基于PCA-BP的钻头优选方法与应用

涪陵页岩气勘探开发过程中,由于岩石可钻性差、硬度高等导致的机械钻速低问题越发突出。针对这一问题,文中建立了基于主成分分析与神经网络优选钻头类型的方法。首先,根据测井解释与地统计学原理,获得岩石抗钻参数纵向与横向的分布规律;然后,对现场钻头使用情况进行统计,确定钻头使用状况的表征参数,并根据主成分分析法的降阶原理对多维表征参数进行处理,获得综合表征参数;最后,利用BP神经网络建立岩石抗钻参数、地层层位和钻头类型与综合表征参数之间的映射关系,从而实现钻头类型优选。以焦石坝地区的现场资料进行实例分析,结果表明,该方法实用性强,能够满足工程实际需要。     

基于区间分析的钻井工程风险评价方法

针对钻井基础信息参数存在不确定性的问题,以区间分析方法和可靠性理论为基础,通过分析钻井过程中井下故障发生的力学致险机理,建立了钻井工程风险的非概率可靠性评价方法。该方法只需根据先验信息确定出井下故障的风险评价函数和风险因素的上下界,即可进行风险系数计算。确定了几种常见井下故障的风险评价函数,根据区间变量运算法则推导出了风险系数表达式。以西部某区块的W井为例进行了验证分析,结果表明,该方法计算简便、实用,能够满足工程实际需要。      

复杂地层钻井风险程度判别方法研究

由于地质构造复杂和地质特征参数难以预测,复杂地层钻井具有高风险与高投入的特点。因此,井下工程风险程度的合理判别,对于钻井工程方案的风险决策具有重要的意义。针对这一问题,建立了基于风险概率和模糊理论的风险程度判别模型。首先,对常见井下工程风险进行风险概率计算;然后,在此基础上结合井史资料中的事故记录,利用模糊数学理论构造不同程度区间的隶属度函数;最后,根据隶属度进行区间划分,从而实现工程风险的程度判别。应用该方法对西部某地区的钻井资料进行实例分析,结果表明,该方法的判别结果与工程实际情况基本吻合,满足工程实际需要,能够为钻井工程方案设计提供风险判断依据。     

玛湖凹陷砾岩裂缝扩展数值模拟

玛湖凹陷砾岩裂缝扩展规律不清晰,其影响因素也不明确.构建多相混合介质砾岩数值模拟模型,对不同加载方式、不同特征砾岩的裂缝扩展规律进行研究.结果表明,砾石含量越高,胶结强度越低,砾石和基质的相对强度越大,则砾岩形成的裂缝越复杂;拉伸载荷和剪切载荷共同作用下砾岩裂缝最为复杂;砾石对砾岩裂缝的吸引作用和屏蔽作用促进砾岩形成复...     

CO2与吉木萨尔储层岩石相互作用实验研究

CO₂前置蓄能压裂焖井期间,CO₂持续与储层岩石发生作用。为探索CO₂对吉木萨尔页岩作用效果及变化规律,明确提高采收率机理,分别对浸泡前后的吉木萨尔页岩进行渗透率测试实验、X射线衍射实验和扫描电镜实验,在分析渗透率宏观变化规律的基础上,对矿物组成、微观表面形态和孔喉结构变化规律进行解释。实验结果表明:使用CO₂水溶液对吉木萨尔页岩长期浸泡后,其渗透率增大,浸泡7天增大约65%,浸泡14天增大约1.4倍;CO₂水溶液对碳酸盐岩矿物有明显的溶蚀作用,在地层条件下使用CO₂水溶液对岩样碎块浸泡5天后,碳酸盐岩溶蚀率可达到45.2%;从微观表面溶蚀情况来看,经CO₂水溶液浸泡后,原有孔隙被溶蚀扩大或出现新的孔隙,从而提高了渗透率。现场试验结果表明,通过增加裂缝复杂度、增加焖井时间和使用“CO₂₊水基压裂液”复合压裂的方法对增强碳酸盐岩矿物溶蚀及提高地层渗透率有显著影响。      

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油上甜点地质工程一体化开发实践

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组(P2l)页岩油资源富集、开发潜力巨大。自首口水平井吉172_H井获得产量突破以来,围绕页岩油规模效益开发的目标,对10口水平井开展体积压裂技术攻关试验,但生产效果均未达预期。通过地质工程一体化联合,在确定P2l22-2岩屑长石粉细砂岩层为优质甜点目标、明确优质甜点钻遇率是压后高产地质保障的基础上,分析了层理面和高强度泥岩隔层对人工裂缝纵向延伸能力的限制作用,对比了已实施水平井的压裂改造参数差异,提出了水平井密切割、高强度体积改造的提产提效技术对策。2017年部署的开发试验井创造了最高日产108.3t、投产240天累计产油过万吨的新生产纪录;2018年推广试验水平井10口,投产5个月平均日产油量达到30.4t,充分证明水平井密切割、高强度体积改造可以有效提高单井产量,取得较高的开发效益,为吉木萨尔凹陷页岩油的规模开发奠定了扎实的技术基础,提供了有力的工程支撑。     

七段式三维水平井井眼轨道设计方法

国内页岩油气储层埋深较大，传统的五段式三维水平井轨道难以满足优快钻井需求。鉴于此，提出了“垂直段-增斜段-稳斜段-扭方位段-稳斜段-增斜段-水平段”七段式三维水平井轨道，给出了与之对应的基本方程组(三元非线性方程组)，将上述七段式三维轨道拆分至2个铅垂面和1个斜平面上，建立了与之等效的3个二元非线性方程组，降低了求解难度。实例分析表明，储层埋深较大的丛式三维水平井采用七段式轨道能够显著缩短三维扭方位段长，有助于降低井眼轨迹控制难度并提高钻井速度。该研究成果能够为丛式三维水平井轨道设计提供技术支持。