基于T-S模糊模型的井斜精确测量的实时计算方法

自动垂直钻井过程中的井斜实时测量与计算是井斜实时控制的一个重要环节.为避免因井斜角计算中所涉及到的超越函数的计算量过大,进而影响井斜控制的实时性,提出了一种基于T-S模糊模型的井斜角简化计算方法.通过对测量区域的适当划分,建立相应的模糊集合,并选择合适的隶属函数,即可将原井斜角函数所表示的复杂三维曲面用一系列相互衔接的小平面来替代.仿真和实验表明,T-S模糊模型计算出的井斜角与理论井斜角之间的误差不超过0.05°.     

水平井轨迹“曲率─井斜角”控制方法研究

提出了水平井轨迹“曲率－并斜角”二段控制方法，即以初始控制点为起始．点，控制段终点为目标点，用两种造斜率控制井段，根据造斜特点决定中间点的井斜角大小，找出二造斜段的配伍曲率，从而满足控制要求．文中给出了中间点的选择和控制段的确定方法，并对塞平－１井作了实例分析．结果表明，该方法简便，灵活，实用性强．     

四川盆地双鱼石区块深井钻井井斜规律研究

针对双鱼石区块井斜控制问题,考虑钻头与地层互作用、地层倾角、井斜角、地层各向异性指数、地层自然造斜力、钻头侧向力,综合建立了钻头侧向力模型,根据不同影响因素探讨了井斜变化规律,通过实钻资料验证了模型的正确性。结果表明,与常规钻井方式相比,空气钻井条件下地层自然造斜力增加,且增加幅度较大。随着地层倾角增加,地层自然造斜力增加。随着井斜角的增大,钻头综合侧向力减小,在空气钻井中和常规泥浆钻井中,钻头综合侧向力均存在零值平衡点。随着地层各向异性指数的增加,地层自然造斜能力增大导致井斜角增大。结合理论研究,通过钻具组合优化、钻井参数优选提出井斜控制措施,将该区块深层易斜地层井斜角降低至0.50°～1.15°,机械钻速提高了40%～85%。研究结果可为超深层井斜规律的研究和高效控制提供重要的参考和指导。     

各向异性储层部分射开斜井新表皮模型

为了研究部分射开斜井的增产效果,通过对空间瞬时点汇解进行镜像反演后叠加,得到顶、底边界封闭的无限大板状储层中的点汇解;然后,沿斜井轨迹进行积分得出部分射开斜井的解;最后,通过对压力解进行晚期近似,得到了一种新的部分射开斜井的表皮模型。与前人的斜井及部分射开井表皮分别进行对比,验证了新表皮模型的正确性。结果表明,随着井斜角度与井身长度的增大,表皮因子逐渐减小,且井身长度越长,井斜角度增大产生的增产效果更加明显;储层厚度和渗透率各向异性因子的增大会降低增产效果,且在渗透率各向异性因子较小的储层中,增加井斜角度会使表皮因子明显减小。在各向异性因子较小的储层中,拥有较大倾斜角度和井身长度的部分射开斜直井具有较好的增产效果。     

大庆油田气体钻井井斜控制技术研究

气体钻井以其保护油气层、提高钻速等方面的巨大优势而得到广泛应用,但是气体钻井井斜问题一直没有得到很好地解决,制约着气体钻井的发展.国内外对气体钻井井斜机理及控制方面研究较少,还没有形成系统的理论和技术.根据大庆油田气体钻井实例现从地质因素、井径扩大、钻井参数、井斜角、钻井循环介质等方面分析了气体钻井井斜的原因,基于分析结果并与大庆现场钻井实例相结合,初步给出了气体钻井井控措施,为气体钻井设计和施工提供一定的基础.     

