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篇（1）

抽油機在石油鉆采工藝中的地位毋庸置疑[1]。針對我國油田開采的實際工況，高能耗的常規(guī)抽油機在開采稠油、低滲區(qū)塊時很難滿足生產(chǎn)的要求。因此，迫切需要一種能實現(xiàn)長沖程、低沖次的高效率、大載荷新型節(jié)能采油設(shè)備來更經(jīng)濟、更有效的開采我們低滲、特低滲、稠油、高含水油藏。基于這一點，液壓長沖程抽油機應(yīng)運而生，其研制和應(yīng)用得到了較大的發(fā)展。

液壓抽油機具有長沖程、低沖次、配用電機功率小、能耗低、性能可靠、安全性好、占地面積小，自重輕等特點。但針對液壓長沖程抽油機的節(jié)能減振設(shè)計與效果分析中尚存在著諸多不足。本文中研制的WCYJY改進型液壓長沖程抽油機采用天平式重力平衡、優(yōu)化設(shè)計調(diào)節(jié)閥的開啟時間等措施，以期實現(xiàn)系統(tǒng)減少換向沖擊振動的目的。

1 抽油機結(jié)構(gòu)、液壓原理及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

圖1是WCYJY改進型液壓長沖程抽油機的結(jié)構(gòu)圖。

系統(tǒng)的執(zhí)行器是抽油桿側(cè)液壓缸1和配重側(cè)液壓缸21。電動機14驅(qū)動油泵15，通過活塞桿伸縮驅(qū)動動滑輪，帶動鋼絲繩連接的抽油桿和配重箱上下往復(fù)運動，從而帶動有桿泵往復(fù)運動進行采油。

蓄能器20的作用是在液壓缸換向時，利用蓄能器氣囊的壓縮和膨脹來平穩(wěn)液體流量的波動，從而達到減少管路中流量脈動的目的。配重箱12（圖1） 的精確配重，可使左右油缸的工作負荷相等，實現(xiàn)抽油周期過程負荷恒定。三位四通換向閥4用于控制抽油桿側(cè)液壓缸1、配重側(cè)液壓缸21的運動方向及蓄能器儲存液壓馬達壓力油的雙向釋放控制。

節(jié)流閥3的作用是在抽油機換向前調(diào)節(jié)高壓缸的壓力實現(xiàn)減速運行，有效減少在換向時的振動和噪音。

由于節(jié)流閥的流量不僅取決于節(jié)流口面積的大小，還與節(jié)流口前后的壓差有關(guān)，閥的剛度小，故適用于負載變化很小且速度穩(wěn)定性要求不高的場合。而對于抽油機負載變化大及對速度穩(wěn)定性要求高的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，必須對節(jié)流閥進行壓力補償來保持節(jié)流閥前后壓差不變，從而達到流量穩(wěn)定。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 天平式重力平衡

通過調(diào)整配重實現(xiàn)精確平衡，平衡掉了抽油桿的重量和部分液柱重量。使做功負荷大大減少，從根本上提高系統(tǒng)效率30%左右。上、下沖程工作非常平穩(wěn)，電流差只是各個環(huán)節(jié)的摩擦力造成的。

2.2 換向減速緩沖設(shè)計

本方案中，獨特地調(diào)節(jié)閥設(shè)計，實現(xiàn)換向減速緩沖。通過精確控制溢流閥3的動作，來實現(xiàn)活塞動作的加減速緩沖，消除了換向時載荷的劇烈波動。

3 液壓沖擊振動與減振效果分析

對于特定的液壓油和管道材質(zhì)來說，要減小maxrP值，應(yīng)加大管道的通流截面積以降低v 值。

3.2 由運動部件制動所產(chǎn)生的液壓沖擊

重力平衡可以根據(jù)需要增減配重，當活塞向下運動時，假設(shè)懸點載荷與外重力平衡箱相等，活塞桿的端部重力平衡箱和油缸推力同時作用，設(shè)總質(zhì)量為m的運動部件在制動時的減速時間為t，速度的減小值為υ，則根據(jù)動量定律可近似地求得系統(tǒng)中的沖擊壓力p。

3.3 示功圖對比分析

利用抽油井測試儀對改進型液壓抽油機進行示功圖對比分析，結(jié)果如圖3所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)改進設(shè)計后的懸點載荷峰值變化較之原型抽油機變化較大，但變化較為平緩，系統(tǒng)換向沖擊特征明顯減弱。

4 結(jié)論

基于抽油機換向減振這一目的，改進了WCYJY型液壓長沖程抽油機，并對其進行改進后的振動分析。測試證明該型抽油機較普通游梁抽油機節(jié)電40%以上，節(jié)能效果保持穩(wěn)定的同時，較目前的液壓抽油機減振效果更好，懸點載荷波動減小，運轉(zhuǎn)更平穩(wěn)，具備較強的工程實用價值。

參考文獻

[1] 楊敏嘉，常玉連.石油鉆采設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000

篇（2）

本次研究及試驗對象是遼河油田高3624區(qū)塊的高3-6-021井。通過對高3624區(qū)塊巖性、裂縫發(fā)育特征及其分布走向、儲層物性等方面進行細致研究，確定鉆孔方位、鉆孔數(shù)量、鉆孔深度、注酸類型和數(shù)量、注蒸汽量，觀察聯(lián)作措施后的效果，對效果進行評價。

1 水力噴射鉆孔技術(shù)介紹

目前，遼河油田水力噴射鉆孔技術(shù)的工藝原理：連續(xù)油管連接銑刀鉆具，入井進行套管開窗，然后連續(xù)油管連接噴射工具入井進行油層噴孔的工藝，噴嘴為反沖自進設(shè)計。噴嘴工作方式為單射流破巖，非水力機械聯(lián)合破巖方式，其優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、控制簡便、成功率高、鉆孔長度可達100米。

水力噴射鉆孔技術(shù)從施工工序上可分為：

（1）自然伽瑪校深；（2）陀螺定向；（3）套管開窗；（4）鉆水泥環(huán)；

（5）油層噴孔。每孔施工時間約為15h，每孔施工周期內(nèi)，連續(xù)油管下井3次，測井1～2次。

2 高3624區(qū)塊開發(fā)現(xiàn)狀2.1 高3624砂礫巖油藏介紹

試驗油井位于遼河油田高3624區(qū)塊，高3624區(qū)塊構(gòu)造上處于遼河西部凹陷西斜坡北端高升油田蓮花油層鼻狀構(gòu)造北端，是一個南、東、西三面受斷層夾持的由西南向北東傾沒的斷鼻構(gòu)造，高點埋深1600m。構(gòu)造類型為純油藏，油層埋深1600～1850m，油層分布主要受砂體分布控制，為一構(gòu)造巖性油藏。儲層巖性以厚層塊狀砂礫巖為主，夾薄層泥巖。據(jù)高3624井最初試油成果，原始地層壓力17.5MPa（油中1800m），1750m深度溫度56℃。通過觀察井測壓情況可知，目前地層壓力在7MPa以上，試驗井附近壓力10MPa左右。

2.2 區(qū)塊開發(fā)現(xiàn)狀

按開發(fā)方式劃分，高3624塊可分為兩個開發(fā)階段：即常規(guī)開采和蒸汽吞吐開采階段，目前全塊轉(zhuǎn)為撈油生產(chǎn)。1988年8月～1998年9月，高3624塊開始蒸汽吞吐開發(fā)，至1998年9月蒸汽吞吐有效期結(jié)束，共吞吐23口井、74井次，平均單井吞吐輪次4.9輪，累計注汽22.0693×104t，階段產(chǎn)油13.9057×104t，階段產(chǎn)水3.7228×104m3，階段采出程度1.81%，吞吐油汽比0.63，階段回采水率16.9%。1998年10月～2005年12月，由于吞吐效果較差，1998年10月后該塊不再進行蒸汽吞吐開采，2003年12月全塊轉(zhuǎn)為撈油生產(chǎn)。2006年1月～目前，為采取壓裂改造和高壓注汽提高區(qū)塊儲量動用階段，開采難度逐年加大，急需改善傳統(tǒng)開采方式，提高單井產(chǎn)能。

