此，有效地分析和处理这些信息，建立它们与系统运行状态之间的相互联系可以及时进行故障识别，防止事故的发生。文中利用灰色关联分析法，对钻井过程中在线故障识别方法进行了探讨。     

泡沫钻井液在钻井泵缸套内的运动分析

从理论上分析了泡沫钻井液在钻井泵缸套内的压缩、膨胀过程,绘制了理论循环指示图;推导出了钻井泵输送泡沫液时的理论循环指示功计算式,并讨论了钻井泵的充满系数。结果表明:充满系数不仅与泡沫特征值Γ1有关,还受泵余隙容积Vc以及泡沫压缩比p2/p1的影响。     

注采单元动态调配的灰色关联分析方法

油田开发现用的动态调配方法偏重于静态数据,计算参数多,过程繁琐,无法对可能发生的结果进行预测,为此,提出了一种新的综合应用动静态资料的灰色关联分析方法,引入“流率”概念,对地质参数进行简化处理。建立了采油井产油量、产水量与各井注入量之间的灰色关联模型,用该模型对双河油田Ⅶ下层系进行了灰色关联分析和应用,结果表明该方法操作过程简便,应用效果好。     

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��It is very important to correctly select the rheoiogic pattern for optimally seeking the drilling hydralic parameters and accurately calculating flowing pressure drop and cuttings-carrying capacity of drilling fluid.To select the rheologic pattern,this paper introduces a mathematic method(correlation coefficient method)which comparing with the methods of rheologic chart constrast and error comparision continued to use in the past has the adventages of simplicity and accuracy.The computer program for calculating the correlation coefficient is presented in this paper also.     

利用最小二乘法优选钻井液流变模式

钻井液流变模式的选择是现场生产中经常到的     

气体钻井转化常规钻井的替入钻井液技术

针对全国大规模推广应用气体钻井技术的情况,详细地分析了气体钻井所形成的井眼条件和替入钻井液时可能发生的井下复杂。气体钻井时,在井眼周围地层岩石应力得到充分释放,形成更多的应力释放缝,加之井壁岩石干燥,没有滤饼保护,当气体钻井完成后替入钻井液时,易引起多种井下复杂。针对替入钻井液后可能发生的井下复杂,提出了气体钻井转化常规钻井的替入钻井液优化配方及现场工艺技术对策,并通过多口井的现场试验,对降低井下复杂,缩短恢复常规钻井的周期见到了明显效果。     

空气泡沫钻井流体井壁稳定性研究

针对空气钻井中遇到地层大量出水时无法钻进、需转化为空气泡沫钻井的情况,优选出了有利于空气泡沫流体钻井时井壁稳定的处理剂GXG、AP-1和WJ-3,形成了一套具有良好井壁稳定性能的空气泡沫钻井流体配方,对该泡沫流体的抑制性、井壁稳定性等性能进行了评价。结果表明,所研究的空气泡沫钻井流体具有强抑制性,页岩回收率达97.4%,页岩膨胀量较清水降低67.1%。该空气泡沫钻井流体能使泡沫在井壁上形成保护膜,阻止水进入地层,有效防止井壁坍塌,井壁稳定效果良好。