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2022年 第18卷 第1期 刊出日期：2022-03-25

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专家视点

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机器学习算法概述及其在钻井工程中的应用

李宏波, 罗平亚, 白杨, 李道雄, 常爽, 柳新国

2022, 18(1):  1-13.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.001

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在互联网大数据时代，人工智能的核心—机器学习方法应用在钻井工程中是未来发展的大方向。其中钻井工程作为油气勘探开发过程中的中坚力量，利用机器学习方法优化钻井参数、进行事故预测与预警对于指导钻井工作经济、安全、高效、环保进行具有重要意义。针对利用以往经验、数据难以有效指导深井超深井钻井工作的情况，对目前机器学习所使用的算法进行了概述，浅析了机器学习应用在钻井工程中带来的益处，结合实际钻井工程需求调研了目前国内外机器学习在钻井工程中的一些实际应用，指出了机器学习在钻井工程中应用时面临的问题所在，对指出的问题提出了几点解决方法，期望机器学习技术能为我国钻井工程的发展添砖加瓦。


油气勘探

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基于支持向量机回归的机械钻速智能预测

宋先知, 裴志君, 王潘涛, 张宫凌燕, 叶山林

2022, 18(1):  14-20.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.002

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塔里木盆地深层油气资源丰富，但随着井深的增加地层可钻性降低、研磨性升高，导致机械钻速低，钻井成本高等难题，亟需钻井优化技术。机械钻速预测是优化钻井的关键技术之一，准确的机械钻速预测可以为钻井参数优化、钻井工具优选等提供重要依据。利用钻井现场可实时获得的录井数据，基于决策树回归算法、随机森林回归算法、支持向量机回归算法和深度神经网络分别建立了机械钻速智能预测模型。从均方根误差、R平方、最大误差和相对误差四个方面进行对比分析，从而优选最优的机械钻速智能预测模型。结果表明支持向量机回归模型的预测精度、稳定性均优于其他模型。


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钻井液流变参数确定通用算法及程序设计

魏凯, 严梁柱, 方琼瑶, 宋波凯

2022, 18(1):  21-25.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.003

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钻井液流变参数确定以及流变模式优选是钻井液设计、循环压耗计算的基础。针对非线性流变模式的钻井液模型，基于高斯-牛顿法，通过六速粘度计的读数，建立了非线性流变模式的回归模型；根据衡量偏差性关系程度的相关参数R，以C#为编程语言，开发了配套的钻井液流变模式优选计算软件，可输出各流变模式的流变曲线，并结合实测数据进行了实例验证。该算法可以确定非线性流变模式下钻井液的流变参数，并通过比较相关系数优选出合适的流变模式，为快速优选钻井液流变模式提供了有效的工具。

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准噶尔盆地南缘高温有机质储层井壁失稳机理及对策#br#

鲁铁梅, 叶成, 鲁雪梅, 戎克生, 刘可成, 姚旭洋, 周泽南

2022, 18(1):  26-31.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.004

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准噶尔盆地南缘地区因地质情况异常复杂，井壁失稳问题一直困扰现场钻井。近年来，油基钻井液因其强抑制、热稳定性好等优点在南缘地区得到了应用，但仍未有效解决井壁失稳问题。采用X-射线衍射法、扫描电镜实验等手段对南缘失稳井段岩样进行了全岩和黏土矿物组成特征、有机质特征、微观结构特征等理化性能的分析。得出了南缘地区高温有机质储层井壁失稳原因。明确了油基钻井液作用下井壁失稳机理是岩石黏土矿物含量高，有机质含量高，岩石层理、微裂缝发育，油基钻井液（pH值>9）通过毛管力作用进入地层发生高温碱蚀，形成大量溶蚀孔导致岩石应力分布不均，岩石抗压强度下降，井壁失稳垮塌。并针对此提出技术对策。

油气开发

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压裂支撑剂浊度测试方法及评价指标分析

梁天成, 杨能宇, 才博, 蒙传幼, 易新斌, 严玉忠, 黄欣, 唐建华

2022, 18(1):  32-37.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.005

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水力压裂是非常规储层提高产能最有效的增产措施，浊度是压裂支撑剂性能评价的重要技术指标之一。但现行标准的测试方法与国际测试方法有差异，影响我国水力压裂施工支撑剂使用。为了提升我国支撑剂检测水平，系统研究了取样方法、制样方式、取液位置和浊度仪对支撑剂浊度值数据的影响；考虑影响支撑剂浊度值的悬浮微粒的理化性质，研究了浊度对导流能力和储层伤害的影响。得出了浊度测试过程中的影响因素以及浊度对导流能力和渗透率的影响。这些研究对理解支撑剂浊度和支撑剂优选具有重要意义，有助于降低支撑剂生产企业成本。