3 水力噴射鉆孔與蒸汽吞吐聯(lián)作方案

試驗井高3-6-021井儲層巖性以厚層塊狀砂礫巖為主，夾薄層泥巖，分析試驗井與鄰井同產(chǎn)層生產(chǎn)情況，認為試驗井目標儲層剩余油較多，結(jié)合水力噴射鉆孔設(shè)備參數(shù)性能指標，分析在該試驗井應(yīng)用是可行的，決定進行水力噴射鉆孔與蒸汽吞吐聯(lián)作措施工藝試驗。利用該技術(shù)噴射鉆孔的定深、定向、鉆深可控的優(yōu)勢來提高微裂縫鉆遇率，改善稠油蒸汽吞吐井產(chǎn)層受熱環(huán)境及滲流條件，擴大產(chǎn)層受熱吞吐半徑，實現(xiàn)周圍死油區(qū)稠油得到動用，達到增加原油產(chǎn)量、提高單井產(chǎn)能的措施目的。

3.1 水力噴射鉆孔方案3.1.1？鉆孔層位

篩選高3624塊的某一口油井為試驗井，該井位于區(qū)塊中部，生產(chǎn)層段巖性為砂礫巖。油層物性較好，平均孔隙度21.9%，平均滲透率967×10-3μm2。碳酸巖含量極少。粒度中值為0.44mm，但分選較差，平均分選系數(shù)為1.94。為近物源濁流砂體沉積的特征。Ⅴ砂體儲層以砂礫巖為主，平均孔隙度為22.69%，平均滲透率1282.65×10-3μm2；Ⅵ砂體儲層以砂礫巖為主，平均孔隙度為19.92%；平均滲透率867.92×10-3μm2。

3.1.2？鉆孔位置

根據(jù)地層傾角、傾向以及油井井斜數(shù)據(jù)，確定鉆孔方位主要沿平行地層等高線方向，這種方法適合油層上下較厚的油層，孔軌跡在同一個油層延伸，同時根據(jù)油層厚度和實際鉆孔深度進行鉆孔方位微調(diào)，從該井測井曲線對比綜合分析L5+6層位的2#、3#兩個層鉆孔增產(chǎn)效果會更好。

？3.1.3？鉆孔方位

通過分析試驗井與鄰井同產(chǎn)層生產(chǎn)情況，認為試驗井24.6o、221o方位剩余油較多，優(yōu)選為該試驗的鉆孔方位。

3.1.4？布孔數(shù)量

該井所選2#小層為物性較好的含油層段，單層厚度56.6m，3#小層厚度13.4m，2#小層布孔密度為1孔/7.07m，3#小層布孔密度為1孔/13.4m，設(shè)計對2個小層完成9個鉆孔，自下而上逐孔實施。

3.1.5？鉆孔長度

考慮小層單層厚度較厚，井間距較長，產(chǎn)層無底水，井間距離170m，因此，設(shè)計鉆孔長度為100m。

3.2 防膨酸化蒸汽吞吐方案3.2.1？防膨方案

粘土穩(wěn)定劑由有機聚季銨、非離子表面活性劑及無機物復(fù)合而成。

（1）按處理半徑計算，按照處理半徑2.4m計算，藥劑濃度1%，施工劑量24.4t。

（2）按注汽量計算

設(shè)計注汽量按3000t，防膨劑使用濃度按1%計算，則試驗井防膨劑用量為30t。

（3）施工要求：正注粘土防膨劑30t，正替清水10m3，壓力控制在20MPa。3.2.2？酸化解堵方案

（1）藥劑用量：酸化藥劑的主要成分為有機酸、鹽酸、氟鹽、緩蝕劑和表面活性劑等。酸化目的層為2#：3#小層，井段1651.5-1722.0m，厚度70m/2層。通過酸化，解除近井油層污染，恢復(fù)或提高地層滲透率，增加油井產(chǎn)能。設(shè)計向井中注入多氫酸解堵處理液185t，正替頂替液10t，排量0.6～1.5m3/min，泵壓不得超過20MPa。

3.2.3？注蒸汽方案

預(yù)熱地面管線10分鐘，然后轉(zhuǎn)入正式注汽，以較低參數(shù)注一小時，逐步提高注汽參數(shù)。采用高壓小爐注汽，設(shè)計注汽量3000t，油層吸汽能力約7～9 t/h，注汽速度：192 t/ d，注汽強度：27.5t/m。

4 現(xiàn)場試驗與效果

4.1 現(xiàn)場試驗

5 結(jié)論

細致的地質(zhì)分析、創(chuàng)新的聯(lián)作思路、縝密的施工設(shè)計、科學(xué)合理的聯(lián)作工藝選擇是高3-6-21井現(xiàn)場試驗成功的基礎(chǔ)與保障。

水力噴射鉆孔改變了傳統(tǒng)射孔完井蒸汽腔的形態(tài)，擴大了蒸汽與地層的直接接觸面積，擴大了蒸汽腔的波及體積，無論是近井地帶還是遠井地帶均更有效的利用了蒸汽的熱能，并且可在一定程度上解決因儲層非均質(zhì)性造成的儲層動用不均的困擾。

水力噴射鉆孔的成功應(yīng)用可突破傳統(tǒng)意義上的射孔完井方式，有望引起新一輪的完井方式的變革

水力噴射鉆孔與蒸汽吞吐措施聯(lián)作工藝技術(shù)可有效解決因近井地帶污染與堵塞導(dǎo)致的注汽困難的難題，實現(xiàn)了蒸汽吞吐井間剩余油挖潛以及油井產(chǎn)量的提高，為遼河油田稠油開采提供新模式、新方法。

參考文獻

[1] 李根生，沈忠厚.高壓水射流理論及其在石油工程中應(yīng)用研究進展.石油勘探與開發(fā)[J].2005，（02）：96-99

[2] 袁建民，趙保忠.超高壓射流鉆頭破巖實驗研究[J].石油鉆采工藝，2007，（04）：20-22

[3] 孫曉超.水力深穿透水平鉆孔技術(shù)的研究.大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文[D]，2005

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1 海上鉆井發(fā)展及現(xiàn)狀

1.1 海上鉆井可及水深方面的發(fā)展歷程

正規(guī)的海上石油工業(yè)始于20世紀40年代,此后用了近20年的時間實現(xiàn)了在水深100m的區(qū)域鉆井并生產(chǎn)油氣,又用了20多年達到水深近2000m的海域鉆井,而最近幾年鉆井作業(yè)已進入水深3000m的區(qū)域。圖1顯示了海洋鉆井可及水深的變化趨勢。20世紀70年代以后深水海域的鉆井迅速發(fā)展起來。在短短的幾年內(nèi)深水的定義發(fā)生了很大變化。最初水深超過200m的井就稱為深水井;1998年“深水”的界限從200m擴展到300m,第十七屆世界石油大會上將深海水域石油勘探開發(fā)以水深分為:400m以下水域為常規(guī)水深作業(yè),水深400~1500m為深水作業(yè),大于1500m則稱為超深水作業(yè);而現(xiàn)在大部分人已將500m作為“深水”的界限。

1.2海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化狀況

自20世紀50年代初第一座自升式鉆井平臺“德朗1號”建立以來,海上移動式鉆井裝置增長很快,圖2顯示了海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化趨勢。1986年巔峰時海上移動式鉆井裝置擁有量達到750座左右。1986年世界油價暴跌5成,海洋石油勘探一蹶不振,持續(xù)了很長時間,新建的海上移動式鉆井裝置幾乎沒有。由于出售流失和改裝(鉆井平臺改裝為采油平臺),其數(shù)量逐年減少。1996年為567座,其中自升式平臺357座,半潛式平臺132座,鉆井船63座,坐底式平臺15座。此后逐漸走出低谷,至2010年,全世界海上可移動鉆井裝置共有800多座,主要分布在墨西哥灣、西非、北海、拉丁美洲、中東等海域,其中自升式鉆井平臺510座,半潛式鉆井平臺280座,鉆井船(包括駁船)130艘,鉆井裝置的使用率在83%左右。目前,海上裝置的使用率已達86%。

