摘要：井漏是钻井过程中常见的钻井风险,若对该风险发现、处理不及时,极易导致井塌事故,轻则延长施工周期,重则危害现场人员人身安全。为了提高油气井钻井过程中井漏风险识别的准确性,降低风险识别对人为经验的依赖,结合钻井参数的非线性以及长时依赖特征,提出了一种基于门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)网络的井漏风险智能识别方法。该模型以池体积、出口流量和立管压力作为监测参数构建GRU网络,能够提取监测参数的时间序列特征,以实现对井漏风险的准确识别。利用现场实测钻井数据对模型进行了实验测试,结果表明,该方法对井漏风险的识别准确率达到了90.1%,优于长短期记忆网络的识别结果。

摘要：在冻土和海洋的钻井过程中,钻井液的热流作用会扰动地层中原本稳定存在的水合物,导致水合物分解,造成地层力学性质劣化,进而引发井壁坍塌失稳。为保障钻井安全,需要针对环空内钻井液与含水合物地层之间的直接相互作用开展室内模拟研究,进而摸清水合物分解规律,揭示钻井液与含水合物地层的热流交换机理。然而,已有研究中尚未见到仅考虑钻井液与含水合物地层热流交换作用的模拟实验系统。为此,本文设计了一种仅模拟上述作用的实验系统,并使用ANSYS-workbench进行了强度校核,同时提供了对应的实验方法,为揭示钻井液与含水合物地层的热流交换机理提供实验基础。

摘要：随着石油勘探开发的不断深入,井下地质构造越来越复杂,井下钻柱/钻头等工作环境更加恶劣,对井下复杂工况做出准确及时的判断是钻井过程中面临的主要难题之一。传统的地面录井手段由于所测数据不是井底真实数据,并且数据传输存在时效性等问题,已难以满足超深井等复杂井安全钻井需求。为此,研制了井下工程参数测量仪,该仪器能够实现井下钻压、扭矩、振动、管内压力、环空压力、温度等工程参数的精确测量、采集与存储,具有采集频率高、存储容量大、安全系数高等特点,能够获取井下近钻头处真实的工程参数,为提速工具优化设计、井下复杂工况诊断、优快钻井方案的制定提供了技术支撑。现场试验测试数据的分析验证表明,该仪器测得的各数据同现场实际工况和井下状态相互吻合。

摘要：在深部地层及深水钻井过程中,钻遇窄安全密度窗口(即地层破裂压力与孔隙压力相关不大)的情况越来越普遍,导致井底压力控制难度加大,井底压力稍高就发生井漏,井底压力稍低就发生井涌。在窄安全密度窗口环境中,常规钻井设计由于采用各种设计系数经验值会引起钻井液密度设计不准确、套管下深设计不合理等问题。为此,在安全钻井井底压力分析的基础上,提出了用设计系数计算值代替经验值进行钻井设计的思路,并给出了考虑温度、压力影响的钻井液密度设计方法,有效提高了设计的准确性,有利于保证窄安全密度窗口环境中井下作业的安全。

摘要：受地质条件的复杂性和认知手段的不足等多种因素制约，钻井工程事故时有发生，处理过程需耗费大量人力物力，甚至可能造成设备损坏、人员伤亡以及环境的污染和破坏，给企业带来巨大资源浪费和经济损失。

摘要：目的：从地质角度探讨影响钻井安全的因素，为预防钻井事故和提高工程质量提供地质依据。方法：运用统计分析方法，对104口新钻井质量问题及事故发生的原因进行了综合分析，阐明了影响钻井安全的地质因素。结果：高采出程度、高压注水和井况恶化引起的地下注采关系、油水分布和压力状况的复杂化是影响钻井安全的主要因素。结论：断块油气田开发中后期预防钻井事故、提高质量的主要对策是，综合运用邻井钻井、测井和注采生产动态资料，强化钻井地质研究，准确预测钻遇层系油水关系和压力分布；钻井设计应针对具体区块和层系，适应断块油气田开发中后期储层变化特点。