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注水井无缆智能分注技术在苏北油田的应用

曹力元, 林刚, 刘晓文, 韩超, 梁珍

2022, 18(1):  38-41.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.006

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为提高注水井的分注效果及测试效率，减轻测调工作量，在苏北油田试验应用了无线智能分注技术。该技术可实现远程无线控制井下智能配水器，对分层注入量进行实时准确测调。同时可实时监测分层压力等井下数据参数，省去了传统同心分注技术的下仪器测调施工。选用可反洗井的Y341注水封隔器和内防腐涂层油管，使无缆智能分注管柱具备较高的可靠性。在N2-19井成功进行矿场试验，取得较好的应用效果，具有一定的推广价值。

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基于源储配置关系的地质工程双甜点研究

魏志鹏, 郝鹏灵, 刘子雄

2022, 18(1):  42-47.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.007

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烃源岩为油气成藏提供了重要的物质基础，特别是良好的源储配置关系是致密油成藏的关键因素之一。以鄂尔多斯盆地HD地区C8非常规致密砂岩油藏为例，通过开展烃源岩生烃能力评价、成藏组合关系规律研究，建立了四种源储配置关系模式，结合产能影响的工程因素，综合评价“烃源岩-地质-工程”甜点，明确油气富集规律，指导开发生产。


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水平井井眼清洁技术研究与实践

李振川, 姚昌顺, 胡开利, 兰祖权

2022, 18(1):  48-53.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.008

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近年来，国内大规模开发非常规油气资源，水平井部署数量急剧增加，由于对水平井井眼清洁缺乏科学、系统地认识，水平段钻进过程中经常出现卡钻、提前完钻、套管无法下至预定井深等问题；另外，不良的井眼清洁也会导致非常高的隐性成本，包括控制机械钻速、增加划眼、循环、起钻时间等。通过明确水平井不同井段岩屑运移机理，分析井眼清洁的关键要素，提出一种通过监测实钻摩阻评价井眼清洁的方法，形成一套高效的水平井井眼清洁技术。在玛湖及吉木萨尔页岩油等区域现场实践，根据现场实测数据验证了该套技术理论的正确性，可以在国内现有设备及仪器的条件下，保障水平段井眼清洁，大幅缩短循环、通井等低效生产时间，协助现场水平井提速提效。


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新疆油田砂砾岩水平段个性化钻头研究与试验

王新东, 武智, 姚昌顺, 李应新, 张武涛, 谢正森

2022, 18(1):  54-58.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.009

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准噶尔盆地玛湖致密砂砾岩油田是新疆油田提产的重点区域。针对新疆油田艾湖井区砂砾岩水平段地层不均质性强、可钻性差，钻头单只进尺短，报废率高，导致钻井周期长的难题。对艾湖井区已钻井的地层岩性、钻头使用情况、钻井参数等进行分析研究，设计开发了针对艾湖区块砂砾岩水平段的新型个性化PDC钻头，配套优化的钻井参数及钻具组合，形成了以钻头为主体的提速技术方案。开发的新型个性化钻头在艾湖井区砂砾岩水平段应用，便取得了机械钻速比该区块钻头的平均机械钻速提高137.46%、进尺比之前钻头单只平均进尺提高32.7%～153.3%的良好效果。现场应用情况表明，设计开发的艾湖区块水平段砂砾岩个性化PDC钻头针对性强，配套提速技术方案优化合理，显著提高了机械钻速和单趟钻头进尺，节约了钻井周期和成本，也为类似砂砾岩水平段个性化钻头的开发应用奠定了良好的基础。

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水敏性河道砂体油藏水平井钻井关键技术应用研究#br#

成鹏飞

2022, 18(1):  59-65.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.010

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阜东5井区油藏是典型的强水敏性河道砂体油藏，目的层头屯河组为“泥包砂”结构，黏土矿物含量高达27%～31%，其中蒙脱石含量高达56%～82%，为强水敏性地层。因水敏性较强，在钻井过程中对井壁稳定性要求较高，岩层蒙脱石含量高遇水易水化膨胀造成井壁剥蚀掉块或坍塌，改变泥岩整体强度，引发井壁失稳。前期应用水基钻井液，泥岩遇水易膨胀，易坍塌，卡钻，造成多次回填侧钻等钻井复杂情况。通过油基钻井液技术、井眼清洁技术、钻井参数实时优化分析技术以及管柱安全下入技术解决了制约阜东5井区强水敏性河道砂体油藏水平井钻井技术难题。对加快水敏性河道砂体油藏高效评价、规模开发具有一定借鉴意义。