2我國海洋石油鉆井裝備產(chǎn)業(yè)狀況

我國油氣開發(fā)裝備技術(shù)在引進、消化、吸收、再創(chuàng)新以及國產(chǎn)化方面取得了長足進步。

2.1建造技術(shù)比較成熟海洋石油鉆井平臺是鉆井設(shè)備立足海上的基礎(chǔ)。從1970年至今,國內(nèi)共建造移動式鉆采平臺53座,已經(jīng)退役7座,在用46座。目前我國在海洋石油裝備建造方面技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,有國內(nèi)外多個平臺、船體的建造經(jīng)驗,已成為浮式生產(chǎn)儲油裝置(fpso)的設(shè)計、制造和實際應(yīng)用大國,在此領(lǐng)域,我國總體技術(shù)水平已達到世界先進水平。

2.2部分配套設(shè)備性能穩(wěn)定海洋鉆井平臺配套設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)與陸上鉆井裝備類似,但在配置、可靠性及自動化程度等方面都比陸上鉆井裝備要求更苛刻。國內(nèi)在電驅(qū)動鉆機、鉆井泵及井控設(shè)備等研制方面技術(shù)比較成熟,可以滿足7000m以內(nèi)海洋石油鉆井開發(fā)生產(chǎn)需求。寶石機械、南陽二機廠等設(shè)備配套廠有著豐富的海洋石油鉆井設(shè)備制造經(jīng)驗,其產(chǎn)品完全可以滿足海洋石油鉆井工況的需要。

2.3深海油氣開發(fā)裝備研制進入新階段目前,我國海洋油氣資源的開發(fā)仍主要集中在200m水深以內(nèi)的近海海域,尚不具備超過500m深水作業(yè)的能力。隨著海洋石油開發(fā)技術(shù)的進步,深海油氣開發(fā)已成為海洋石油工業(yè)的重要部分。向深水區(qū)域推進的主要原因是由于淺水區(qū)域能源有限,滿足不了能源需求的快速增長需求,另外,隨著鉆井技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展,已經(jīng)能夠在許多惡劣條件下開展深水鉆井。雖然我國在深海油氣開發(fā)方面距世界先進水平還存在較大差距,但我國的深水油氣開發(fā)技術(shù)已經(jīng)邁出了可喜的一步,為今后走向深海奠定了基礎(chǔ)。

3海洋石油鉆井平臺技術(shù)特點

3.1作業(yè)范圍廣且質(zhì)量要求高

移動式鉆井平臺(船)不是在固定海域作業(yè),應(yīng)適應(yīng)移位、不同海域、不同水深、不同方位的作業(yè)。移位、就位、生產(chǎn)作業(yè)、風暴自存等復(fù)雜作業(yè)工況對鉆井平臺(船)提出很高的質(zhì)量要求。如半潛式鉆井平臺工作水深達1 500~3 500 m,而且要適應(yīng)高海況持續(xù)作業(yè)、13級風浪時不解脫等高標準要求。

3.2使用壽命長,可靠性指標高

高可靠性主要體現(xiàn)在:①強度要求高。永久系泊在海上,除了要經(jīng)受風、浪、流的作用外,還要考慮臺風、冰、地震等災(zāi)害性環(huán)境力的作用;②疲勞壽命要求高。一般要求25~40 a不進塢維修,因此對結(jié)構(gòu)防腐、高應(yīng)力區(qū)結(jié)構(gòu)型式以及焊接工藝等提出了更高要求;③建造工藝要求高。為了保證海洋工程的質(zhì)量,采用了高強度或特殊鋼材(包括z向鋼材、大厚度板材和管材);④生產(chǎn)管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上運輸、海上安裝甚為復(fù)雜,生產(chǎn)管理明顯地高于常規(guī)船舶。

3.3安全要求高

由于海洋石油工程裝置所產(chǎn)生的海損事故十分嚴重,隨著海洋油氣開發(fā)向深海區(qū)域發(fā)展、海上安全與技術(shù)規(guī)范條款的變化、海上生產(chǎn)和生活水準的提高等因素變化,對海洋油氣開發(fā)裝備的安全性能要求大大提高,特別是對包括設(shè)計與要求、火災(zāi)與消防及環(huán)保設(shè)計等hse的貫徹執(zhí)行更加嚴格。

3.4學(xué)科多,技術(shù)復(fù)雜

海洋石油鉆井平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析涉及了海洋環(huán)境、流體動力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、船舶技術(shù)等多門學(xué)科。因此,只有運用當代造船技術(shù)、衛(wèi)星定位與電子計算機技術(shù)、現(xiàn)代機電與液壓技術(shù)、現(xiàn)代環(huán)保與防腐蝕技術(shù)等先進的綜合性科學(xué)技術(shù),方能有效解決海洋石油開發(fā)在海洋中定位、建立海上固定平臺或深海浮動式平臺的泊位、浮動狀態(tài)的海上鉆井、完井、油氣水分離處理、廢水排放和海上油氣的儲存、輸送等一系列難題。

4海洋石油鉆井平臺技術(shù)發(fā)展

世界范圍內(nèi)的海洋石油鉆井平臺發(fā)展已有上百年的歷史,深海石油鉆井平臺研發(fā)熱潮興起于20世紀80年代末,雖然至今僅有20多年歷史,但技術(shù)創(chuàng)新層出不窮,海洋油氣開發(fā)的水深得到突飛猛進的發(fā)展。

4.1自升式平臺載荷不斷增大

自升式平臺發(fā)展特點和趨勢是:采用高強度鋼以提高平臺可變載荷與平臺自重比,提高平臺排水量與平臺自重比和提高平臺工作水深與平臺自重比率;增大甲板的可變載荷,甲板空間和作業(yè)的安全可靠性,全天候工作能力和較長的自持能力;采用懸臂式鉆井和先進的樁腿升降設(shè)備、鉆井設(shè)備和發(fā)電設(shè)備。

4.2多功能半潛式平臺集成能力增強

具有鉆井、修井能力和適應(yīng)多海底井和衛(wèi)星井的采油需要,具有寬闊的甲板空間,平臺上具有油、氣、水生產(chǎn)處理裝置以及相應(yīng)的立管系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)控制中心等。

4.3新型技術(shù)fpso成為開發(fā)商的首選

海上油田的開發(fā)愈來愈多地采用fpso裝置,該裝置主要面向大型化、深水及極區(qū)發(fā)展。fpso在甲板上密布了各種生產(chǎn)設(shè)備和管路,并與井口平臺的管線連接,設(shè)有特殊的系泊系統(tǒng)、火炬塔等復(fù)雜設(shè)備,整船技術(shù)復(fù)雜,價格遠遠高出同噸位油船。它除了具有很強的抗風浪能力、投資低、見效快、可以轉(zhuǎn)移重復(fù)使用等優(yōu)點外,還具有儲油能力大,并可以將采集的油氣進行油水氣分離,處理含油污水、發(fā)電、供熱、原油產(chǎn)品的儲存和外輸?shù)裙δ?被譽為“海上加工廠”,已成為當今海上石油開發(fā)的主流方式。

4.4更大提升能力和鉆深能力的鉆機將得到研發(fā)和使用

由于鉆井工作向深水推移,有的需在海底以下5000~6000m或更深的地層打鉆,有的為了節(jié)約鉆采平臺的建造安裝費用,需以平臺為中心進行鉆采,將其半徑從通常的3000m擴大至4000~5000m,乃至更遠,還有的需提升大直徑鉆桿(168·3mm)、深水大型隔水管和大型深孔管等,因此發(fā)展更大提升能力的海洋石油鉆機將成為發(fā)展趨勢。

篇（4）

前言

稠油出砂冷采（CHOPS）是被實踐證明了的一種高效開采稠油新技術(shù)，其技術(shù)的關(guān)鍵是出砂增加地層的孔隙度和滲透率，形成蚯蚓洞高滲網(wǎng)絡(luò)，從而增大稠油在地層中的流動性。然而大量出砂導(dǎo)致地層堵塞嚴重、井筒摩擦加大、管壁腐蝕加劇、地面的處理成本增加以及環(huán)境污染嚴峻等一系列生產(chǎn)問題。

