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智能技術(shù)“鉆”出頁(yè)巖油鉆井新紀(jì)錄

2024-12-17 科技日?qǐng)?bào)

  

勝利石油工程公司工作人員正使用鉆井液智能坐崗系統(tǒng),。受訪單位供圖

  短短29天內(nèi),,中國(guó)石化勝利石油工程公司(以下簡(jiǎn)稱“勝利石油工程公司”)70169SL鉆井隊(duì)成功鉆探至井深6080米,,刷新了頁(yè)巖油鉆井紀(jì)錄。勝利石油工程公司頁(yè)巖油鉆井鉆得深,、打得快,,“鉆井液智能坐崗系統(tǒng)+智能鉆頭”功不可沒(méi)。

  “AI泥漿工程師”顯身手

  在開(kāi)采頁(yè)巖油的過(guò)程中,,如果鉆井時(shí)施加的壓力太大,,達(dá)到地層的承受極限,就會(huì)導(dǎo)致地層裂開(kāi),,出現(xiàn)井漏;而如果壓力不夠,,地下的油、水或氣體就會(huì)流出來(lái),,形成溢流,。在控制井內(nèi)壓力方面,鉆井液發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,。鉆井液對(duì)于鉆井,,就像血液對(duì)于人體一樣重要,被稱為“鉆井的血液”,。通過(guò)調(diào)節(jié)鉆井液的密度和性能,,可以平衡地層壓力、應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件,,提高鉆井效率,。

  然而,鉆井液的密度控制是個(gè)難題,。勝利石油工程公司鉆井專家路峰介紹,,過(guò)去,工作人員往往根據(jù)老師傅的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行鉆井液密度的調(diào)配,,極易因?yàn)榱?xí)慣,、疏忽等因素出現(xiàn)問(wèn)題,井控安全管理的壓力特別大,?!艾F(xiàn)在,,鉆井液智能坐崗系統(tǒng)能及時(shí)、準(zhǔn)確告訴我們溢流和井漏情況,,給現(xiàn)場(chǎng)的工作人員提供重要數(shù)據(jù),,確保施工安全。不同地質(zhì)地層的情況,,也會(huì)被系統(tǒng)記錄下來(lái),,當(dāng)再次遇到類似情況就可以作為參考,既節(jié)省人力又提高效率,?!甭贩逭f(shuō)。

  “鉆井液智能坐崗系統(tǒng)好像在鉆井現(xiàn)場(chǎng)打造的一個(gè)‘AI泥漿工程師’,。它不知疲倦,,能24小時(shí)精確無(wú)誤地工作?!眲倮凸こ坦?0169SL鉆井隊(duì)泥漿組長(zhǎng)劉巖巖說(shuō),,它能實(shí)時(shí)捕捉到地面的泥漿工程師無(wú)法直接觀察到的施工情況,幫助工程師更好掌控全局,,確保安全,。

  智能鉆頭成為“千里眼”

  鉆井作業(yè)過(guò)程中,不僅需要能實(shí)時(shí)捕捉施工情況的“工程師”,,還需要能對(duì)深層地層狀況做出精確判斷的“千里眼”,。智能鉆頭就是這只“千里眼”,它不但能感知地層信息,,還能通過(guò)智能算法對(duì)其進(jìn)行分析處理,。

  勝利石油工程公司智能鉆頭項(xiàng)目負(fù)責(zé)人黃哲介紹,國(guó)際上的智能鉆頭產(chǎn)品主要有探管式和偏置式兩種設(shè)計(jì)思路,,但這兩種思路都不完美,。探管式測(cè)量的缺陷在于它雖然能測(cè)運(yùn)動(dòng)參數(shù),但無(wú)法準(zhǔn)確感知鉆頭的受力和鉆壓,、扭矩;偏置式測(cè)量在復(fù)雜環(huán)境中難以準(zhǔn)確區(qū)分和解密各種應(yīng)力和力矩,。

  黃哲下定決心:要研發(fā)國(guó)產(chǎn)智能鉆頭。經(jīng)過(guò)艱苦攻關(guān),,黃哲團(tuán)隊(duì)解決了兩大難題,。一是設(shè)計(jì)難題,二是數(shù)據(jù)推算難題,。

  在設(shè)計(jì)方面,,團(tuán)隊(duì)提出了棱柱式陣列結(jié)構(gòu)。黃哲介紹,在棱柱的軸向上,,將相對(duì)位置的傳感器進(jìn)行垂直方向的翻轉(zhuǎn)布局,,就能在數(shù)學(xué)層面實(shí)現(xiàn)傳感器測(cè)量結(jié)果的相互獨(dú)立,有效避免干擾,。這種全新設(shè)計(jì)思路,,成功融合了空間與平面設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。

  在數(shù)據(jù)推算方面,,團(tuán)隊(duì)運(yùn)用多種方法提升測(cè)算準(zhǔn)確性,。引入隨機(jī)噪聲測(cè)試時(shí),黃哲發(fā)現(xiàn)算法在轉(zhuǎn)速求解上受噪聲干擾大,,這是因?yàn)樗惴ㄖ袥](méi)有考慮各物理參量間的內(nèi)部聯(lián)系,。于是,團(tuán)隊(duì)引入物理約束校正數(shù)據(jù),,顯著降低推算誤差,。

  “我們還仿照鳥(niǎo)群捕食信息共享策略,建立了多目標(biāo)的鉆井參數(shù)方案評(píng)價(jià)模型,,可以快速高效收集共享信息。鉆井時(shí),,工作人員可以通過(guò)鉆前分析和鉆時(shí)校正,,為全自動(dòng)鉆機(jī)提供送鉆最優(yōu)參數(shù)路線,規(guī)避井下風(fēng)險(xiǎn),、提高鉆井效率,。”黃哲說(shuō),。

  黃哲團(tuán)隊(duì)研發(fā)的智能鉆頭已在勝利工區(qū)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,。智能鉆頭在鉆井提速優(yōu)化、T型井軌跡測(cè)量,、鉆井風(fēng)險(xiǎn)分析與科學(xué)鉆井決策等場(chǎng)景中,,取得了較好應(yīng)用效果。(記者 王延斌 通訊員 李亞男

編輯:周大為

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