钻井溢流风险的自适应LSTM预警方法

溢流会对油田的勘探过程造成严重的影响,众多钻井平台采取人工坐岗预警,十分依赖坐岗人员的积累经验,导致误报率和成本较高,因此迫切需要提高溢流预警的效率和质量.研究表明,将深度学习方法引入钻井能够有效提高溢流预警的准确性.然而,溢流发生的频率较低,不同井之间具有差异性,可获取的训练样本有限,这些因素都限制了当前预警算法的应...     

气体钻井地层动态出水量预测计算模型

气体钻井地层出水容易导致井眼清洁困难、井壁失稳等井下复杂问题。为了准确预测气体钻井打开水层过程中的地层动态出水量,综合考虑了非稳定渗流对地层压力分布的影响和水层被打开的程度,建立了气体钻井地层动态出水量定量预测计算模型。采用该模型的计算结果表明:1钻开水层的厚度小于井径、钻头进入水层但未完全钻穿水层、钻头部分钻穿水层而未完全脱离水层时,出水量主要受水层打开程度的控制,水层打开程度越高出水量越大,在钻头完全钻穿水层时出水量达到峰值,该时间段较短,出水量大,应当严密监测,以便在钻井过程中及早发现水层;2完全钻穿水层后,出水量主要受到地层非稳定渗流的影响,随着地层压力的衰减,地层出水量随之衰减,最终趋于稳定,该稳定值为气体钻井适用性地层筛选和转换钻井方式时机的参考值。现场随钻监测验证结果表明,井口返出气体的湿度变化规律与计算结果相吻合。结论认为,该模型能更真实地反映地层出水量的实际变化情况,为气体钻井适用性地层筛选和转换钻井方式时机提供了理论依据。     

井喷失控井一体化井口重建装置的研制

井喷失控是油气勘探开发过程中损失巨大的灾难性事故,必须快速恢复对井口的重新控制,而拆除旧井口后的新井口重建是最为关键、风险最高的一步。传统的井口重建装备需要人员多次近井口作业完成新井口安装,抢险人员面临巨大的安全风险且一次性成功率较低,需多次尝试。针对此种情况,研制了井喷失控井一体化井口重建装置,将原有井口重建工艺“八步法”变为“一步法”,避免抢险人员多次近井口作业。文章详细阐述了该装置的组合方式、卡紧设计及密封设计,通过有限元模拟对装置的力学性能进行校核。室内实验及应急演练表明,该装置能快速实现光套管下井喷失控井口的重建,极大简化了新井口重建流程,提高了重建效率及人员安全性,对推进井喷失控近井口作业无人化进程提供了更加完善的装备支撑。     

地层裂缝动态变形对堵漏效果的影响研究

钻井过程中井筒压力的波动易导致地层裂缝动态变形，影响堵漏效果。为了找到消除该影响的技术措施，模拟分析了裂缝闭合变形的特征，通过室内试验评价了裂缝动态变形对堵漏效果的具体影响。模拟发现，裂缝闭合分为初始阶段、局部变形阶段和最后阶段3个阶段，随着闭合裂缝面的接触应力不断增大，接触面积与位移呈幂函数关系；在裂缝动态变形情况下，使用非弹性堵漏剂堵漏会出现反复漏失的情况，使用弹性堵漏剂则能使之趋于稳定，不再发生漏失。研究结果表明，裂缝变形会对封堵层产生破坏，裂缝变形程度越大对封堵层的破坏越强，弹性堵漏剂能够更好地适应裂缝变形。因此，在裂缝性地层堵漏时，建议在堵漏浆中加入一定比例的弹性堵漏材料，在堵漏的后续作业中尽量降低井筒压力波动，以减小裂缝动态变形带来的不利影响。      

气体钻井钻具内气体冲蚀机理研究

采用计算流体动力学方法建立高速气体冲蚀无刺孔钻杆接头和具有腐蚀坑的钻杆接头模型。无刺孔的钻杆接头内,只有钻杆内产生腐蚀坑后,流场才变为钻杆本体刺漏的主要影响因素之一;钻杆带有腐蚀坑时,其钻杆内的最大流速远大于无腐蚀坑钻杆内的最大流速;钻杆的穿刺及断裂主要是由于裂纹从钻杆内壁向外壁不断扩展的结果。     

泡沫钻井液临界条件研究

随着钻井技术的发展,泡沫钻井液的使用对提高机械钻速的效果越发明显,但在何种井深条件下使用泡沫钻井液是钻井工程的重点和难点。研究在不同井深及压力条件下,泡沫钻井的极限压力和极限井深的确定。实验结果表明,实施泡沫钻井的最大深度为4 500m左右,极限压力为20MPa。     

泡沫钻井液临界条件研究

随着钻井技术的发展,泡沫钻井液的使用对提高机械钻速的效果越发明显,但在何种井深条件下使用泡沫钻井液是钻井工程的重点和难点.研究在不同井深及压力条件下,泡沫钻井的极限压力和极限井深的确定.实验结果表明,实施泡沫钻井的最大深度为4 500m左右,极限压力为20MPa.     

不同节理粗糙度系数的裂隙渗流规律研究

裂隙的研究对石油开采、水利工程以及地下空间的利用都具有重要的意义。真实裂隙表面粗糙的几何形态会影响流体的流动特性及裂隙的传导能力,立方体定律难以满足使用条件。根据节理粗糙度(JRC)标准剖面轮廓曲线,采用逆向数字化建模方法,开展仿真模拟不同JRC裂隙渗流规律的研究。结果表明:作用在不同粗糙度裂隙两端的压差恒定时,随着节理粗糙度的增加裂隙内流体的流量逐渐减小;流入不同粗糙度裂隙单位体积流量恒定时,随着粗糙度的增加,作用在裂隙两端的压差逐渐增大;模拟结果与实验结果相对比,得出裂隙机械宽度与流量之间的关系曲线表现出明显的非线性特征,两条趋势线相吻合,均符合对数关系。     

基于趋势线法的钻井风险预警技术研究

溢流、井漏属于钻井中常见的井下复杂，会对油田的勘探过程造成严重的影响，目前经典的风险预警理论适用范围较窄，无法对深井复杂故障进行有效预测，导致漏报、虚警情况频发。文章针对上述情况提出了一种风险趋势线法预警模型，通过分析溢流发生前立压、总池体积、进出口流量差等参数变化规律，建立发生复杂故障时录井参数的趋势线状态，随即将该算法部署于软件实时验证。研究结果表明，当采集的立压、总池体积、进出口流量差等参数同时满足复杂故障趋势线识别值的偏差≤10%,系统发出警报，预警结果与专家标注保持了较高的一致性。文章建立的趋势线算法在川渝地区TFX井、JTX井、GSX井的风险识别过程中得到了良好的应用，为深井复杂风险识别提供了技术支持，对提高钻井工程复杂预警水平具有一定意义。