為此本文調(diào)研前人研究成果[1~5]，基于質(zhì)量守恒定律，通過理論推導(dǎo)出CHOPS過程中的合理出砂量。

1.理論推導(dǎo)

1.1基本理論

以射孔眼處不積累砂子為平衡假設(shè)點，則稠油出砂冷采過程可以分為地層內(nèi)的平衡流動和井筒內(nèi)的平衡流動兩大部分。

1.1.1 井筒內(nèi)的平衡流動

基于艾倫（Allen）沉降公式[6]，計算井筒內(nèi)砂粒平衡的條件：

 （1-1）

式中：：固體在流體中的沉降速度，m/s；：固體顆粒的雷諾數(shù)，無因次；：固體顆粒的當量直徑，m； ：重力加速度，取9.81m/s2；：液體密度，kg/m3； ：固體密度，kg/m3。

為了使稠油能順利的攜帶出井筒內(nèi)的砂子，井筒內(nèi)含砂流體的臨界流速必須大于砂子在稠油流體中的沉降速度，即井筒內(nèi)攜砂流體的臨界流量滿足如下公式：

 （1-2）

式中：：井筒攜砂的臨界流量，m3/s；：井筒半徑，m；艾倫公式中的雷諾數(shù)取固體雷諾數(shù)計算公式[7]：

 （1-3）

式中： ：流體粘度，mPa.s。（注：其他參數(shù)同上）

1.1.2 地層內(nèi)的平衡流動

稠油出砂冷采技術(shù)是基于放大生產(chǎn)壓差激勵地層內(nèi)出砂，通過出砂形成蚯蚓洞，增大原油的滲流通道，最終增加原油的流動能力實現(xiàn)高產(chǎn)的目的，為此本文從生產(chǎn)壓差和蚯蚓洞滲流兩方面闡述層內(nèi)的平衡情況。

（1）生產(chǎn)壓差的確定

地層壓力是油田開發(fā)過程中的核心問題，而合理的生產(chǎn)壓差是科學(xué)開發(fā)油田的關(guān)鍵。JI.G.Menk等人在防砂實踐中推導(dǎo)出油井出砂的最低流動壓力，為指導(dǎo)稠油出砂冷采技術(shù)中啟動砂粒運移的合理生產(chǎn)壓差提供了依據(jù)，其計算公式如下式[8]：

 （1-4）

式中：：地層出砂的最大油井井底流壓，MPa； ：巖石密度，kg/m3；：巖石導(dǎo)壓系數(shù)，1/MPa；：重力加速度（=9.8m/s2）；：產(chǎn)層厚度，m；：地層傾角，（。）；：巖石泊松比，無量綱；：巖石顆粒摩察系數(shù)，無量綱；：巖石顆粒的內(nèi)聚力，MPa。

在實際的生產(chǎn)中保持井底流壓小于，從而保證持續(xù)的出砂來增加地層原油的流動性。

（2）蚯蚓洞滲流簡化

稠油出砂冷采過程中形成大量的蚯蚓洞，本文從滲流和管流的耦合角度出發(fā)，假設(shè)蚯蚓洞內(nèi)的流動是管流形式，根據(jù)哈根-泊肅葉定律[9~10]：

單個蚯蚓洞流量公式：

 (1-5)

N個蚯蚓洞流量公式：

 (1-6)

混砂液的粘度計算公式[6]：

 (1-7)

式中：：含砂稠油在蚯蚓洞內(nèi)的流量，m3/s；：生產(chǎn)壓差，MPa；：蚯蚓洞半徑，m；：蚯蚓洞長度，m；：蚯蚓洞個數(shù)，無量綱；：混砂液粘度，Pa.s；：含砂原油與原油的相對粘度，無因次；：原油的粘度，Pa.s；：含砂濃度，百分數(shù)。

1.2 基本原理

基于質(zhì)量守恒原理，炮眼處不發(fā)生砂堵，滿足地層產(chǎn)出砂與井筒攜砂量的平衡，使地層出砂得以順利進行，從而提高原油采收率。假設(shè)地層砂的流動過程經(jīng)歷如下環(huán)節(jié)，其流動示意圖如下：

    

地層出砂炮眼處砂堵現(xiàn)象井筒攜砂

圖1 出砂流動過程示意圖

1.3 理論推導(dǎo)

適合稠油出砂冷采技術(shù)的疏松砂巖油藏出砂機理十分復(fù)雜，影響因素眾多，所以在此作如下假設(shè)：

（1）忽略地層復(fù)雜的出砂機理，只考慮出砂量；

（2）地層出砂主要是通過蚯蚓洞中的流動帶出地層砂，其流動規(guī)律假設(shè)為管流；

（3）以炮眼為求解節(jié)點，且炮眼不發(fā)生砂堵時，則有流進節(jié)點和流出節(jié)點的砂量平衡，其中每個炮眼的臨界流速為，射開層段內(nèi)的攜砂量為；

（4）以井筒為求節(jié)點時，且井筒不會發(fā)生砂粒沉降而堵塞，則設(shè)井筒可以提供攜砂液的排量最大為[8]。

 （1-8）

 （1-9）

式中：：炮眼中液體的臨界流速，m/s；：炮眼中液體的臨界流量，m3/s；：流入炮眼的臨界流量，m3/s；：射孔炮眼直徑，m；：射孔總厚度，m；：射孔密度，孔/m。

基于上述出砂平衡原理和基本理論假設(shè)，要使得地層、炮眼、井筒三處不發(fā)生堵塞現(xiàn)象，則必須滿足如下條件：

 （1-10）

其臨界條件是：

 （1-11）

由上式（1-11）可以得出兩種解的合理出砂量：

 （1-12）

代人（1-6）式于（1-12）得：

 （1-13）

通過聯(lián)立（1-7）和（1-13）兩式可以得到合理含砂濃度，則合理出砂量為：。

 （1-14）

同理，（1-14）式所得的合理出砂量為：。

2.結(jié)論

本文通過對稠油出砂冷采（CHOPS）過程中合理出砂量的分析，基于炮眼和井筒中不發(fā)生砂堵現(xiàn)象之上，理論推導(dǎo)出了地層合理出砂量的確定方法，在一定程度上完善了出砂冷采技術(shù)的理論研究，對科學(xué)的開發(fā)稠油油藏有一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻

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[3]田紅,鄧金根,孟艷山,曾祥林,孫福街.渤海稠油油藏出砂規(guī)律室內(nèi)模擬實驗研究[J].石油學(xué)報, 2005,26(04)：85-87

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[8]曲占慶.采油工程基礎(chǔ)知識手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社.2002：126-136

篇（5）

本文選用2006版的《中國學(xué)術(shù)期刊綜合引證報告》中的自然科學(xué)期刊中，從《安徽化工》到《鉆采工藝》共300種期刊數(shù)據(jù)為樣本數(shù)據(jù)（見表1,略），研究仿真科技類期刊的影響因子和有關(guān)指標之間的非線性映射關(guān)系。其中，利用前150種期刊數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的樣本數(shù)據(jù)，后150種期刊數(shù)據(jù)作為測試網(wǎng)絡(luò)的樣本數(shù)據(jù)。

 樣本輸入數(shù)據(jù)處理

采用三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對期刊的影響因子與有關(guān)指標之間的非線性映射關(guān)系進行仿真學(xué)習(xí)，BP網(wǎng)絡(luò)中輸入層、隱含層和輸出層的結(jié)點數(shù)分別為7×10×1激活函數(shù)分別采用sigmoid,logsig，學(xué)習(xí)率η=0.9，學(xué)習(xí)訓(xùn)練算法采用反向傳播(BP)算法。

以刊期、總被引頻次、即年指標、載文量、被引半衰期、引用半衰期、他引比、基金論文比、Web即年下載率等為網(wǎng)絡(luò)的輸入，由于各項數(shù)據(jù)差異較大,所以在作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入、輸出數(shù)據(jù)時，采取(X-Xmin)/（Xmax-Xmin）公式對樣本數(shù)據(jù)進行了歸一化處理，,處理結(jié)果見表1 。

