本文關(guān)鍵詞： 煤層氣水平井 導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè) 比能 灰色關(guān)聯(lián) 多源信息融合　出處：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：煤層氣水平井導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)技術(shù)是煤層氣水平井施工中保障地質(zhì)導(dǎo)向鉆井效果的重要技術(shù),是有效提高煤層鉆遇率,引導(dǎo)鉆頭在煤層中順利鉆進(jìn)的重要手段。目前普遍使用隨鉆測(cè)井工具配合解釋軟件系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè),但這種方式成本高昂,不符合國(guó)內(nèi)煤層氣低成本開(kāi)發(fā)原則;由于井下測(cè)量方式存在測(cè)量盲區(qū),當(dāng)鉆頭進(jìn)入煤層后,機(jī)械鉆速極快,鉆頭通過(guò)測(cè)量盲區(qū)花費(fèi)時(shí)間極短,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于井下數(shù)據(jù)傳輸至地面所需時(shí)間,因此在地面軟件系統(tǒng)響應(yīng)前,鉆頭極有可能已經(jīng)鉆出煤層。因此,本文提出了一種適合于煤層氣水平井的基于地面測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)的技術(shù)手段,通過(guò)地面測(cè)量間接判識(shí)鉆頭位置地層巖性變化來(lái)判斷當(dāng)前層位,同時(shí)滿足了煤層氣水平井導(dǎo)向監(jiān)測(cè)的低成本與快速性需求,通過(guò)研究取得如下成果:1.設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了針對(duì)煤層氣水平井的基于地面測(cè)量數(shù)據(jù)的導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)系統(tǒng),利用地面儀表與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集技術(shù),實(shí)現(xiàn)了所需地面參數(shù)的實(shí)時(shí)采集分析,通過(guò)對(duì)地面參數(shù)的監(jiān)測(cè)進(jìn)行地層巖性快速判識(shí),實(shí)現(xiàn)了對(duì)地質(zhì)導(dǎo)向的快速監(jiān)測(cè),有效提高了煤層鉆遇率;2.通過(guò)對(duì)煤層氣水平井鉆井工藝技術(shù)與導(dǎo)向鉆井技術(shù)進(jìn)行深入研究,對(duì)比評(píng)價(jià)了基于井下測(cè)量數(shù)據(jù)和基于地面測(cè)量數(shù)據(jù)兩種導(dǎo)向監(jiān)測(cè)方式的優(yōu)劣性,總結(jié)出基于地面測(cè)量數(shù)據(jù)的導(dǎo)向監(jiān)測(cè)方式是對(duì)于煤層氣水平井而言真正快速的導(dǎo)向監(jiān)測(cè)方式,確定了如何利用地面測(cè)量實(shí)現(xiàn)煤層氣水平井導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)的方案,滿足煤層氣低成本開(kāi)發(fā)需求;3.通過(guò)對(duì)機(jī)械比能與巖石比能理論進(jìn)行分析研究,建立了機(jī)械比能與巖石比能模型,利用地面測(cè)量數(shù)據(jù)得出機(jī)械比能與巖石比能,為煤層氣水平井導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)多源融合模型奠定了理論基礎(chǔ);4.通過(guò)對(duì)鉆井工程參數(shù)研究,優(yōu)選出最能反映地層性能的參數(shù)并將其作為系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù),包括:鉆壓、鉆時(shí)、扭矩、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、機(jī)械比能與巖石比能,應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)聚類算法建立多源信息融合識(shí)別模型,利用鉆井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)灰色關(guān)聯(lián)識(shí)別模型進(jìn)行了模擬仿真分析,驗(yàn)證了模型的有效性,為煤層氣水平井導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供了理論依據(jù);5.基于導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)技術(shù)與灰色關(guān)聯(lián)識(shí)別模型完成了煤層氣水平井導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)方案設(shè)計(jì),根據(jù)監(jiān)測(cè)參數(shù)需求完成了硬件儀表裝備配套,依據(jù)軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求分析建立了配套數(shù)據(jù)庫(kù),為實(shí)現(xiàn)煤層氣水平井導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)提供了數(shù)據(jù)支撐;6.基于所建立的多源融合模型及配套數(shù)據(jù)庫(kù),完成了煤層氣水平井導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)與軟件系統(tǒng)各功能模塊開(kāi)發(fā),并在沁水盆地兩口水平井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,結(jié)果表明:該系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定,根據(jù)所采集的地面數(shù)據(jù)快速判識(shí)地層巖性,實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè),達(dá)到了煤層氣水平井鉆井現(xiàn)場(chǎng)對(duì)地質(zhì)導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)分析需求。本文所設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)的煤層氣水平井導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)充分發(fā)揮了基于地面測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)勢(shì),在滿足煤層氣水平井低成本開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上,真正實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)向快速監(jiān)測(cè),具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:Horizontal well orientation of coalbed gas monitoring technology is an important technology to ensure the geosteering drilling effect of CBM horizontal well construction, is to improve the coal seam drilling rate, an important means to guide the smooth drilling drill in the coal seam. The current widespread use of LWD tools with the software system of rapid monitoring oriented, but this is expensive that does not conform to the principle of domestic gas development with low cost; due to the underground measurement measurement blind area, when the drill bit into the coal seam, drilling speed is fast, the