基于范例推理的钻具失效诊断与预测

针对钻具失效影响因素比较复杂,失效诊断与预测比较困难的特点,提出了一种全新的基于范例推理的钻具失效诊断与预测方法。通过研究,力争建立一种适用性强、诊断与预测结果可靠的钻具失效诊断与预测方法。首先根据现场实际钻井资料,利用影响钻具失效因素的数据建立范例库,通过数据挖掘的技术获取相似范例,实现通过范例推理的方法诊断和预测可能发生的钻具失效。结合实际工况,最终达到降低井下事故,提高钻速的目的。     

基于本体的优化钻井知识库系统模型的研究

优化钻井知识库系统的研究与开发关键在于系统及其知识库模型的建立.建立由领域层、推理层和任务层组成的优化钻井知识模型,集成各项现代信息技术,充分利用钻井工程实时信息及其相关静态和动态综合数据是建立系统模型的原则和目标,而本体是构建这一综合集成系统的核心技术.研制基于本体的优化钻井知识库系统是实现科学决策与管理, 降低钻井成本, 提高钻井经济效益目标的有效途径.     

钻井工程事故监测和预警方法研究

钻井工程事故的监测和预报是安全钻井和优化钻井的重要研究课题之一，也是工程录井工作的主要内容。在以事故预警技术研究为背景，简述钻井工程事故监测与预报方法和存在问题的基础上，提出了采用模糊理论实现钻井工程事故预警设计的新思想和技术方法，给出了推理算法及公式，阐明了测量参数与预警结果之问的函数关系，为计算机准确、快速处理创造了条件。此外，通过构建多种事故模型知识库，可使系统有较大的灵活性和适应性，以满足不同地区的应用要求。室内实验证实，该设计系统对事故判断正确，预警输出结果合理。     

钻井工程事故诊断机理及专家系统推理模型探讨

在咨询、归纳了大量钻井专家事故诊断和处理经验的基础上,探讨了钻井工程事故诊断机理,认为专家的诊断有两种方法:基于经验知识的浅层推理;基于钻井系统工作原理、结构功能及事故产生机理等系统理论知识伪深层推理。由此提出了钻井工程事故诊断和预测专家系统的两种独立的推理模型:捷径深层推理模型和深层推理模型。前者模仿专家进行浅层推理和深层推理时走捷径的情形,应用的知识是专家经验和深层推理得出的一些结论,对常见的钻井事故能快速有效地诊断,专家系统将首先启用它;后者模仿专家的深层推理,当使用前一模型推理失效或者得不到满意的结论时启用该模型。图2     

一种基于破碎比功的岩石破碎效率评价新方法

在石油钻井工程中,评价钻进效率差别的方法是利用钻速方程来计算各单因素对钻速的影响,计算工作量大,缺乏综合性。根据岩石破碎的基本理论,对牙轮钻头破碎岩石所消耗的能量进行分析,建立了岩石破碎比功的计算模型,并提出一种基于破碎比功的岩石破碎效率评价方法。应用所建立的模型和方法,可以有效地分析和确定不同条件下的岩石破碎效率,分析评价不同钻头、不同钻进措施条件下所产生的钻井效果,为钻井工程设计中优选钻头类型、优化钻进参数以及钻井事后效果分析提供了依据。应用该方法所得的计算结果,很好地解释了过平衡钻井和欠平衡钻井条件下同种地层而钻速差异较大的根本原因。     

案例推理技术在钻井风险预测中的应用

由于钻井过程中随钻测量工具应用的增加、随钻采集数据量的增大及钻井工程固有数据的密集性．在短时间内解释当前钻井工况愈加困难。如何高效利用这些数据来指导钻井作业,降低钻井风险,成为困扰钻井工程人员的难题。案例推理技术充分融合随钻采集数据和钻井实时分析数据,通过模拟人类的认知过程对钻遇的钻井风险进行推理分析,可以及时、准确地预测和处理钻井过程中各种各样的复杂问题．文中通过对案例推理技术原理进行研究,以井漏风险为例,详细介绍了基于案倒推理技术的钻井风险预测流程,并阐述了DrillEdge系统的工艺流程及其现场应用效果。研究结果表明,该方法简便实用,能够;住确快速地预测钻井风险,为现场作业提供一定的技术支持。     

钻井异常状态实时监测与智能决策系统的研究

提出一个新型的钻井异常状态实时监测与智能决策系统模型,该模型将钻井工程信息管理,钻井参数实时采集和智能化决策支持技术集成为一体,提出了由领域层、推理层和任务层组成的知识模型,提出基于本体的安全优化钻井领域知识构架,提出在井场局域网及其与基地、总部连接的远程网络环境下,利用多智能体的协同监控实时钻井异常状况的系统模型.     