樣本輸出數(shù)據(jù)處理：將影響因子作為網(wǎng)絡(luò)的輸出，其數(shù)據(jù)見表1。

網(wǎng)絡(luò)建立與仿真

這里建立一個7×10×1的 BP網(wǎng)絡(luò)，分別利用matlab中的函數(shù)NEWFF()、train()、,sim()建立、訓(xùn)練和仿真網(wǎng)絡(luò)。傳遞函數(shù)分別取tansig和logsig，目標誤差為0.0001。150個訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的樣本系統(tǒng)仿真結(jié)果分別見表2（略）和圖1，由圖可以可見,除個別影響因子較小的樣本外,誤差高度聚集在0附近,相對誤差基本上都在3%以內(nèi)，150個測試樣本仿真結(jié)果也比較理想, 由圖2可以看出,除個別樣本由于影響因子非常小，不大符合整體規(guī)律性，其余樣本誤差基本也是聚攏在0附近,大多數(shù)樣本相對誤差也在5%以內(nèi)，說明本神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很好的整體仿真能力，也就是說，該模型能非常有效地仿真影響因子與相關(guān)指標之間的非線性關(guān)系。

二、用網(wǎng)絡(luò)進行期刊有關(guān)指標對影響因子影響分析案例和結(jié)論

為了研究各有關(guān)指標對期刊影響因子的影響程度和方向，這里以各指標的平均值為比較基礎(chǔ)，采取單因素分析的方法，讓一個因素值在平均值上下變化，用網(wǎng)絡(luò)仿真其輸出的影響因子，與平均水平下的影響因子比較觀察其影響規(guī)律。表3（略）列出了要代入網(wǎng)絡(luò)進行仿真的輸入和輸出結(jié)果，下面就仿真結(jié)果進行分析。

計算表明，當載文量分別增加30%、增加15%、、減少15%、減少30%時的網(wǎng)絡(luò)仿真影響因子分別為： 0.1410、0.1508、0.1727、0.1848?？梢娸d文量越大影響因子越小，而且影響還是比較大的，過度擴大載文量勢必影響載文的質(zhì)量,并不利于刊物質(zhì)量的提高；當其它指標保持平均水平不變，基金論文比分別增加30%、增加15%、、減少15%、減少30%時的網(wǎng)絡(luò)仿真影響因子為：0.1653、0.1635、0.1584、0.1544?？梢娀鹫撐谋仍酱笥绊懸蜃釉酱?，但是影響微弱；當其它指標保持平均水平不變，被引期刊數(shù)分別增加15%、減少15%時的網(wǎng)絡(luò)仿真影響因子為：0.1618、0.1606。可見被引期刊數(shù)越大影響因子越大，但影響基本可以忽略，沒有什么影響；當其它指標保持平均水平不變，總被引頻次分別增加15%、減少15%時的網(wǎng)絡(luò)仿真影響因子為：0.1721、0.1508。可見總被引頻次越大影響因子越大，而且影響非常明顯,這是由于影響因子的計算要直接用到總被引頻次所致；當其它指標保持平均水平不變，即年指標比分別增加15%、減少15%時的網(wǎng)絡(luò)仿真影響因子為：0.1648、0.1580?？梢娂茨曛笜嗽酱笥绊懸蜃釉酱?，但是影響比較小；當其它指標保持平均水平不變，平均被引半衰期比分別增加15%、減少15%時的網(wǎng)絡(luò)仿真影響因子為：0.1518、0.1731?？梢娖骄灰胨テ谠酱笥绊懸蜃釉叫。矣绊懕容^大；當其它指標保持平均水平不變，web即年下載率比分別增加15%、減少15%時的網(wǎng)絡(luò)仿真影響因子為：0.1663、0.1564?？梢妛eb即年下載率越大影響因子越大，但影響不大。

作者單位：陜西科技大學(xué)管理學(xué)院

參考文獻

篇（6）

1 薄層完井、防砂工藝的改進與應(yīng)用

（1）對直斜井熱采防砂工藝模式進行了補充、完善。針對陳南薄層稠油油藏特點，形成了以封隔高壓一次充填為主，預(yù)充填+高低壓充填、逆向充填、二次補砂技術(shù)，先注汽后防砂等多種工藝為輔的機械防砂方式，適應(yīng)不同條件油井的防砂需求，有效的提高防砂效果，延長防砂有效期。

（2）水平井完井防砂工藝的推廣應(yīng)用。水平井裸眼篩管防砂完井技術(shù)的創(chuàng)新與改進。①完井工藝的選擇--篩管頂部注水泥完井技術(shù)。研究確定了稠油熱采完井配套工藝為防砂篩管加熱力補償器配套TP110H套管，水泥返高至地面。②防砂篩管的優(yōu)選--精密微孔復(fù)合防砂篩管。優(yōu)選了精密微孔濾砂管為水平井防砂完井濾砂管，并試驗確定了適合陳373塊油藏濾砂管的擋砂精度。③ 鉆井泥漿的清除--酸洗解堵技術(shù)。改進了泥餅清洗解堵工藝，集成應(yīng)用了酸洗酸化一體化技術(shù)與二次酸洗技術(shù)。水平井變密度射孔完井與管內(nèi)充填防砂技術(shù)配套模式。①針對油水關(guān)系復(fù)雜的稠油油藏，為了防止底水錐進，開展水平井分段變密度射孔優(yōu)化研究，確定采用127槍127彈，端部16孔/m，跟部10孔/m的射孔方式，提高儲量動用程度。②采用水平井精密復(fù)合濾砂管逆向充填配套工藝，并對防砂工藝、防砂管柱、防砂施工參數(shù)進行優(yōu)化研究，確定施工參數(shù)為每米加砂量0.4～0.8m、排量1200～1500L/min、砂比5%～35%，有效提高了防砂成功率與應(yīng)用效果。

2 注汽工藝的優(yōu)化與改進

（1）注汽管柱的優(yōu)化：

①隔熱技術(shù)：采用高真空隔熱油管，每根隔熱油管接箍處加裝密封圈及隔熱襯套，絲扣抹高溫密封脂。可以降低井筒熱損失，提高井底蒸汽干度。

②防鐵銹落井裝置：針對隔熱管使用頻次高，日益老化結(jié)垢嚴重，鐵銹容易落井造成注汽管柱的堵塞，為此在熱采注汽管柱增設(shè)了防鐵銹落井裝置。截止目前每口注汽井都應(yīng)用了該裝置，效果良好。

③試驗推廣應(yīng)用注采一體化管柱：稠油注采一體化工藝技術(shù)是根據(jù)稠油注蒸汽的特點，為減少作業(yè)施工所造成的熱損失，簡化施工工序和減少油層污染而研究設(shè)計的注汽轉(zhuǎn)抽配套技術(shù)。該工藝適應(yīng)于陳莊地層能量不足，地層漏失嚴重；易造成冷傷害，吞吐周期短的多輪次井。

④裸眼篩管完井的水平井注汽管柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，主要采用多點分配注汽管柱進行注汽，盡可能使水平段均勻動用，提高油層動用程度，從而提高產(chǎn)油量和采收率。

（2）注汽參數(shù)的優(yōu)化。通過數(shù)值模擬預(yù)測結(jié)果顯示：注汽強度、采液強度對吞吐效果的影響較大；注汽速度、燜井時間對吞吐效果影響雖然不大，但都有一定規(guī)律。 不同周期注汽量按5%～10%的比例遞增，可取較好的注汽效果。

3 開發(fā)輔助熱采試驗

3.1 開展CO2 輔助熱采試驗

針對低品位油藏地層能量低，油汽比低，熱采周期短的問題，在陳莊薄層稠油水平井井開展了CO2 化學(xué)輔助熱采試驗。

（1）二氧化碳改善特超稠油開采機理。室內(nèi)作了不同化學(xué)方法輔助蒸汽驅(qū)替效率試驗，二氧化碳同薄膜擴展劑相結(jié)合大幅度提高驅(qū)替效率；驅(qū)替效率由30%提高到90%；波及系數(shù)由68%提高到81%，大大改善熱采開發(fā)效果。