bit by measuring blind spend time is very short, far less than the transmission of downhole data to the ground required time, so in response to the ground software system, the bit is likely to have been drilled in coal seam therefore, this paper proposes a technical means to realize the fast ground measurement data monitoring based on suitable for CBM horizontal wells, through the Measurement of indirect identification bit position of lithology changes to determine the current layer, at the same time to meet the demand of low cost and fast coal seam gas guide horizontal well monitoring, through the research achievements are as follows: 1. design and development for CBM horizontal well ground measurement based data oriented rapid monitoring system, using ground and instrument real time data acquisition technology, realizes the acquisition of real-time analysis of required surface parameters, through the monitoring of ground parameters of lithology identification is realized fast, rapid monitoring of geosteering, effectively improve the coal seam drilling rate; 2. through an in-depth study on drilling technology and coalbed methane horizontal well drilling technology based on the comparative evaluation, downhole measurement data and measurement data based on advantages and disadvantages of two kinds of ground monitoring oriented mode, summed up the measure oriented supervision ground based on measurement data Is for CBM horizontal wells real fast orientation monitoring, determine how to use ground measurements to achieve rapid monitoring of horizontal well orientation of coalbed methane CBM development scheme, to meet the needs of low cost; 3. based on mechanical specific energy and rock than theoretical analysis, established the mechanical specific energy and specific energy of rock the results showed that the mechanical model, specific energy and rocks than can use ground measurement data, laid the theoretical foundation for CBM horizontal well oriented rapid monitoring of multi-source fusion model; 4. through the study of drilling engineering parameters, the optimized parameters can reflect the formation properties and as a system of monitoring parameters, including drilling pressure, drilling time. Torque, rotating speed, mechanical specific energy and rock ratio can, using grey correlation clustering algorithm to establish the model of multi-source information fusion, the grey relational identification model for simulation by using drilling data Analysis, to verify the validity of the model, and provides a theoretical basis for the horizontal well orientation of coalbed gas monitoring system based on fast development; the 5. oriented rapid monitoring technology and gray correlation model to complete the CBM horizontal well oriented rapid monitoring design scheme of the system, according to the monitoring parameters of the hardware instrument equipment, according to the analysis data the software system requirements supporting the establishment of a database, provides data support for the realization of rapid monitoring of horizontal well oriented coalbed gas; 6. based on the multi-source fusion model and the corresponding database, completed the coal layer gas well oriented monitoring system software architecture design and the function modules of software system development, and the field application in Qinshui in two wells shows that the system is stable in the field, according to the data collected fast identification of lithology, the Rapid monitoring of geosteering drilling to CBM horizontal well geosteering site for rapid monitoring analysis needs. Rapid monitoring system for horizontal well orientation of coalbed gas in this paper the design and development and give full play to the rapid monitoring method to the ground measurement data based on the advantage, to meet the basic CBM horizontal wells in low cost of development, really to achieve a rapid monitoring oriented, has higher application value.

【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE243

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