页岩气一体化开发钻井投资优化分析方法研究

中国页岩气大规模开发处于起步阶段,钻井计价方法不够科学是一个比较突出的钻井投资优化管理问题。研究提出一套"计价方法一体化+标准井管理"的钻井投资优化分析方法。计价方法一体化就是建立满足油气勘探开发项目建设全过程管理需要的钻井工程计价方法体系,前提是需要建立统一规范的钻井工程工程量清单计算规则、钻井工程造价项目构成、钻井工程全过程计价标准体系。标准井管理是建立若干个标准井工程,用于科学投资决策和钻井生产组织,主要表现为6种作用。上述方法用于中国石油2021—2030年页岩气发展专项规划的开发井投资测算和降本增效优化分析,介绍了钻井生产力水平分析和预算定额、概算定额、概算指标、估算指标、参考指标的编制以及钻井投资测算方法和结果。     

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。     

一种新的油气田钻井参数监测方法和系统

钻井参数仪表是油气田钻井工程监测钻井过程、进行科学分析和科学决策的重要工具。国内外很多研究机构和公司在进行钻井参数仪的研究,但在钻井参数的测量方法、测量精度和可靠性等方面还有很多问题需要进一步研究。论文针对现有油气田钻井参数监测系统存在的问题,提出了一种新的大钩负荷、大钩高度等钻井参数的监测方法,研制了一套基于现场总线和客户/服务器模式、可进行异地监视的新型实时多参数钻井监测系统。该系统具有所测参数齐全、精度高、查询数据方便、界面美观友好等特点,已在钻井现场实际应用,取得了好的应用效果。     

滑动钻进造斜率预测与分析

滑动钻进工况下造斜率的准确预测是钻井工程面临的难点问题。首先利用加权余量法,建立了导向钻具组合的三维力学模型,得到了滑动钻进过程下钻头机械载荷及导向钻具组合的摩阻分布;其次考虑滑动钻进过程中工具的造斜特性,建立了零侧向钻速准则下的滑动钻进造斜率预测模型及折算系数反演方法;最后利用一口页岩气水平井钻井数据,反演计算了该井造斜率折算系数,验证了滑动钻进造斜率预测模型的精度,并分析了钻井参数、轨迹参数、钻头切削特性、工具结构等对工具造斜率和摩阻的影响规律。研究结果表明:滑动导向模式下,通过适当增加工具结构弯角、降低钻压、提高钻头侧向切削能力等,有利于发挥工具的造斜性能,提高滑动钻进效率,为导向钻井参数优化、工具结构优化设计及井眼轨迹控制等提供重要依据。     

欠平衡钻水平井全井段气液两相流模型研究

为了给欠平衡钻水平井技术提供工程设计依据，根据气液两相流研究方法在欠平衡钻井中的应用评价结果，利用环空及圆管内的气液两相流力学研究成果，建立了欠平衡钻水平井全井段气液两相流模型，用数值求解方法求解了该模型，并通过现场测量数据和试验数据验证了该模型的预测结果。该欠平衡钻井模型能模拟欠平衡钻水平井的全过程，预测欠平衡钻井过程中井底压力变化规律，对欠平衡钻井环空及钻柱内压力的预测精度在5%左右，能够满足欠平衡钻井工程设计的要求。该模型为欠平衡钻井井底压力预测及控制提供了理论依据，保证了欠平衡钻井的成功实施。     

一种多参数钻井模型实时辩识方法

针对钻井生产过程随时间推移而逐渐变化的实际，提出了适于实时优化钻井的多参数钻井模型自适应跟踪算法。该方法不仅能对原来钻井模型进行实时修正辩识，而且利用计算机程序计算简便、控制精度较高。该方法是对两种递推算法的推广，特别适用于新探区建立钻井模型。文中有计算实例。     