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渤海油田钻井降本增效技术现状与展望

王赞, 王晓琪, 陈立强, 吴占民, 孙雷

2022, 18(1):  66-72.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.011

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渤海油田是我国海上油气增储上产的重要支撑。针对渤海油田地质条件复杂、多套压力系统并存、井壁稳定性差、钻井作业风险高、低效井综合治理难度大等难题，以安全钻井作业为准则，开展基于井壁稳定性研究的大位移井极限延伸技术、高效利用槽口的单筒双井技术、缩减套管层次与尺寸的井筒瘦身技术、防腐管材动态综合分析优化技术、基于决策树模型的精细化侧钻技术等钻井提速提效创新技术体系分析研究，并成功应用于现场。展望了渤海油田钻井降本增效技术未来发展趋势，为渤海油田高效开发提供技术参考与借鉴。

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考虑层理缝的页岩油藏压裂水平井产能模型

陈希, 刘蕊宁, 谢勃勃, 潘玉婷, 何小东

2022, 18(1):  73-79.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.012

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水平井压裂是页岩油藏商业化开采的关键技术，压裂后的产能一直是学者们研究的焦点。传统的页岩油产能模型忽略了压裂过程中形成的层理缝对产能的影响。针对这一问题，引入了嵌入式离散裂缝模型相关理论，建立了考虑层理缝的三维页岩油藏压裂水平井产能模型。基于有限差分对模型进行离散化处理，采用MATLAB编程求解得到了储层基质及裂缝中的压力分布和典型的产能曲线。分析了层理缝渗透率及密度对页岩油产能的影响。研究表明，随着层理缝渗透率增加，产能越高；层理缝密度越大，产能越高。当层理缝渗透率较高且较为发育时，产能模型中如果未包含层理缝会造成较大的误差，本模型对于页岩油藏压后产能的准确预测具有重要的现实意义。

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X井区低成本体积压裂技术探索及实践

刘凯新, 郑伟杰, 戴丽娅, 潘丽燕, 张拢, 蔡国清

2022, 18(1):  80-85.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.013

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X井区三叠系克拉玛依组储层前期为直井注水开发，注水受效不明显，产量递减快，整体采收率低。为充分动用区块剩余油资源，2018年将原有开发方式调整为水平井体积压裂开发，2019年实施的首口井采用连续油管带底封拖动环空压裂，压后单井初期产量较直井提高11.5倍，验证了水平井提产的可行性。自2020年起为适应市场环境需求，在该区块开展矿场试验，逐步将连续油管水力喷射环空压裂转型为桥塞射孔分段压裂，压裂液体由胍胶冻胶过渡为胍胶滑溜水，形成了一套低成本体积压裂技术。应用效果表明：①采用不同工艺投产的13口水平井均达到设计产能；②使用桥塞射孔+非均匀布孔方式可改善起裂不均衡的问题；③通过提升排量可弥补胍胶滑溜水携砂能力差的不足，保证现场施工安全加砂；④低成本体积压裂技术可节约压裂成本近三成。

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油田微生物技术研究及应用概述

任洪达, 赵永昌, 马泽华, 罗腾, 孙锡泽

2022, 18(1):  86-89.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.014

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我国绝大多数油田在开发过程中面临采收率低、井筒及管道结蜡严重、低温储层改造时破胶不彻底等问题。微生物因其代谢产物的性能使其在油田开发中得到了较为广泛的应用，综述了微生物技术在油田提高原油采收率、清防蜡、压裂液破胶领域的研究及应用概况。说明了微生物技术在三个领域的作用机理；总结了微生物技术在油田应用时的优缺点，并且对微生物技术在未来油田开发中的研究重点进行了展望。

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论油气田工程GNSS高程测量技术可行性

计长飞, 计漠, 魏天成

2022, 18(1):  90-96.  DOI: 10.12388/j.issn.1673-2677.2022.01.015

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针对油气田地面工程GNSS高程测量精度较低现象，通过GNSS静态测量原理、GNSS动态测量原理及测量平差理论描述，分析卫星定位技术外业测量误差构成，并简单评述其属性。借助于GNSS高程转换计算原理及测量误差传播理论重点分析计算过程中关键误差要素，利用数学反演理论之最小二乘法，给出油田测量工程中常用高程拟合经验公式。基于油气田测量工作经验，参考相关技术规定，总结了测量工作中误差因素管控措施，通过工程实例验证GNSS高程测量误差来源及影响程度并分析结论，提出油气田GNSS高程测量的有效性及局限性观点，指导同类工作顺利开展。