斜直井段套管-水泥环组合系统受力特性分析

为分析斜直井条件下套管-水泥环-地层组合系统的受力特性,将地层主应力通过坐标变换转换到井眼轴线与垂直于井眼轴线平面所确定的坐标系上,将变换后的应力张量进行分解,得到3个新的应力张量,以3个新应力张量为边界条件建立相应的线性方程组,并计算地层主应力3种条件下斜直井中系统各接触表面的应力分布,对比不同井斜角条件下的应力分布规律。结果表明:地层3个主应力大小关系不同时得到的斜直井下套管-水泥环界面的径向接触应力随井斜角的变化规律不同,在某些地层下水平井的套管抗外挤能力大于同等条件下直井的套管抗外挤能力,而在另一些地层下直井的套管抗外挤能力大于同等条件下水平井的套管抗外挤能力。     

斜直井眼中钻柱侧向屈曲的研究

利用能量法，推导了斜直井眼中钻柱的侧向屈曲临界荷载．在力学模型中，考虑了钻柱自重和井斜的影响，给出了斜直井眼中钻柱侧向屈曲临界荷载的一般形式．对于给定截面尺寸的钻柱，临界荷载是钻柱长度的函数，且随井斜角的变化而变化．在确定实际钻柱的临界荷载时，要充分考虑井眼的具体情况．讨论了发生高阶屈曲的条件，所得结果可供工程计算参考．     

斜直井眼中钻柱侧向屈曲的研究

利用能量法，推导了斜直井眼中钻柱的侧向屈曲临界荷载，在力学模型中，考虑了钻柱自重和井斜的影响，给出了斜直井眼中钻柱侧向屈曲临界荷载的一般形式，对于给定截面尺寸的钻柱，临界荷载是钻柱长度的函数，且随井斜角的变化而变化。在确定实际钻柱的临界荷载时，要充分考虑井眼的具体情况。讨论了发生高阶屈曲的条件，所得结果可供工程计算参考。     

自动防斜钻井系统控制策略的研究

分析了自动防斜钻井系统的结构和控制原理,研究了其控制方法。当井斜角超过额定值时,井下微处理器控制可控稳定器工作,产生降斜力以减小井斜角,达到纠斜的效果。纠斜后允许井斜角的大小控制在0°和最大允许井斜角之间。可控稳定器的打开方式、状态调整方式和关闭方式是控制系统建模和仿真的理论基础。     

井姿态参数的工程算法设计

利用3维加速度计和3维磁通门的数据来计算测井或钻井时的井斜角、井斜方位角和仪器方位角等井的姿态参数已经相继在地层倾角测井仪、高精度连续测斜仪和随钻测量系统中得到了应用。本文从工程实现和实时处理的角度提出的一种算法具有运算速度快和精度较高的特点。实现该算法的设奋已装配到有关仪器上开始为油田服务。     

基于神经网络的测斜仪井斜角误差补偿研究

介绍了陕北石油基地普遍使用的磁性电子测斜仪的测量原理,分析了其可能存在的误差和来源。对井眼姿态测量中主要测量参数之一的井斜角,分别采用反向传播(BP)神经网络和径向基函数(RBF)神经网络算法,建立了以测量井斜角为输入、补偿后的井斜角为输出的单入单出神经网络模型,并用实际测斜仪器的测量数据进行现场测试。实验数据表明,采用BP和RBF神经网络补偿算法,可将井斜角的实际测量精度分别从±0.77°提高至±0.16°和±0.19°,可见两种算法均可提高测斜仪井斜角的测量精度,BP补偿算法精度较高,但RBF补偿算法的收敛速度更快。     

板状油藏大斜度井流入动态

基于瞬时源函数法和势的叠加原理,采用空间和时间的离散技术,建立简化的大斜度井油藏渗流模型,并通过与传统模型对比验证新建模型的准确性。根据油藏-井筒耦合关系,建立大斜度井流入动态模型,并给出求解方法。分析结果表明:无限大顶底封闭油藏大斜度井在定产量生产过程中,井斜角和储层厚度对流入动态的影响在早期径向流阶段最小,在中期过渡流阶段逐渐增大,到晚期拟径向流阶段达到稳定;储层越厚,井斜角越大,井底势降越小;储层越薄,井斜角越大,端部效应越强;井筒两端较大的边界影响是导致大斜度井与水平井流入动态差异的主要原因。     

岩石的各向异性对定向钻井井斜的影响

本文提出一种新的观点。从岩石各向导性的本构方程出发,用有限单元法研究了地层倾角与定向钻井井斜之间的关系。文中根据弹性力学理论,提出了横观各向同性本构方程,采用八结点等参数单元对地层进行离散化,编制了相应的计算机程序,计算了不同倾角的地层下的井斜角。应用该程序,可以预测岩石的横观各向同性对定向钻井井斜的影响。     