钻井水力参数优化方法及应用现状

钻井水力参数优化设计对于提高钻井速度有着非常重要的意义。总结了目前在钻井优化软件中常用的3种水力参数优化设计原则及其在钻井工程中的应用方法,并介绍了这些优化方法的差异和发展趋势。针对国外主要钻头生产商提供的水力计算软件及部分钻井仿真软件中的水力学计算模块进行了对比分析,指出了发展具有自主知识产权的钻井水力优化设计软件需要注意的问题及解决方法,对于优化钻井设计具有指导意义。     

磨溪高石梯区块震旦系探井钻井提速技术措施与效果

针对川中磨溪高石梯区块震旦系探井钻井技术难点,开展了深井钻井提速工程研究试验,通过优化井身结构、优选和应用个性化设计的高效PDC钻头、应用复合钻井技术以及优选钻井施工参数等技术措施,大幅度提高了震旦系探井钻井速度,形成了一套适合该区块钻井工程地质条件的深井钻井提速配套技术,为加快该区块天然气勘探步伐提供了有力的技术保证。     

基于双向长短期记忆循环神经网络和条件随机场的钻井工况识别方法

传统钻井作业中,钻井工况主要通过基于机理模型与人工判断的方法进行识别,无法保证钻井工况识别的实时性与精准度。为此,采用近年来热门的人工智能算法,将井深与钻头位置的差、钻头位置、井深、大钩高度、大钩载荷、转速、钻压、扭矩、排量共9项钻井参数作为输入特征项,训练调优并建立了基于双向长短期记忆循环神经网络和条件随机场的钻井工况智能识别模型,对复合钻进、滑动钻进、上提开泵划眼、下放开泵划眼、静止、坐卡、原地循环等共计20种钻机动态进行实时智能识别,训练集、测试集的正确率分别为96.49%、97.23%。该模型的成功建立,验证了人工智能算法的优越性,为人工智能算法在钻井工程领域的后续应用提供了丰富经验。     

钻井复杂情况监测与诊断技术及其发展

简述了钻井监测仪表在我国从无到有的发展过程,综述了钻井过程各种监测传感器及其可检测与诊断的钻井复杂情况及事故,各种钻井事故与监测参数变化之间的关系,以及钻井复杂情况预测与事故智能诊断技术的研究现状;分析了目前钻井工程事故监测与预报,主要通过测量和分析钻井工程参数的异常变化由现场人员来判断完成所带来的问题,智能诊断技术发展存在的困难等。指出研究将多种不同的智能技术结合起来的混合诊断系统,构成具有信息智能推理的钻井复杂情况预测与事故诊断的实用系统将是研究工作的目标。     

川西须家河组三压力模型研究

川西须家河组岩石致密、硬度高、可钻性差、机械钻速低、钻井周期长,严重制约了油气勘探开发等工作进展,有必要对该区三压力进行研究。本文通过大量的室内实验研究获得了岩石抗压强度、杨氏模量、泊松比等岩石力学性质及可钻性参数,并利用现场测井资料,采用Eaton法建立了地层压力计算模型,利用水力压裂方法确定的破裂压力结合岩石力学参数建立了利用测井资料估算川西须家河组地层破裂压力的模型,并基于Mohr-Coulomb准则,通过水力压裂模型反演方法获得坍塌压力。与实际地层压力进行对比结果表明测井计算的三压力剖面模型可靠性较高。该研究为钻头优选提供了一定的理论基础,同时对钻井工程设计和井壁稳定性研究都具有十分重要的意义。     

深井钻柱振动规律的分析及应

钻柱振动是在当前钻井工程中的普遍现象，对钻井的影响很大，钻柱共振是钻柱失效的主要原因。文章研究深井钻柱的振动问题，以深井钻柱为研究对象，分析研究了钻柱的纵向振动、横向振动及扭转振动。首先，建立了深井钻柱各种振动的力学模型，获得了钻柱振动所遵循的物理规律，得到了钻柱的各种共振频率。然后，结合实际对振动规律进行了应用，该研究为减小深井钻具损坏和优化钻具设计提供了理论依据。