油田钻井溢流事故规律研究及应对措施

近年来冀东油田钻井施工过程中发生溢流频次加剧,严重影响钻井施工进度.对此统计了冀东油田2017—2020年钻井溢流事故井次,总结溢流事故的发生规律,并剖析了溢流处置过程中采用的措施.通过分析发现,沙河街组钻井时容易发生溢流事故,应在有效控制井底溢流的基础上采取措施,通过密切关注钻井参数等多种方式压井,可进一步降低井控风...     

基于贝叶斯网络的钻井井漏问题研究

在钻井过程中钻井液经常发生漏失,如何让钻井技术更高效、更安全的运用是所有勘探技术人员所面临的问题。如果井漏得不到及时处理,还会引起井塌、井喷等事故,所以及时处理井漏使其恢复正常是非常重要的工作,其难点在于引起井漏的各因素之间关系较为复杂,使其难以把控。为了解决该问题,引入贝叶斯网络的双向推理来把握各因素间的共因以及相关关系,使得推断井漏发生的概率比原来的更加精确。实例分析证明该方法能够较好地解决钻井液漏失的可靠性分析问题,并且贝叶斯网络具有较高求解精度。     

深水钻井溢流早期监测技术研究现状

深水油气井溢流及井喷的预防和控制是深水钻井过程中的重要工作,墨西哥湾“深水地平线”井喷溢油事故发生后,井喷的预防和控制成为海洋油气开发亟待解决的重大难题。应对深水钻井溢流及井喷问题,切实有效的技术措施是在早期监测和识别溢流的基础上及时采取应对措施。为此,通过分析深水钻井井控面临的主要困难,从平台监测、海水段监测和井下随钻监测3个层面,综述了国内外井下溢流早期监测技术研究现状,重点分析了井下随钻监测的发展现状,指出深水钻井井下溢流监测技术将朝着有利于更加及时准确发现和识别井下溢流的技术领域发展。最后,根据深水钻井和溢流监测技术的特点,优选出适合深水钻井环境的井下溢流早期监测方法,包括井口流量法、泥浆池液面法、钻井参数法、隔水管超声波法、PWD/LWD监测法、随钻超声波井下流量测量法6种方法;建立了溢流早期综合监测和识别技术,该技术不仅可以用于深水钻井井下溢流监测,还可用于压井和井筒压力精确控制过程的综合监控,为深水钻井提供技术保障。     

欠平衡钻井溢流风险分析方法

川渝地区采用欠平衡钻井技术提速效果明显,但在钻进过程中,易发生发现气层后关井不及时,压井循环排气套压过高的问题。对欠平衡钻井溢流风险进行评估,可以为每口欠平衡井制订安全预案提供理论依据。为此,利用实钻资料,对欠平衡钻井潜在的溢流风险进行了分析,提出了欠平衡钻井前开展溢流风险分析的方法。其核心是：根据欠平衡井钻遇的地层特性,预测不同欠压值下的地层出气量,再通过压井计算确定循环排气时的最大套压值,最后判定允许的溢流量及关井时间。以四川盆地合川构造的合川X井为实例进行了计算,计算结果与实钻结果相符,证明上述欠平衡钻井溢流风险分析方法是切实可行的,并提出了控制欠平衡钻井溢流风险的对策与措施。通过分析欠平衡钻井溢流风险、规范欠平衡操作、明确施工细节,可以确保及时发现溢流、及时关井、严格控制溢流量,进而实现快速安全钻井。     

基于图像识别技术的钻井井漏溢流智能报警系统开发

井漏和溢流是钻井行业最为常见、危害最大的两类复杂事故.为提高井漏和溢流报警准确率,利用图像识别技术中的卷积神经网络算法,通过数据整理、数据清洗、特征工程、模型训练等流程生成钻井井漏溢流智能报警系统,并融合业务规则作为辅助判断依据,经过测试验证后上线试运行,对井漏和溢流均能准确报警,此系统具有较高的适应性和推广价值.     

