海上丛式井组钻井顺序优化模型及求解方法

海上丛式井组待钻井较多且井口间距较小,优化钻井顺序有助于防碰和采用批钻井方式。综合考虑防碰要求并兼顾批钻井要求,以井眼分离系数作为井眼交碰风险评价指标,以整个井组的防碰井段总长度最小作为钻井顺序优化目标,建立海上丛式井组钻井顺序优化模型及遗传算法求解方法,给出实例计算分析。结果表明:以整个井组的防碰井段总长度最小作为海上丛式井组钻井顺序优化指标是可行的;建立的钻井顺序优化方法能够满足海上丛式井防碰及批钻井要求。     

基于振动监测的浅层钻头位置预测模型

为加强丛式井井眼轨迹的控制与监测,基于钻头破碎岩石的振动信号,建立了浅层钻进时的钻头位置预测模型。通过研究钻头钻进时的振动特征和振动波在套管与地层中的传播衰减,认识到根据套管头处采集的振动信号能量来确定井筒之间的距离,进而实现钻头位置的场强定位是可行的。结合风险井的井眼轨迹测量数据和圆周测距定位算法,推导得出了钻头大地坐标的计算方法。根据渤海某平台的现场监测数据,利用所建模型计算得到了正钻井井眼的三维轨迹,将计算所得井眼轨迹与实际井眼轨迹进行对比,结果显示,该模型可以在一定条件下有效定位钻头位置,确定钻头走向,为防碰预警提供依据。     

井眼防碰监测技术在南海油田W9H的应用

目前,海上石油资源的勘探开发已进入一个新的阶段,丛式井、大位移井及水平井的应用正变得越来越普遍,特别是加密调整技术的应用,增大了井眼交碰风险,对钻井和油田正常生产构成了潜在威胁。利用定向井防碰地面监测系统在南海油田某区块的W9H实施钻井防碰监测,取得了良好效果。本文对该井防碰监测过程中不同工况条件下的信号特征进行识别、归纳,为定向井防碰地面监测系统和防碰工艺技术的不断完善提供技术与实践支撑。     

基于钻头运动诱发套管头振动信号检测的井眼防碰监测方法

针对海上加密调整井的井眼防碰问题,设计了一种井筒防碰地面监测预警系统,并进行了现场应用。系统利用加速度传感器监测通过套管传输到套管头上的钻头振动信号,利用数据采集、信号滤波放大和专门编制的监测软件记录分析传感器采集的振动信号,通过对信号的时域、频域分析,确定信号特征与井间相对距离的关系,识别钻头对风险井套管的趋近或碰撞。应用结果表明,该系统能有效感知通过地层、套管传输到套管头的钻头振动信号,并能识别出钻头对风险邻井的趋近,验证了系统在设计理论和方法上的可行性,为加密调整井的井眼防碰、保证钻井安全提供了一种有效的手段。     

单点系泊防碰圈的理论分析

本文提出了单点系泊防碰圈的计算模型。利用曲梁理论分析两辐条间外缘圈的变形与内力,进而由边界条件与连续条件获得了防碰圈的理论解。文末以南海涠10—3油田单点系泊防碰圈为例,详细地分析了防碰圈系统的內力与变形随辐条预紧力的变化关系?峁砻麂?0—3油田单点系泊防碰圈多次发生的辐条破断事故可能是由于辐条预紧力不够合理造成的。 主题词     

如何做好钻井现场冬防保温工作

钻井工作受环境影响很大,尤其是冬季施工更是增加了施工作业的风险程度。本文根据现场实际情况,就冬防保温工作内容进行阐述,系统总结了冬防保温区域防冻工作内容、注意事项,针对冬季施工特点,制定出切实可行的防冻措施,做好防冻、防堵、防喷、防碰、防触电、防火、防爆工作,从而保证钻井生产有序进行。     

基于独立成分分析的钻头振动信号识别方法研究

在海上丛式井井眼防碰监测中,风险邻井套管头检测到的钻头振动信号受到平台噪声干扰,针对钻头振动特征信号难以分离识别的问题,提出了一种基于独立成分分析（ICA）分离同频率范围信号的方法。首先对采集到的信号作限幅滤波处理以滤除部分干扰噪声,然后应用ICA方法分离获得不同源的若干路独立信号（其中包含钻头振动信号）,根据独立信号时-频特征分析,结合先验知识实现钻头振动特征信号的识别。通过丛式井防碰现场数据表明该方法可以有效地分离识别钻头振动信号,以提取出信号的能量为标准,能够准确判断钻头趋近风险井套管程度,达到在防碰预警目的。     