摘要：受拉伸和剪切破坏所影响的井眼失稳会导致严重的钻井问题,并增加油田的非生产时间和油气行业中的修井成本。为此,创新采用了依据Mogi-Coulomb破坏准则确定岩石强度的方法来预测所需的最佳钻井液密度,即钻井安全压力窗口。预测方法主要是通过Mogi-Coulomb模型中优化后的方程来计算钻井液密度窗口上下边界的坍塌压力和破裂压力。方法研究中的相关输入参数均取自油田高压地层,参数包括孔隙压力、原地应力数据和岩石力学特性。研究表明造成井眼失稳的主要原因是应力、岩石强度或孔隙压力的变化,且根据岩石破坏模型计算坍塌压力和破裂梯度的数值方法能够高效率、低成本地优选钻井液密度。本研究的目标是准确建立钻井安全压力操作窗口,使设计的钻井液密度既能实现有效钻进,又能维持井壁稳定性,防止钻井液漏失。在验证应用部分中通过输入墨西哥湾地区实验井的特性参数,比较预测和实际钻井液密度随深度的变化关系图,证明了所建立的模型具有较高准确度。

摘要：基于流体力学和波动压力理论,研究了抽吸、激动压力安全系数的计算方法,分析结果表明,抽吸、激动压力随钻井液黏度、密度、井深的增加而增大,且与钻柱上、下行速度密切相关;大井眼中抽吸、激动压力较小,小井眼抽吸、激动压力较大;地层渗透性在一定程度也会影响抽吸、激动安全系数的取值,为不同地层钻井时合理安全地设计与调整钻井液密度,减少储层伤害提供了理论基础。

摘要：针对准噶尔盆地南缘煤层倾角大、地应力复杂的煤层气井钻探难题,基于弱面理论研究了煤层倾角、地应力、造(降)斜对井壁安全的影响,建立起多目标约束的沿煤层钻井轨迹优化模型。研究表明:(1)昌吉地区煤层倾角为10°~25°,局部达到25°~40°,属于高陡倾斜煤层,具有渗透率各向异性强、地应力各向异性强、岩体力学性质各向异性强的特点。(2)钻水平井时,根据倾角对井壁稳定影响分为作用区、过渡区和反转区,倾角在5°~25°时为作用区,沿倾向钻井最安全,沿走向钻井最危险;倾角大于65°后进入反转区,沿倾向、走向都成为安全钻井方位。地应力各向异性越大,坍塌压力越高、安全钻井方位的范围越小。(3)沿煤层倾向钻井时,倾角小于35°时建议沿煤层上倾方向钻井;倾角大于65°时建议沿煤层下倾方向钻井;倾角在35°~65°范围内井壁安全性最低,建议沿煤层走向钻井;井斜角在45°~65°时是最危险造(降)斜段,应尽量避免在此井斜范围对煤层造(降)斜。(4)为降低煤层着陆点到首靶点的坍塌压力,提出S型、J型两种沿煤层钻井轨迹类型,从对比结果看出本文方法比常规方法设计的井眼进尺更短、摩阻扭矩更小。

摘要：含H_2S气井的溢流、井喷等事故会对人员、装备及周边环境造成严重影响,现有的含H_2S气井钻井过程安全风险评价方法存在考虑因素不够全面、分类方法不够系统等问题。为此,结合地质力学、地质构造、工程设计参数、腐蚀与H_2S溢出等安全作业影响因素,并考虑以上因素发生的概率及影响程度,建立了钻井作业安全风险的多因素模糊识别优化及定量计算的方法,最后利用该方法开展了现场实例应用,定量计算了实例井的钻井安全综合风险。结果表明:该方法风险评价结果与实际情况相符,可以用于含H_2S气井钻井作业安全风险评价,评价结果有助于指导安全高效钻井作业。