精细控压钻井过程中溢流的模拟和控制

为了能在溢流发生的早期正确决定溢流控制方法,根据气液两相流理论,对精细控压钻井过程中的气侵全过程进行模拟,并对如何采取适当的控制方法进行研究。首先建立了描述气侵期间井筒两相流的偏微分方程组,给出了方程组的初始条件和不同气侵阶段的边界条件,并用有限差分的方法对方程组进行求解;然后模拟分析了地层压力、初始溢流量及钻井液参数对井口回压的影响;最后根据对不同参数条件下气侵的模拟,得到了以初始溢流量和溢流结束时的井口回压为输入参数的溢流控制方案图。提出的溢流控制方案图方法,能在溢流早期就决定溢流控制方式,为溢流控制争取宝贵的时间,有助于正确处理精细控压钻井过程中的溢流。研究结果可为控压钻井过程中的气侵控制提供理论依据。     

钻井实时数据采集系统的建立及应用

钻井实时数据采集系统是实现钻井现场或远程实时监控的前提,它为数据管理、处理、分析系统提供数据源。文章主要对钻井实时数据采集系统的基本概况、系统层次、数据采集接口、实时数据库和系统的安全等方面进行了分析,并介绍了钻井实时数据采集系统的应用情况。     

基于相对熵改进模糊C均值聚类的溢流预警研究

钻井过程中溢流的早期发现非常重要,目前国内外基于人工智能的溢流预警模型普遍使用大量先验知识或训练数据,其准确性、实时性、可靠性完全受限于先验知识和训练数据,文章提出了基于相对熵改进模糊C均值聚类的溢流预警模型,采用相对熵理论改进模糊C均值聚类算法,克服传统模糊C均值聚类时聚类数目由用户主动给出的缺点,并结合溢流故障的发生与立压、套压的变化趋势具有相关性的特点,建立了早期溢流智能预警模型,实现对早期溢流的及时发现。通过对现场数据的仿真分析表明,该预警模型能够通过立压和套压的斜率变化及时准确地判断是否发生溢流。     

控压钻井实时监控技术简介

实现压力的实时监测与智能控制是提高控压钻井技术的安全性和作业效率的非常重要的技术环节和发展趋势, 实时监控控压钻井技术完全实现了对压力的实时监测与控制功能。通过详细描述实时监控控压钻井技术的设备组成与具体功能, 阐述实现井下压力智能实时监控的整个工艺过程, 介绍了人机交互界面的使用, 最后通过实例, 具体说明了实时监控控压钻井技术的优点及应用方向。     

基于PLC的钻井实时监测设备的研发

介绍了具有自主知识产权的钻井实时监测系统,包括系统监控的钻井工程数据、监测系统硬件组成及功能原理,阐述了基于PLC的监测数据采集、数据处理和数据上传方法。     

钻井工程事故监测和预警方法研究

本文主要对钻井工程事故的监测和预警方案进行研究和探讨。     

钻井工程异常预警系统的设计与应用

为了提高钻井现场工程异常预警的智能化水平,在现有的综合录井异常预警方法的基础上,采用智能化的模糊诊断专家系统技术建立钻井工程异常预警系统。该系统应用了智能化和面向对象技术进行系统分析、建模和设计,能够紧密结合现场的实际情况,对不同区域的不同类型的过程异常实现自动化预警,提高了预警的效率和质量。文章对该系统的设计思路及预警系统建立模型及应用和发展方向进行了分析。     

基于实钻资料的井壁稳定实时预测理论

实际工程要求对井壁稳定问题做到提前预知,因而井壁稳定实时预测研究意义重大。基于实钻录井和测井资料提出了井壁稳定实时预测方法。将发生变形的井眼看作椭圆形,应用弹性理论的复势解法及叠加原理得到井壁应力分布,从而建立井壁围岩的变形程度与岩石物理力学性质、地应力、孔隙压力、泥浆密度及理化性质的关系,在此基础上由泥浆录井和测井资料,反算地应力及孔隙压力,从地震反演得到的岩石力学模型中提取钻头下方一定深度范围内的地层密度和声波时差数据,计算待钻地层的压力曲线,从而实时预测钻头下井段井壁稳定。该方法应用在川东北部地应力复杂地区,取得了较满意的效果。     

基于钻井模型与人工智能相耦合的实时智能钻井监测技术

钻井过程中钻井复杂监测对于减少事故发生、降低钻井成本意义重大。在实际钻井过程中,钻井复杂的分析和判断主要靠人工完成,难以保证预警效率。为此,将动态钻井物理模型与人工智能、数据挖掘算法相结合,提出基于实时录井数据的实时钻井监测及事故预警技术。该技术以钻井施工过程中的综合录井数据作为输入,利用模型算法来实时准确呈现钻井过程中的井下工况条件,预测即将发生的复杂风险。从实时井眼清洁及水力学监测、实时卡钻预测、实时井涌监测3个方面对实时钻井监测及预警技术进行了详细分析。该技术可以实时准确模拟井下工况条件,识别并降低钻井事故发生概率,帮助钻井工程师提早发现问题,减少钻井事故的发生,并减少对自然环境以及人员安全的影响,为现场施工提供辅助决策,降低非有效生产时间。     