基于独立成分分析的钻头振动信号识别方法

在海上丛式井井眼防碰监测中,风险邻井套管头检测到的钻头振动信号受到平台噪声干扰,针对钻头振动特征信号难以分离识别的问题,提出了一种基于独立成分分析(ICA)分离同频率范围信号的方法。首先对采集到的信号作限幅滤波处理以滤除部分干扰噪声,然后应用ICA方法分离获得不同源的若干路独立信号(其中包含钻头振动信号),根据独立信号时-频特征分析,结合先验知识实现钻头振动特征信号的识别。通过丛式井防碰现场数据表明该方法可以有效地分离识别钻头振动信号,以提取出信号的能量为标准,能够准确判断钻头趋近风险井套管程度,达到在防碰预警目的。     

天车智能防碰装置在渤海油田的推广应用

天车防碰系统是海洋钻修机运行过程中非常重要的安全装置,在钻井、修井作业过程中起着致关重要的作用。普通天车防碰系统只是通过一个简单的过卷阀来控制刹车,一旦管路老化或破裂则不能正常使用,并且普通的天车防碰系统只能防止游车大钩上碰天车,不能防止游车大钩下落砸伤设备和人员。智能型天车防碰系统则采用了过卷阀和电磁阀双重保护,防止大钩上碰下砸,同时具有声光报警功能,防止大钩下落过快的减速装置等安全措施,提高了钻修机在操作过程的安全系数,在渤海油田现场应用中发挥了很好的作用。     

大型丛式井组井口分配模型及其自适应遗传算法

为了提高大型丛式井组防碰设计质量和效率,以井口至待钻井靶点的水平位移为目标函数,以靶点水平位移之和最小为优化指标建立大型丛式井组井口分配问题的数学规划模型,给出改进的自适应遗传算法求解方法和步骤,包括适应度函数构造方法、编码和解码方法、自适应进化策略等。结果表明:该模型能够较好地满足大型丛式井组井口分配原则,有利于丛式井组防碰设计、施工和井口的利用;建立的改进自适应遗传算法能够克服过早收敛问题,具有较高的搜索精度和效率。     

应用神经网络技术诊断钻井事故

针对钻井过程的复杂性、不确定性等特点,提出了基于人工神经网络钻井事故预测与诊断模型.以钻井过程工况参数构成神经网络的输入特征向量,以钻井过程正常运行模式及常见事故模式的监测数据作为训练及检验样本,根据钻井事故诊断特点,确定了神经网络的结构与参数,采用改进算法和学习规则,实现对神经网络系统的训练和模拟,建立能够准确预测事故的神经网络模型.该方案的提出可使现场工作人员及时监测钻井过程,降低事故发生率,节约钻井成本,提高效率.     

基于3DS Max的钻井设备仿真系统的开发

为提高钻井工技能培训效率, 避免时间地点的限制, 设计并制作了基于3DS Max的钻井设备仿真系统。以各种钻井设备为仿真对象, 通过精模与简模相结合的方式创建3D模型, 利用3D动画技术对模型添加动画, 对钻井设备进行分段分结构渲染, 三维仿真以AVI(Audio Video Interleaved)视频格式输出, 通过后期整合, 形成动画、 声音和文字一体的视频教程。该系统在一定程度上提升了钻井公司技术培训手段, 降低了钻井公司事故发生率。     

基于三角模糊数的钻井井控风险定量评价研究

加强钻井井控风险评价是有效降低井喷事故发生率、减少事故损失的基础工作。为了解决钻井井控风险评价中模糊的不确定的变量难以量化、不能准确量化的难题,将三角模糊数运用到井控风险评价中。针对钻井井控风险的特点,结合现场数据提出了11个关键的钻井井控风险诱因,归纳、分类建立了层次指标体系。结合三角模糊数的理论建立了基于三角模糊数的钻井井控风险定量评价模型。以罗家16H井为例,提取评价所需要的诱因参数,运用该模型进行计算分析,结果表明该井的综合风险值为0.624,属于高度风险值范围,故确定为高度风险等级,该风险等级评价结果与罗家16H井实际情况基本相符。研究表明该井控风险定量评价模型具有一定的准确性和实用性,可以用于现场对单井进行钻井井控风险评价。     