井眼轨迹参数对钻头侧向力的影响规律研究

为了研究井眼轨迹参数对钻头侧向力的影响规律对现场井眼轨迹的有效控制 ,利用专用软件SABHA探讨了已钻井眼轨迹参数对钻头侧向力的影响 .结果表明 ,井斜角的影响表现为在不同的井斜角条件下 ,所研究的 BHA具有不同的造斜能力 ,而且这种造斜能力随井斜角的增加在相应提高 .弯曲平面倾角和井眼曲率的有机结合可以很好的描述井眼轨迹空间形状对钻头侧向力的影响 .当弯曲平面倾角为 0°时 ,钻头上的方位力近似为零 ,而当弯曲平面倾角为 90°或 2 70°时 ,钻头上的方位力很大 .表明当不考虑地层因素的影响时 ,井眼的弯曲平面倾角及弯曲程度是产生钻头方位力的一个主要因素 .在现场井眼轨迹控制过程中 ,应充分考虑这一特点     

Gδ集与函数的连续性

本讨论了用Gδ集描述R上实函数的连续集结构，井由此得到不存在R上的实函数，使之在有理点处连续，而在无理点处不连续的重要结论。     

各向异性油藏定向井表皮因子计算方法研究

为了研究定向井近井地带储层渗流规律对表皮因子的影响,采用坐标变换方法将渗透率各向异性介质转换为各向同性介质,建立了适应于各向异性油藏任意井眼轨迹的定向井裸眼完井表皮因子计算模型。在此基础上,应用该模型研究了由于井斜和储层污染产生的表皮因子随井斜角、方位角的变化规律。计算分析表明：在各向异性油藏中,定向井的井眼轨迹对表皮因子具有重要影响。井斜角的减小会导致井斜产生的表皮因子增加,而井斜角、方位角的减小均会导致储层污染产生的表皮因子增加。该模型适用范围广泛,能够为进一步研究定向井的产能提供依据。     

层理性泥页岩大斜度井井壁稳定性研究

层理性泥页岩的井壁失稳是制约深部油气钻井成功的关键问题之一。由于强度的各向异性,钻进大斜度井时更容易发生严重的井壁失稳问题。根据多孔介质弹性力学理论,建立了大斜度井井周应力状态,采用双重坐标转换,得到了井周集中应力在层理面上的分布。层理弱面和岩石基体均采用莫尔-库仑破坏准则,建立了层理性泥页岩大斜度井井壁稳定分析方法,综合考虑了层理面产状、井斜方位和地应力等因素的影响。研究结果表明,对特定产状的层理面而言,井斜角和方位角对井壁稳定性有重要影响。当井斜角超过一定角度后,坍塌压力急剧升高,井壁失稳风险增大,维持井壁稳定需要的钻井液密度较高,向水平最大主应力方向钻进大斜度井时坍塌压力最高,井壁失稳风险最大,应尽量避免井眼方位与水平最大主应力方向一致。     

斜井和水平井中补偿中子测井探测特性

为了进一步认识井斜角对补偿中子测井纵向分辨率的影响,利用蒙特卡罗模拟方法,分析了在不同井斜角情况下测井仪器的纵向几何因子和地层灵敏度,并模拟了在薄地层中的仪器响应.通过研究得到了不同井斜角下补偿中子测井的纵向几何因子,以及用于考察斜井和水平井空间探测特性的地层灵敏度.结果表明:虽然补偿中子测井本身不具有方向性,但当仪器贴壁放置时实际上主要反映靠近仪器一侧的地层;在不同井斜角情况下测井仪器的纵向分辨率不同,随着井斜角的增加,纵向分辨率逐渐增强.     

定向井中造斜段下凹管柱屈曲性能分析

在定向井的造斜段,由于井眼轨迹的下凹,位于其中的管柱在重力与井眼的约束下存在初始下凹弯曲。为了了解定向井造斜段管柱的屈曲性能,运用最小势能原理推导出定向井造斜段下凹管柱屈曲载荷计算公式,分析了井斜角、造斜段井眼曲率半径对管柱屈曲载荷的影响。算例分析结果表明,随井斜角的和井眼曲率的增大,管柱屈曲临界载荷增加,管柱的纵向稳定性提高。     

井斜原凶及其危害浅谈

本文结合钻探实践总结了造成井斜的原因，进而阐明了因井斜而造成的危害。结合新疆倾斜地层较多的特点，提出了一些防斜措施及经验，给以后的施工提供了参考。