基于遗传算法的套管柱优化设计方法

针对复杂地质条件下套管外载荷多变的特点,建立了基于遗传算法的套管柱优化设计方法。应用遗传算法理论,确定染色体编码方式、初始种群的产生方法、染色体评估函数及遗传操作,建立基于遗传算法的套管柱优化设计模型,从而克服了传统套管柱设计方法在复杂地质条件下套管柱强度设计中运算过程复杂,无法兼顾套管成本与风险因素的缺点。对普光气田某井套管柱进行的设计验证情况表明,该方法设计结果准确可靠,既提高了套管柱可靠性,又有利于降低成本。该项研究为复杂地质条件下优化套管柱设计提供了新的方法。     

胜利油田低渗油藏表层套管优化设计研究

针对胜利油田低渗油藏的地质特征,在地层环境相对清楚,能够保证安全钻井井控的前提下开展了表层套管优化设计研究,用φ273.1mm套管替代φ339.7mm套管、开眼用φ346.1mm钻头替代φ444.5mm钻头,使得套管尺寸缩小了19.61%,井眼尺寸缩小了22.14%。研究分析表明,相同条件下,φ273.1mm套管柱比φ339.7mm套管柱强度更高,抗拉安全系数提高了10.58%～10.81%,抗挤安全系数提高了39.81%～39.67%,抗内压安全系数提高了14.29%。现场应用结果表明,采用φ273.1mm套管作为表套的井身结构优化设计方案可行,既能保证钻井井控安全,又能满足后期采油作业的要求,同时降低了钻井综合成本,达到了低渗油田高效开发的目的,具有重要的应用价值。     

深水油气开采风险评估及安全控制技术进展与发展建议

深水油气资源是国际油气勘探开发的主战场和技术争夺的制高点，南海深水油气资源丰富，但面临更恶劣的深水海洋环境、更复杂的浅层地质灾害、更具挑战的深层地质条件和更苛刻的深水油气开采工况，致灾机理复杂，作业风险极高，探索适用于南海深水油气开采的风险评估及安全控制技术体系，是确保深水油气安全高效开采的关键。针对深水油气开采面临的海洋环境、浅层灾害、深层地质、气井开采等四大挑战，通过技术攻关与工程实践，形成了具有南海特色的深水油气开采风险评估基础理论及关键技术体系，包括深水海洋环境风险评估与控制、深水浅层地质灾害预测与控制、深水钻井井控与应急救援、深水油气开采设施安全检测及监测等关键技术，指出超深水、深水深层、深远海等待勘探领域亟需解决复杂井作业风险高、关键核心装备和工程软件依赖进口、深水安全环保要求极高、数字智能化转型迫切等重大问题，提出了持续追求本质安全、推进关键装备和工程软件的国产化、增强高效风险防控与应急能力、智能化保安全等发展建议，以进一步推动深水油气开采风险评估及安全控制技术的发展与进步，实现南海深水油气安全、高效、自主、可控开发。     

南川页岩气田超长水平段水平井高效下套管技术

重庆南川页岩气田东胜区块是国内首个常压页岩气藏，为了有效动用地质储量、提升页岩气单井产量，在该区开展了超长水平段水平井先导试验。该区地质构造复杂，地层产状变化幅度大，导致井眼轨迹复杂、水垂比大及井眼清洁度不佳，使得超长水平段水平井生产套管高效下入面临极大的技术挑战。文中通过开展套管下入方式优选、漂浮下套管工艺设计及井眼清洁措施优化，形成了超长水平段水平井套管高效下入技术。该技术在SY9-3HF井（水平段长度4 035 m）成功应用，有效保证了下套管施工作业安全和固井质量，为该井后期高效安全生产奠定了良好基础，也为南川页岩气田乃至国内非常规油气超长水平段水平井下套管提供了借鉴。     

成本约束条件下的套管柱优化设计

传统的等安全系数法套管柱设计基本思路是“套管受到的载荷×安全系数小于或等于套管的强度”,其核心是强度安全原则,而较少考虑套管的成本。在现代钻井工程中,套管柱费用所占比例很高,所以研究既考虑强度又考虑成本的套管柱设计方法尤为重要。以传统套管柱设计力学模型为基础,结合线形规划理论,建立了成本约束条件下的套管柱设计的数学模型,并建立了图解法求解的步骤。实例验证表明,该设计方法具有求解简单、所设计的套管柱成本最低的特点。     

煤矿掘进支护技术在复杂地质条件下的应用分析

煤炭是现代社会重要的能源之一,对于我国这样的富煤贫油大国来讲,煤炭的重要性进一步提高。经过长年的开采,我国的煤矿资源开采深度不断加大,开采环境愈发复杂,技术人员需要挖掘大量的巷道来保证矿井深部的通风和煤炭的运输,又要进行大量的支护来保证巷道、矿井的稳定,保证矿下设备、人员的安全。本文从复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的难题入手,分析复杂地质条件下应用煤矿掘进支护技术的关键点,探讨复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的具体应用和应用中的关键点,为提升我国煤矿掘进的安全程度。     

深水工况下套管柱载荷分析

深水钻井施工风险高,成本高昂,需要研究科学的套管设计方法,以避免或减少因设计不合理而造成的井下事故与复杂情况。目前套管柱强度设计方法缺乏对深水钻井工艺条件的考虑,因此有必要进行深水套管柱载荷分布的研究,以弥补现有设计方法的不足。考虑深水作业过程中隔水管解脱、钻井液漏失、套管试压和固井等复杂工况,针对不同的工况,给出了套管内压、外挤及轴向等套管载荷的计算方法,并对国内一口深水井进行了实例分析。分析结果表明,原有的套管柱强度设计方法不能满足深水套管柱设计的要求,考虑深水特殊作业工况是正确选择套管柱的前提。该套管载荷的分析计算方法可用于陆地及浅海钻井套管柱设计。     

国内油气田常见套管失效模式及解决思路

随着油气田开发的不断深入,非常规油气资源占据着越来越重要的地位,面对种种复杂的地质环境,套管柱服役条件更加恶劣,套管损坏严重、套管成本居高不下等一系列问题日益突出。在对套管服役条件以及失效模式调研的基础上,总结出套管的优化方向,提出了相关的解决方案。     

探究复杂地质条件下的采煤掘进支护技术

我国地域辽阔,部分煤炭资源开采作业需要面对复杂的地质条件,只有应用科学的采煤掘进支护技术,才能够从根本上保证煤炭资源开采作业效率与质量。鉴于此,本文首先对复杂地质条件下煤炭开采作业难度进行了简要分析,并详细探讨了复杂地质条件下采煤掘进支护技术的应用途径,以供参考。     

复杂深井超深井的新型套管柱程序

国内现用的5层套管柱程序层次少,结构单一,不能满足复杂地质环境的深井及超深井钻井的需要。文中对增加套管柱层次的方法进行了研究,从增大上部井眼及套管尺寸、采用小井眼技术、采用无接箍套管和扩眼钻头、优化套管与井眼尺寸组合等4个方面考虑来增加套管柱层次。提出了6种新型套管柱程序,对复杂深井及超深井的钻井设计有一定的指导意义。