（2）二氧化碳輔助熱采方案設(shè)計與施工。注汽前先向地層注入液態(tài)CO2 約100t，以降低稠油粘度，增能助排，增加驅(qū)替效率；在注汽過程中伴注薄膜擴展劑8t，改變油水潤濕性，增加驅(qū)替效率。

（3）二氧化碳輔助熱采實施效果。陳371-平2采用該項工藝后，燜井7天后轉(zhuǎn)抽，累增油1000t。周期累油已超過前兩周期的累油之和，已推廣應(yīng)用3口井，平均單井日增油10.0t。適合于多輪次吞吐，地層虧空大，油汽比偏低的超稠油井。

3.2 開展水平井雙管注汽試驗

針對陳莊薄層稠油油藏水平井，受油層非均質(zhì)及周邊采出程度的影響，存在蒸汽局部突進、水平段動用不均的問題。為此開展了勝利油田第一口水平井雙管分注試驗，進一步提高水平段的動用程度。

（1）工藝原理。采用井口 “雙懸掛”，管中管注汽方式，蒸汽從兩個通道注入，一個是從2″無接箍油管注到水平段B點，一個是從4 1/2″真空隔熱管和2″無接箍油管環(huán)空井注到水平段A點。通過地面流量調(diào)解閥門進行流量控制，實現(xiàn)二個出汽點不同排量的控制，另外在內(nèi)管和外管分流前通過旋流器及混相器實現(xiàn)蒸汽的等干度分配。

（2）配套技術(shù)。①水平井隨油管全井段井溫、壓力剖面測試技術(shù)。儀器置于保護拖筒內(nèi)，接在連續(xù)油管底部，隨管柱下井。當儀器下至測試起點深度，進入測試程序，靜置5min停點測試，直至水平段末端，完成測試過程后，儀器隨管柱提至地面，回放測試數(shù)據(jù)。②雙管注汽井口。雙管注汽井口上部四通采用雙流道結(jié)構(gòu)設(shè)計，內(nèi)外管注汽流道相互獨立；閥門閘板采用楔形結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高密封效果；各部件連接采用法蘭連接，保證井口安全長效。③2″無接箍油管。 2″無接箍油管采用外徑52.4mm內(nèi)徑42.4mm的N80油管加工而成，最大外徑59.06mm。④蒸汽等干度分配。將鍋爐過來蒸汽等干度分成兩股蒸汽，通過旋流器、混相器、干度流量計和流量調(diào)節(jié)閥對雙管注汽的內(nèi)管及外管進行注汽；在注汽過程中調(diào)節(jié)內(nèi)外管注汽比例；記錄各流道的溫度、壓力、流量等數(shù)值。

（3）施工參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。①注汽前測試。由測試資料顯示，該井A點和B點動用較好，尤其是B點，單是水平井段中間部位動用相對較差，所以在注汽的設(shè)計上A點設(shè)計60%，B點設(shè)計40%，而且設(shè)計位置上盡量避開溫度的突出部則保留著對數(shù)據(jù)；否則就放棄這對數(shù)據(jù)。重復(fù)這個過程，直到數(shù)據(jù)個數(shù)達到25個，并令前12個為有標簽的數(shù)據(jù)。令這組數(shù)據(jù)為C2。在計算機實驗中， 取 ■ 。

采用三種方法來訓(xùn)練半監(jiān)督支持向量機。第一種是最速下降法 ，第二種是自適應(yīng)遺傳算法 ，第三種是前兩種方法的結(jié)合，先用自適應(yīng)遺傳算法得到的解 作為最速下降法的初始值，然后通過最速下降法得到更精確解。在優(yōu)化函數(shù)中，取C=10，C*=100。在自適應(yīng)遺傳算中，采用浮點小數(shù)編碼，種群規(guī)模為500，最大迭代次數(shù)為1000，自適應(yīng)參數(shù)取值為a=0.9，b=0.1，c=0.6，d=0.001。核函數(shù)采用徑向基函數(shù)，取c=0.72。三種算法的分類精度如表1所示。

從表1可以看出， 改進后的自適應(yīng)遺傳算法和自適應(yīng)遺傳算法與最速下降法結(jié)合的算法的分類精度要比最速下降法好許多，結(jié)果是令人較為滿意的。

4 結(jié)束語

本文提出了半監(jiān)督支持向量機的非線性分類法的自適應(yīng)遺傳算法和自適應(yīng)遺傳算法與最速下降法結(jié)合的算法。計算機實驗結(jié)果表明，這兩種算法遠優(yōu)于最速下降法，有令人較為滿意的分類準確率。

參考文獻

[1] 文嵐 提高陳家莊南區(qū)薄層稠油油藏開采效果的技術(shù)及應(yīng)用《鉆采工藝》 2009年04期

篇（7）

頁巖氣作為一種儲量豐富的、非常規(guī)的重要能源，在現(xiàn)代生產(chǎn)中作用突出，油氣勘探行業(yè)對頁巖氣的開發(fā)使用程度也在不斷增加。從90年代中期頁巖氣被發(fā)現(xiàn)以來，其生產(chǎn)產(chǎn)量增速驚人，將會在未來實現(xiàn)新的突破。頁巖氣在盆地中的儲量最為豐富，根據(jù)不完全統(tǒng)計，世界頁巖氣儲量突破456*1012m3，利用空間巨大。當前在頁巖氣鉆井、完井，特別是水壓裂、連續(xù)油管的射孔以及水平井鉆井技術(shù)的研發(fā)下，頁巖氣的應(yīng)用范圍越來越廣，據(jù)估算最終全球的頁巖氣將突破1000*1012 m3，加強頁巖氣鉆井技術(shù)的研究，加強資源開發(fā)，具有重要意義。

1 工程情況說明

某地區(qū)施工完成的頁巖氣―1井位于四川東部地區(qū)自流井組大安寨。水平井鉆至弧形高陡褶皺帶拔山寺向斜地層最終完鉆，從實際鉆井情況分析，施工過程中存在難以處理井斜角、機械鉆井速率低等問題，使得最終周期較之施工計劃周期時間延長，達到145天，全井最大斜度為89.5°，鉆進底部的位移數(shù)據(jù)位1000m。頁巖氣―1井的位置位于四川盆地重要的兩套烴源巖之一位置，總體巖層發(fā)育為100m，為黑色頁巖，產(chǎn)氣潛力較大。在進行水平井鉆井過程中，運用油基鉆井液、雙凝水泥漿、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井等技術(shù)能有效加強水平井鉆井效率，這些水平井技術(shù)有著不低的應(yīng)用成本，多是用作于解決常見的處理難度較大的鉆井技術(shù)問題。

2 水平井鉆井過程遇見的問題

其一，水平鉆井過程中摩阻扭矩較大。進行水平井施工時，由于鉆井水平段比較長，摩阻扭矩成為鉆井難題，而1號井位井身質(zhì)量不高，扭矩、摩阻問題更為突出，必須解決這一問題[1]。

其二，該地段的井壁水平段長，加之井身質(zhì)量低，在進行固井步驟時，容易出現(xiàn)套管居中度不理想，難以頂替、水泥漿膠結(jié)情況不理想等問題。

其三，水平井井壁容易出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。該項目技術(shù)人員對該地段的巖心進行了分析，得出該區(qū)域主要巖石礦物組成為石英和黏土成分，其中黏土主要由伊蒙混層以及伊利石構(gòu)成，鉆井過程中井壁會吸收大量水分產(chǎn)生膨脹出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，另外目的層的向應(yīng)力存在差異，增加了鉆井施工的難度。

其四，施工地段地表較為疏松容易垮塌。該地段位于四川盆地，溝壑交錯，存在地表沖蝕沉積、風蝕情況，地表的成巖性能不理想，部分地段的頁巖水敏性較強，侵入鉆井液后已形成井壁垮塌現(xiàn)象，為后續(xù)鉆井工程帶來困難；部分地段主要組成部分砂質(zhì)頁巖、頁巖，存在嚴重掉垮、剝蝕情況，尤其在大斜度水平段井眼位置穩(wěn)定性更差，容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象[2]。