水基钻井液高温高压密度预测新模型

高温深井中,钻井液密度是温度和压力的函数,高温会使井眼中的钻井液发生膨胀,密度降低,而在深井中的高压则会压缩钻井液,使密度增加。随着井深的增加,钻井液密度不再是一个常数。用地面恒定的测试结果计算井下当量循环密度,使计算结果和井下压力测试结果存在差异,对于窄安全密度窗口的高温深井,对井控存在一定的安全隐患。因此,建立准确的钻井液高温高压密度预测模型,确保钻井液静压和动压计算准确,能够为钻井工程技术人员合理调配钻井液性能参数和控制钻井参数提供准确的参考数据和依据,从而减少复杂事故的发生。这对井下压力的精确计算具有重要意义。首先对影响钻井液密度的敏感因素:温度、压力、岩屑溶度和井口回压进行了理论分析;然后通过水的高温高压密度数据,利用多元非线性回归分析,建立了水基钻井液高温高压密度预测模型。现场实测数据验证,吻合较好,相比经验模型,使用方便、实用。     

实用简单的大斜度井井眼清洁模型的建立与应用

根据井眼及工况条件,预判是否将发生岩屑清洁事故,可以提前采取相应处理措施,规避相关事故风险,从而实现高效经济钻进。从工程应用的角度出发,考虑不同洗井区岩屑的运移机理,建立了一套实用简单的井眼清洁模型,并用现场数据验证了该模型的正确性和准确性。实例应用结果表明,模型能较准确预测岩屑床厚度,能够为施工前参数优化设计和钻井现场井眼清洁状况预判提供依据。     

基于神经网络多参数融合的钻井过程状态监测与故障诊断

复杂系统状态监测与故障诊断是系统安全运行过程中的重要保障,分析了钻井系统事故状态下特征参数的变化,给出了用神经网络进行故障诊断的流程,在利用样本数据对网络进行训练的基础上建立了稳定的神经网络诊断模型。输入各种状态下的新样本数据,能够得到正确的系统状态识别,通过改进网络算法改进了网络性能。对生产数据的处理结果表明,基于神经网络的多参数融合算法可以很好地识别钻井过程中的不同状态,能够实现状态检测与故障诊断。     

基于案例推理的钻井复杂情况专家系统

传统的钻井专家系统采用基于规则的推理,对于难以规则化的典型案例不能够充分利用。为此设计开发了基于案例推理的钻井复杂情况专家系统(DTES),目的在于利用专家会诊得到的许多具体案例经验,对钻井过程中经常发生的各种各样的复杂问题进行及时、准确的识别和处理,从而提高钻井工作效率。示例结果表明该专家系统简便实用,能很好地提供现场支持。     

深水钻井防喷器系统失效定量风险分析

为了准确客观的评价深水防喷器系统的失效风险,建立基于改进屏障和可操作性分析方法的风险评价模型。首先应用安全屏障框图识别深水防喷器系统的安全屏障,从人员、设备和技术三个角度建立了包含15个因素的评价指标体系和深水防喷器系统失效分析模型;然后根据文献公开数据,分别计算了深水钻井井涌和防喷器系统失效的平均概率;同时利用齐次泊松过程参数模型代替屏障和可操作性分析方法中确定事件发生概率的专家赋值法,提高了结果的客观性;最后对Block47-1井的防喷器系统可靠性进行了评价,并对影响因素进行了敏感性分析。结果表明:Block47-1井的深水防喷器系统失效风险符合事故调查报告中的风险状况;安全密度窗口[1]对深水防喷器系统可靠性影响最大,在实际工作中应该特别防范窄密度窗口带来的影响;验证了所建模型的科学性,可为深水钻井作业风险评价提供参考。     

基于ISSA-SVM的钻井卡钻事故预测

为预防钻井过程中卡钻事故的发生,通过提出了一种改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm, ISSA)优化支持向量机(support vector machines, SVM)的预测模型方法(ISSA-SVM),在发现者位置更新公式中引入一种改进的自适应非线性惯性递减权重;在警戒者位置更新公式中引入莱维飞行策略。利用主成分分析法(principal component analysis, PCA)对外国某大型油田的实测钻井数据进行降维处理,并利用惩罚参数和核参数进行卡钻事故的预测。实验结果表明：ISSA-SVM的预测准确率高达85.185 2%,且收敛速度更快,可见ISSA-SVM可有效预测钻井卡钻事故。     

钻孔钻进中吸附卡钻事故的原因及处理方法

分析了钻孔钻进过程中造成吸附卡钻事故的原因及其主要特征，提出了一些实用的吸附卡钻事故的预防及处理办法。