摘要：能够测量井外数十米地质构造距离和方位的远探测声波测井正成为一种重要的地球物理应用技术.1:1地层条件下井外含反射界面的远探测测量和分析为此技术提供了物理验证.本文首先利用虚源和柱面波展开理论推导了充液井孔中单极反射纵波方位接收声场的解析形式,通过模拟证明了单井的声波辐射和接收与双井之间的辐射和接收的等效性,在此基础上提出利用两口模型井来实现方位纵波远探测实验,即在测量井中放置多方位反射纵波接收声系,在另一口副井中放置单极子声源向测量井定向辐射纵波以等效来自井外地质体的反射波,依托实验室的模型井群进行井中方位纵波远探测实验研究.实验测量结果表明井中接收反射纵波的幅度和到时对井外反射体(定向辐射波)具有较好的方位灵敏度,可由此来实现井外地质异常体的精准定位.在理论与实验指导下自主设计研制了方位纵波远探测仪器样机并开展了现场井测试成功获得高信噪比的方位反射信号,充分验证了方位纵波远探测技术的准确性和有效性.

摘要：考虑影响钩载、扭矩的因素复杂多样及钻井过程的时序性特点,优选BP神经网络和长短期记忆神经网络,设计双输入网络架构,建立大钩载荷与转盘扭矩智能预测模型。该模型同时考虑影响钩载、扭矩的多种复杂参数以及钩载、扭矩等时序数据随时间变化的趋势和前后关联,通过时序性数据和非时序性数据共同预测大钩载荷与转盘扭矩。利用国内某油田钻井现场数据进行大钩载荷与转盘扭矩的预测,均方根误差分别为39.05 kN和1.6274 kN·m,平均相对误差分别为1.202%和9.038%。

摘要：CO_(2)微气泡是一种具有潜力的提高采收率与碳埋存方法,本文在自主设计的CO_(2)微气泡发泡装置的基础上,表征了高温高压条件下微气泡形态,进一步研究了微气泡的溶解特征,研究结果表明:10 MPa下制备出的微气泡直径10~70μm,平均直径34.43μm;15 MPa下制备的微气泡直径更小,平均直径25.03μm;地层水高矿化度条件下,平均气泡直径277.17μm,且气泡稳定性降低.微气泡的溶解实验结果表明CO_(2)微气泡的溶解速率较高,但是未溶解的CO_(2)仍以气泡的形式在地层中运移,微气泡注入地层后将形成“碳化水+微气泡”的运移模式.采用可视化微流控平台,首次研究了高温高压条件下无化学剂辅助CO_(2)微气泡的提高采收率机理:(1)提高微观洗油效率;(2)通过体积膨胀、溶解携带作用将油滴带出盲端,采出盲端中的剩余油;(3)打破油滴的毛管压力平衡状态,采出柱状残余油;(4)在流动中产生“贾敏效应”,封堵大孔隙、提高波及效率.本文研究可为CO_(2)微气泡提高油藏采收率与碳封存提供指导.

摘要：在径向水平井技术中,自进式射流钻头既要完成破岩钻孔的任务,又要对高压软管产生一定的向前自进力,才能达到连续向前钻进的目的.为此,以流体力学理论为基础,分析了自进式多孔射流钻头的自进机理,即射流反推力作用和反向射流降压效应.通过实验方法得到了流量、射流钻头正反流量比、正向喷距和井筒直径等参数对自进力的影响规律.结果表明：自进力随着流量的增大而近似线性关系的增大,随着射流钻头的正反流量比的增大而近似线性关系的减小;随着正向喷距的变化,自进力基本不变;自进力随着井筒直径的增大呈先增大后减小的趋势,当井筒直径为36～49 mm时产生的自进力较大,当筒直径大于62 mm后自迸力已基本不变.在实验条件下,流量范围为0.71～0.99 L/s时,射流钻头正反流量比范围为1/6～2/3,正向喷距范围为10～50 mm,井筒直径为30～70 mm时,射流钻头所产生的自进力范围为51.1～228.1 N.该研究成果可为套管内转向径向水平井技术提供理论基础,还可为自进式多孔射流钻头结构设计提供依据.

摘要：断裂体系中的流体-岩石相互作用及其成储意义一直都是业界关注的热点问题。流体沿断裂流动运移,溶解围岩矿物,沉淀新矿物,改变储集空间的形态,对碳酸盐岩储层形成与分布、油气运移及分布起十分重要的控制作用。查明深层-超深层含断裂碳酸盐岩储层的成因机理,具有重要的理论和实际意义。为此设计了基于塔里木盆地顺北地区奥陶系一间房组的高温高压溶蚀-沉淀模拟实验,并结合TOUGHREACT等数值模拟软件,以查明沿断裂流动的含CO_(2)盐水和碳酸盐岩相互作用的过程,考察温度、压力、流体性质、物理非均质性等因素的影响程度,计算裂缝内的钙离子扩散特征以及矿物溶解-沉淀的趋势。实验和计算结果显示:实验时间内整体反应以碳酸钙溶解为主,反应后样品储集性能得到改善,样品内裂缝宽度、数量和体积增加,样品渗透率和孔隙度增加。研究明确了样品物理非均质性和流体水力性质促进主裂缝成为主要流动通道。主裂缝内流动过程和反应过程相互促进,并且共同决定了主裂缝不仅是流体流动的优势通道和水-岩反应发生的主要场所,也会是具有潜力的优势储集空间。