3 水平鉆井技術(shù)研究

3.1 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向式鉆井技術(shù)

作為當前先進的頁巖氣鉆井技術(shù)，特殊油藏條件的深井以及鉆井難度較高的水平分支井、水平井、定向井以及大位移井等條件下比較適合運用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向式鉆井技術(shù)進行鉆井施工。這一鉆井技術(shù)主要是利用遠端計算機進行調(diào)整工具面的數(shù)值，通過脈沖向井底儀器傳送數(shù)據(jù)，調(diào)整工具面角，對井眼的軌跡進行控制[3]。這一技術(shù)相對于傳統(tǒng)的螺桿導(dǎo)向更加及時和準確，大幅度提高了控制井眼軌跡的準確程度，而在進行鉆井過程時，鉆柱始終處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，可以有效降低扭矩和摩阻。

3.2 水平鉆井的特色固井技術(shù)

將該頁巖氣井的施工難題和固井技術(shù)、井眼進行結(jié)合，該項目使用了1.90kg/l的防竄氣高膠結(jié)彈性水泥漿以及1.40kg/l的緩凝低密度水泥漿混合而成的雙密度雙凝水泥漿，將1.40kg/l的返漿帶至地面，降低水泥漿的液柱壓力，1.90kg/l的尾漿送至深井處，確保下層頁巖氣產(chǎn)層的固定程度，這一方法可以確保較低液柱壓力，避免出現(xiàn)固井過程漏失水泥漿問題，提升防止竄氣和膠結(jié)水平，提升固井質(zhì)量，為下一階段壓裂過程提供前提條件。

3.3 油基鉆井液的運用

針對該鉆井施工過程出現(xiàn)的問題，決定利用具有高性能的油基鉆井液，這一技術(shù)的突出特色在于：

第一，為了抑制頁巖出現(xiàn)水化膨脹問題，對高壓高溫的失水量進行嚴格監(jiān)控，確保失水量小于7.8ml，從實際施工鉆井遇見頁巖的情況出發(fā)逐步提高鉆井液的密度，利用較大的破乳電壓，確保工程維護時油水比例的平衡穩(wěn)定；

其二，為了保證油基鉆井液的電穩(wěn)定性較高，必須保證擁有超過2000v的破乳電壓，如果地層存在嚴重的水侵現(xiàn)象，必須添加石灰、潤濕劑、乳化劑機械處理，保持電穩(wěn)定和電平衡。[4]

其三，施工遇見較大斜度的井段以及水平段時，保持高水平的動切力以及黏度，強化油基鉆井液的懸浮攜砂力，利用有機土、白油、潤濕劑、增粘劑以及結(jié)構(gòu)劑調(diào)控流變性能，與短程下鉆等階段制定的措施，最大程度將巖屑床進行消除，以便保持井眼的順暢通透。

其四，利用脂肪酸和其共聚物作為重要材料，取代傳統(tǒng)的有機膨脹土，能明顯改善泥餅固相含量和質(zhì)量，降低井壁黏度。[5]務(wù)必保持油基鉆井液的膠凝切力，以便最大程度降低井漏的可能性。

4 結(jié)語

在川東地區(qū)水平井鉆井過程中，利用油基鉆井液、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)以及優(yōu)選鉆頭等方式方法，有效降低了扭矩和摩阻，在確保井壁穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上提高了機械鉆的工作效率，加之用雙密度雙凝水泥漿確保了套管居中程度，獲得了很好的固井質(zhì)量，值得推廣和應(yīng)用。值得注意的是，油基鉆井液以及旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)付出成本較高，在地層裂縫發(fā)育地段，由于堵漏技術(shù)還需完善，傳統(tǒng)堵漏采氣技術(shù)無法發(fā)揮應(yīng)有作用，這些都是頁巖氣水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用還需要強化研究的問題。

參考文獻

[1] 姜政華，童勝寶，丁錦鶴.彭頁 HF-1頁巖氣水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2012，40（4）；285-288

[2] 董大忠，程克明，王世謙，呂宗剛 .氣資源評價方法及其在四川盆地的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2009（5）：125-128

篇（8）

論文摘 要:天然氣開采技術(shù)是石油工程專業(yè)、油氣田開發(fā)工程學(xué)科一門重要和新興的綜合課程,通過豐富教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)方法,綜合利用各種教學(xué)手段,理論結(jié)合實踐,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課程教學(xué)效果,為石油工業(yè)提供基礎(chǔ)理論扎實、具有實踐創(chuàng)新能力的專業(yè)人才。 

 

近些年來,全球?qū)Ω鍧嵞茉刺烊粴獾男枨笤鲩L強勁,天然氣產(chǎn)業(yè)也因之發(fā)展迅猛[1～2]。當前我國經(jīng)濟發(fā)展處于關(guān)鍵階段,經(jīng)濟結(jié)構(gòu)優(yōu)化對能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的要求十分迫切,天然氣作為清潔能源,在今后中國能源消費中的地位將日益重要。我國的天然氣消費長期以來一直維持在較低水平,提高天然氣消費比例,加快發(fā)展天然氣產(chǎn)業(yè)是今后能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要任務(wù)。我國天然氣勘探開發(fā)理論和技術(shù)與國際先進水平有較大的差距[3～4]。我們需要進一步發(fā)展中國天然氣地質(zhì)理論,加快建立和發(fā)展適合中國地質(zhì)特征的天然氣勘探開發(fā)核心技術(shù)和技術(shù)系列。這對中國能源戰(zhàn)略的安全及多樣性發(fā)展具有重要意義。 

 

1 天然氣開采技術(shù)課程內(nèi)容簡介 

天然氣開采技術(shù)課程以油層物理、滲流力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課為先修課的專業(yè)課。主要介紹天然氣開采涉及的基本理論及其工藝技術(shù)。課程內(nèi)容包括天然氣的基本性質(zhì)、烴類流體相態(tài)、氣井產(chǎn)能分析及設(shè)計、氣藏動態(tài)分析、排水采氣、天然氣水合物形成機理及其預(yù)防等內(nèi)容,地質(zhì)是基礎(chǔ),滲流力學(xué)是開發(fā)的理論基礎(chǔ),氣藏數(shù)值模擬是必不可少的手段,優(yōu)選的鉆采工藝和地面建設(shè)工程技術(shù)是關(guān)鍵,目的是使學(xué)生掌握石油工程領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的工藝技術(shù)及其基本原理,從而為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)選修課及未來從事石油工程的設(shè)計計算、應(yīng)用研究及工程管理提供必備的專業(yè)知識。 

 

2 豐富教學(xué)內(nèi)容,提高講課趣味性 

由于天然氣產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,以及世界范圍內(nèi)對天然氣的需求不斷增加,使得天然氣開采技術(shù)也處于一種不斷更新的狀態(tài),傳統(tǒng)教材的內(nèi)容常常落后于現(xiàn)場實際應(yīng)用技術(shù),為了讓學(xué)生緊跟科技發(fā)展的腳步,能夠培養(yǎng)適合當前石油行業(yè)需求的專業(yè)技術(shù)人才,教師應(yīng)不斷更新專業(yè)前沿的最新技術(shù)知識,不斷豐富教學(xué)的內(nèi)容,通過展示國際最新發(fā)展動態(tài)激發(fā)學(xué)生的好奇心,通過介紹新技術(shù)新方法的應(yīng)用提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進而提高教學(xué)效果。 

 

3 改革教學(xué)方法,提高學(xué)生綜合能力 

天然氣開采技術(shù)課程涉及的先修課程較多,一般放在大四講授,傳統(tǒng)的講授法通常是滿堂灌的填鴨式,學(xué)生很難適應(yīng),所以教師首先應(yīng)該堅持啟發(fā)式教學(xué),控制課堂節(jié)奏,把握教學(xué)重點,培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的能力。其次,在談話法中多利用互動式教學(xué),加強師生的溝通和交流,鍛煉學(xué)生自我表達能力。最后,在討論法中,采用案例式教學(xué),設(shè)計新穎實際的例子對學(xué)生進行分組討論,加強學(xué)生的實踐應(yīng)用能力。另外,還可以通過讀書指導(dǎo)法,要求學(xué)生讀期刊雜志寫讀書報告提高其自學(xué)和總結(jié)能力。 