基于贝叶斯理论的含可信度孔隙压力随钻修正方法

地层压力预测与监测一直是油气钻井的一项重要任务,准确预测地层压力是保证钻井从设计到施工顺利安全进行的重要前提。地层压力钻前预测法是通过地震资料来预测地层压力,但是预测结果精度不高,孔隙压力预测结果与井底实际压力之间存在较大误差。为了根据随钻测量数据动态更新孔隙压力预测结果,不断降低其不确定度,提出了基于Bayes理论的含可信度孔隙压力随钻修正方法。孔隙压力后验概率信息综合了钻前孔隙压力预测信息以及随钻孔隙压力观测信息,在钻前预测的基础上利用随钻资料进行修正与更新,最大限度地保证了钻进过程中钻头位置局部孔隙压力预测准确度。该研究可以为钻井作业过程中动态风险评估提供实时且更为准确的孔隙压力,辅助钻井作业人员快速、准确地进行施工方案的决策,减少由于压力信息不准确带来的钻井风险。     

基于慢特征分析的初馏塔故障预警研究

初馏塔故障的及时预警对炼化后续装置平稳运行意义重大。研究采用慢特征分析技术,以初馏塔冲塔这一典型故障为例,从流程数据中提取慢特征信息用于初馏塔故障实时监测。设计滚动选取训练集的方法,以及连续多个统计量同时超限后进行预警的方式,降低了误报率。实际运行结果表明,该方法能够对初馏塔这一类工业过程的故障进行有效预警。     

欠平衡钻井过程中地层溢流量或漏失量反演计算

基于井筒多相流理论、质量守恒原理、动量守恒原理,提出了欠平衡钻井过程中通过压力变化来反演地层溢流量和漏失量的方法。实例验证结果表明,本文方法的反演计算结果与工程实际误差不超过3%,值得进一步推广应用。     

深水钻井最大允许气侵溢流量的计算方法

深水钻井对井控提出了更高的要求,气侵的早期监测便成为深水井控研究的热点。由于溢流量预警值为经验值,使得现有泥浆池增量法在水深较深、原始地层压力较高的井中应用的普适性和可靠性较差。为此,通过引入最大允许关井套压和环空气体上升位置,计算不同溢流量条件下的压井风险,建立了基于气侵的溢流量预警值反算方法,以此来保证在现有井控设备、施工参数和地层参数等确定的条件下进行更为精确可靠的气侵溢流监测。同时引入含可信度地层压力预测方法对溢流量预警值反算方法进行改进,最大限度地降低了因地层压力预测不准而导致的气侵监测误差。实例计算结果表明,该方法充分考虑了气侵后气体上升位置和压井风险,能够大大提高深水钻井气侵早期监测的准确率和可靠性,对于实现因井而异的溢流量预警值设计和降低气侵监测成本有实际意义。同时提出推荐采用精度更高更稳定的进出口流量计对泥浆池增量进行监测,以满足半潜式钻井平台的测量精度。     

基于SVM-BN的天然气长输管道燃气轮机故障预警方法研究

燃气轮机是天然气长输管道的核心动力设备,由于其结构复杂、零部件众多、工作负荷大,在运行过程中常发生故障并触发自保护停机,影响了主管线输气的稳定性。为此,针对天然气干线管道燃气轮机及其附属设备的关键部件、关键故障,利用SCADA系统的在线数据,对故障数据进行分析,建立基于支持向量机的在线异常预测模型和基于贝叶斯网络的故障诊断模型;然后通过引入偏离度建立了上述两种模型相结合的故障预警模型,并在天然气干线管道燃气轮机机组上进行了验证。结果表明:(1)所建立的基于支持向量机的预测模型具有较强的泛化能力,能对压力状态做出较为准确的预测,但是随着预测时间的变长,预测精度也会不断降低;(2)通过关注故障诊断模型中各底事件的发生概率,能够为现场维护人员提供优先检查的依据,进而减少设备非计划外停机事故的发生;(3)在燃气轮机润滑油系统实际发生的故障场景进行的应用与验证结果表明,该模型可以准确地对系统故障提前预测并定位,方法可行、有效,有较高的应用价值。