改进遗传算法及其在钻井液设计中的运用

在深井、超深井以及地层复杂等条件下，为了避免或减少钻井事故的发生，达到优质快速钻井的目的，选择合适的钻井液体系至关重要。基于案例推理（CBR，Case-Based Reasoning）的钻井液设计中，钻井液体系由岩性、井型和井深等属性推理得出，但属性权重的分配会对推理结果产生显著的影响；遗传算法在优化属性权重时，存在收敛速度慢、收敛精度低的缺点。针对上述问题，提出一种解决CBR中属性权重分配问题的改进遗传算法。首先，对遗传算子进行改进：选择算子方面，利用指数尺度变换法优化个体选择；交叉算子方面，对算术交叉中的比例因子进行自适应调整；变异算子方面，改进个体变异方向，保持种群多样性。其次，从个体适应度和交叉个体的差异程度两方面实现交叉概率自适应调整。最后，通过对UCI数据集的对比实验，证明了改进后的遗传算法能改善全局收敛性能，提高CBR的准确率。将该算法运用到基于CBR的钻井液设计中，实验结果表明，所提方法能够优化属性权重的分配，进而提高钻井液设计的质量。     

低固相盐水钻井液抗污染性能研究

钻井过程中,当钻遇大段岩盐层、盐膏层等地层时,若使用传统的分散钻井液,会有大量无机盐溶解在钻井液中,导致钻井液的粘度、切力升高,滤失量增大。同时会造成井径扩大,给继续钻进带来困难。为了解决上述问题,以往的科研人员采取了在钻井液中加入盐和分散剂的方法,使钻井液具有更强的抗盐能力和抑制能力。但低固相盐水钻井液经常被污染物侵入导致性能变差,该文针对目前大庆油田区域特点,对钻井液体系抗污染性能进行了评价。分别评价了低固相盐水钻井液的抗坂土、抗钻屑及抗钙侵性能。     

新型高效定量脱气器研制及试验研究

新型高效定量脱气器采用定量泵、电加热器、脱气箱、真空泵等设计,可对钻井液进行定量采集、加热、高速搅拌以及负压抽吸,且具有温度控制系统和数据采集检测系统,实现对钻井液在线油气分析;同时新型高效定量脱气器按照井场防爆要求设计,防爆等级达到Ⅰ级,满足油井使用要求。结果表明:新型高效定量脱气器采液流量为0.5L/min,能够脱出C_1~C_8、苯、甲苯等气体组分,并且其对C_1的脱气效率在50%左右,是同环境下电动脱气器的6~10倍。新型高效定量脱气器工作可靠、性能稳定,且其脱气效率远高于同环境下的电动脱气器。     

水合物地层低温钻井液对井底岩石表层强度影响

由于天然气水合物仅在高压低温条件下稳定存在,为了保持水合物稳定,在钻井过程中宜采用低温钻井液,而在低温条件下钻井液能否对井底岩石表层起到软化作用,对于提高机械钻速具有重要意义。在分析钻井液对井底岩石表层软化作用机制的基础上,较系统地建立低温钻井液软化井底岩石表层定量评价方法,以清水为对比浆液,通过试验将6种水合物地层模拟钻井液(分别含有质量分数为0.1%的表面活性剂和有机盐处理剂)在低温条件下对薄片砂岩试样的软化效果进行对比。结果表明:相比于两种有机盐处理剂,含表面活性剂的4种模拟钻井液在低温条件下对岩样软化效果更好,有利于提高岩石破碎效率和机械钻速;4种含表面活性剂钻井液中,含十二烷基硫酸钠(SDS)钻井液对岩样的软化效果最好。     

三向应力状态下层理性泥页岩地层井壁稳定性研究

层理性泥页岩地层钻进过程中,极易发生井壁失稳问题,严重影响了钻井作业效率,增加了勘探开发的成本。探索了层理性泥页岩地层的井壁失稳机理,开展了考虑钻井液作用下层理性泥页岩地层在真实三向应力状态下的井壁稳定性预测模型研究。研究表明:忽略中间主应力的影响不能准确预测层理性泥页岩地层坍塌的风险;钻井液滤液沿层理面的渗流会降低层理面的黏聚力和内摩擦角;并随时间的变化显现出快速降低和平缓降低两个阶段;改进的层理性泥页岩地层井壁稳定性分析模型能够真实反映地应力状态和井壁岩石的力学特性,现场应用表明其能够比较准确的预测层理性泥页岩地层的井壁稳定性。     

延长油田牛平7井钻井液技术

牛平7井所在区块地层结构复杂,钻井液技术难度大。为确保该井顺利施工,针对不同井段地层岩性,使用了低固相聚合物封堵防塌钻井液体系和低固相润滑防塌钻井液体系,辅以相应的钻井液维护处理工艺和固控设备,解决了上部地层易发生漏失、安定组和直罗组易坍塌掉块、煤层段紧邻目的层易垮塌等难题,达到了优快钻井的目的,为该区块以后的钻井液施工提供了经验。     

齐古1井深井钻井液技术应用的认识

齐古1井属于伊通盆地新安堡凹陷岔路河断陷齐家潜山构造,完钻井深5492 m。钻井面临2385~3342 m井段弱胶结性和水敏性地层的井壁稳定、1050~2385m井段高浓度CO2污染、3342~3658m井段泥页岩井壁稳定和4640~5492 m井段188℃高温钻井液稳定等技术难点。本文在分析齐古1井钻井液技术难点基础上,提出了解决的技术对策,现场应用效果良好。     

环保型钻井用高效润滑剂NH-HPL的制备与性能评价

针对目前钻井液常用植物油润滑剂润滑持效性差以及抗温性能差的问题,以油酸和聚醚胺为原料,经酰胺化反应,制得钻井液润滑剂NH-HPL。性能评价结果表明:在常温下,5%膨润土浆中加入1%NH-HPL,润滑系数可降低92.2%,抗温达160℃,荧光级别为1级,EC_(50)值为9.57×10~4mg/L,没有生物毒性,对钻井液流变性和滤失性无明显影响。     

南堡3-35井钻井难点分析及对策

介绍了中原油田冀东项目在南堡3-2平台施工的NP3-35井钻井过程中遇到的各种复杂情况,针对钻井出现的井漏、井塌、断钻具、二氧化碳污染等复杂情况,分析了该区块施工难点以及复杂情况发生的主观和可观原因,通过在生产过程中总结,实践,再总结,制定出解决问题的方法和技术要点;通过现场应用,形成了一套适合该区块安全钻进的技术方案,以及解决各种技术难题的措施,给以后钻井施工提供了参考依据和技术支持,为区域钻井的提速增效创造了条件,具有一定的实用价值。     

大庆油田聚合物、三元影响固井质量室内实验及分析

通过聚合物、三元侵入钻井液和侵入水泥浆室内实验以及聚合物、三元养护水泥石室内实验，对比所得数据，分析聚合物、三元对固井质量的影响，为三次采取区块的钻井完井工艺设计提供依据，有助于提高这类地区的固井质量。