摘要：多源地震混合采集采用随机线性编码方式同时激发多个震源,检波器连续接收地震信号,获得波场混叠的炮记录.该采集技术能够显著提升采集效率和成像质量,其实现关键在于炮分离,即将相互混叠的多源波场数据彼此分离,获得传统采集的单炮记录.最小平方算法只能得到伪分离记录,不能去除混叠噪声.在高混合度的混叠数据中,混叠噪声的能量往往数倍于有效信号,炮分离难度倍增.但在伪分离记录中,该噪声在除共炮点道集以外的其它时域均为随机分布.本文研究提出了一种多时域组合迭代去噪的炮分离技术:通过运用多级中值滤波与Curvelet阈值迭代去噪算法,在不同时域根据混叠噪声特性采用相应的去噪手段,并设计迭代算法优化炮分离结果.实际资料处理结果证明:将本方法应用于高混合度的混叠数据,无论是分离质量还是计算效率,都有明显提升.

摘要：射流喷嘴是径向水平井技术中的关键部件,其破岩能力直接影响水平井眼的延伸能力和钻进速度。在多孔喷嘴的基础上,设计脉冲空化多孔喷嘴,分析其脉冲空化射流的调制机制,并通过试验与多孔喷嘴的破岩效果进行对比。结果表明：脉冲空化多孔喷嘴破岩效果优于多孔喷嘴,孔眼深度是多孔喷嘴的1.02~2.18倍,破岩体积是多孔喷嘴的1.23~2.35倍;为保证喷嘴破岩形成的最小孔眼直径大于喷嘴外径,试验岩样的喷嘴压降不能小于30 MPa;射流喷嘴破岩存在最优喷距,试验条件下的最优喷距为12 mm;利用脉冲空化多孔喷嘴可增加径向井的水平延伸长度,提高钻进速度。

摘要：气波引射器是一种新型的高效动态引射装置,转子与端板处间隙宽度对引射性能产生重要影响。通过实验研究进出口间隙宽度以及转速对气波引射器高低压气体流量和引射性能的影响。结果表明:随着入口间隙宽度增大,高压气体质量流量小幅增大,而低压气体质量流量大幅降低,设备的引射性能急剧降低,宽度由0.15 mm增至0.55 mm,等熵效率减小约15%,而出口间隙宽度对设备的流量和性能影响较小。当设备的运转速度偏离设计转速时,气波引射器的引射性能将急剧降低,在一定的转速偏离范围内,高压气体质量流量增大,而低压气体质量流量逐渐降低。

摘要：采用现有方法提取超声回波的到时和幅度不能有效避免随钻超声信号的局部干扰,导致随钻超声成像测井仪在井下自主提取的回波到时和幅度精度较差。本文采用解调算法对随钻超声模拟信号进行预处理,然后设计BP神经网络模型来拟合波形数据与幅度和到时之间的关系。本文建立超声成像测井模型,利用有限元仿真软件进行正演模拟,通过改变模型参数来模拟不同的测量条件时的响应,将其作为神经网络模型的输入层;将超声回波信号看作是由高频载波信号调制而成的低频信号,设计低通滤波器将高频信号去除,得到低频包络信号;随后提取包络信号的幅度及其对应的时间作为人工神经网络模型的输出层。对比了6种训练方法的应用效果,认为共轭梯度下降法最适合用于求解该神经网络模型。通过11组模拟测试数据对该神经网络的性能进行了测试,验证了该模型的有效性,为进一步实际应用奠定了基础。

摘要：结合地震岩石物理技术,研究了叠前频变AVO反演在四川盆地龙马溪组页岩储层含气性识别中的应用.首先,应用Backus平均理论将测井数据粗化为地震尺度储层模型,应用传播矩阵理论进行高精度地震正演及井震标定,分析页岩气储层地震响应特征.其次,基于岩心观测结果,应用Chapman多尺度裂缝理论设计页岩气储层理论模型,研究储层衰减、频散以及对应的地震反射特征.应用该理论模型测试频变AVO反演方法,计算结果表明:对于研究区地层结构和地震数据,区分流体类型的优势频率不是地震子波的主频,还受层间调谐干涉等储层结构因素控制,也进一步说明理论模型测试和标定的重要性.最后,将频变AVO反演技术应用到四川盆地龙马溪组页岩地层,计算得到的频散属性为页岩气储层含气性识别提供依据.