4 綜合利用各種教學(xué)手段,提高教學(xué)效果 

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展,當今教學(xué)手段呈現(xiàn)出多元化的趨勢[5]。粉筆、黑板等傳統(tǒng)教學(xué)手段具有靈活性強、可塑性大、師生互動效果好等優(yōu)點?，F(xiàn)代教學(xué)技術(shù)以其容量大、速度快、內(nèi)容豐富多彩而在很多學(xué)科的教學(xué)色鮮明。教師應(yīng)根據(jù)天然氣開采技術(shù)課程的特點,將傳統(tǒng)和現(xiàn)代教學(xué)手段有機結(jié)合在一起。天然氣開采技術(shù)課程理論性較強,涉及諸多先修課程,同時實用性很大,在現(xiàn)場中實例頗多。教師一方面要堅持傳統(tǒng)教學(xué)手段,側(cè)重講解天然氣開采技術(shù)的原理和方法,另一方面要合理使用多媒體[6],將文本、聲音、圖像、動畫及視頻投影在屏幕上,通過聲、光、電的完美結(jié)合,用生動的形象、真實的畫面、優(yōu)美動人的語言和音樂來豐富學(xué)生的記憶效果,從而實現(xiàn)教學(xué)目標,達到教學(xué)目的,增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高教學(xué)效果。 

 

5 理論結(jié)合實踐,推進素質(zhì)教育 

天然氣開采技術(shù)是一門實踐性很強的工科專業(yè)課,該課程除了要求學(xué)生掌握牢固的專業(yè)理論知識外,還要具備一定的實踐經(jīng)驗和較強的動手能力。教師要結(jié)合課程理論設(shè)計切實可行的實驗,提高學(xué)生的動手能力,通過到現(xiàn)場參觀實習(xí),增長學(xué)生見識,培養(yǎng)學(xué)生實踐能力,利用課程設(shè)計增強學(xué)生的分析問題及解決問題的實際能力。理論與實踐相結(jié)合,學(xué)生充分發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性,刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)的效果,為學(xué)生將來工作打下良好的基礎(chǔ)。 

 

6 結(jié)語 

天然氣作為一種清潔優(yōu)質(zhì)的能源,在我國改善能源結(jié)構(gòu),以及中國石油大力推動低碳經(jīng)濟發(fā)展的過程中,獲得了前所未有的大發(fā)展?？萍紕?chuàng)新是促進中國天然氣勘探開發(fā)的重要推動力。天然氣開采技術(shù)課程的教學(xué)改革需要教師在提高教學(xué)效果的前提下,依據(jù)實際生產(chǎn)和科研需求對教學(xué)內(nèi)容、方法和手段進行改革,提高學(xué)生的理論素質(zhì)和創(chuàng)新能力,為我國天然氣工業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)復(fù)合型人才。 

 

參考文獻 

[1] 王維標.天然氣及l(fā)ng工業(yè)的行業(yè)現(xiàn)狀及展望[j].通用機械,2009(4):42,44～45. 

[2] 李泓平.天然氣資源評價[j].中外科技情報,2007(22):35. 

[3] 徐樅巍.為天然氣大發(fā)展助力[j].氣體分離,2009(4):19～20. 

篇（9）

一、引言

川渝地區(qū)是我國大型綜合含油氣地區(qū)之一，整個地區(qū)有著豐富的天然氣與石油資源，為我國的油氣勘探以及工業(yè)的發(fā)展提供了寬廣的平臺。但就當前川渝地區(qū)的復(fù)雜地質(zhì)條件來看，這些地質(zhì)難題嚴重的阻礙了我國油氣開采的步伐，主要體現(xiàn)在鉆井速度慢，鉆井施工難度大兩個方面。從上世紀70年代開始，我國就對川渝地區(qū)鉆井技術(shù)的科技攻關(guān)以及新技術(shù)試驗就從未中斷過，也取得了一系列重大的技術(shù)突破，發(fā)展了一整套適合于川渝地區(qū)惡劣地質(zhì)條件的油氣配套鉆井技術(shù)。在廣大川渝油氣井的開采方面，全面開展了以提高機械鉆速為整個鉆井工程核心的鉆井新技術(shù)配套難題攻關(guān)試驗以及試驗推廣應(yīng)用等策略，但隨著油氣儲備勘探技術(shù)的不斷完善，一些深層油氣井和更為復(fù)雜地質(zhì)條件油氣井的發(fā)現(xiàn)，也為我國乃至整個川渝地的鉆井速度不斷提高帶來了很大的難題。

二、鉆井提速技術(shù)簡介

從目前鉆井技術(shù)的發(fā)展來看，國內(nèi)外提高機械鉆速的方法很多，所有的鉆井工程都必須根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)情況，提出相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)，最終合理的選擇不同的鉆井方式來達到整個鉆井工程提速的目的。當前國內(nèi)外常用的鉆井提速技術(shù)主要有專門針對鉆頭的鉆頭優(yōu)選技術(shù)，從鉆井增加強度以期望達到提高鉆井速率的欠平衡鉆井技術(shù)（氣體鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井液鉆井等），從鉆井工藝該進方面采取的垂直鉆井系統(tǒng)應(yīng)對井斜問題，復(fù)合鉆井提速的PDC鉆頭配合螺桿鉆具復(fù)合鉆進技術(shù)，優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)、優(yōu)選鉆井液等輔助措施提高鉆井效率的鉆井提速技術(shù)。

三、川渝地區(qū)地質(zhì)狀況分析

就本論文研究的川渝地區(qū)而言，近些年已經(jīng)勘探出來的油氣埋藏均較深，其表層的碳酸鹽層可鉆性特別差，高陸地層直井井斜的問題又特別突出，整個鉆井過程中因為鉆頭使用效果不佳而導(dǎo)致的井下復(fù)雜事故頻發(fā)以及相關(guān)工程施工的管理效率低等問題，嚴重的制約著我國川渝地區(qū)鉆井速率，整個鉆井的投資不斷增大。由于我國川渝地區(qū)的深井主要為氣井，整個地層的壓力高，部分氣藏表現(xiàn)出超高壓特性的難題。而當前的鉆井技術(shù)對于底層氣壓壓力的控制問題，仍然很難得到有效的解決。再者，我國川渝地區(qū)已探明油氣田的含硫數(shù)量很多，目前我國川渝地區(qū)的油氣田除個別的碎屑巖氣田以外，各產(chǎn)氣區(qū)的主力氣田均是含硫量很高的氣田。因此針對當前我國川渝地區(qū)氣田深度大以及高含硫的嚴重制約其鉆井效率的難題，通過研究形成一整套有效的專門針對我國川渝地區(qū)優(yōu)快的鉆井技術(shù)來替代機械鉆速低的難題的方法是十分必要的，對于我國川渝地區(qū)在縮短鉆井周期、減少鉆井成本，以及使整個鉆井工程能夠快速高效地完成具有十分重要的意義。

四、關(guān)于提高川渝地區(qū)鉆井技術(shù)的探討

1.施工前期的準備工作

施工人員要認真做好鉆井前期的工程論證工作，在整個鉆井工程開工之前，鉆井技術(shù)人員應(yīng)該嚴格按照鉆井設(shè)計方案來制定周全的作業(yè)計劃以及具體落實物質(zhì)器材的施工前期的工程準備工作。為了避免工程施工過程中出現(xiàn)停工待料、遇到突發(fā)地質(zhì)問題而臨時改變鉆井方案的設(shè)計或是改變鉆井作業(yè)計劃的情況，工程技術(shù)人員必須做到對全井的物資器材，尤其是那些關(guān)鍵的、大宗的、比較難以解決的施工材料和鉆井機械的準備工作，都要在開鉆以前全部得到落實。

2.施工過程中的應(yīng)注意的問題

對于我國川渝地區(qū)普遍出現(xiàn)的高壓含硫氣井完井，工程技術(shù)人員要做好充分的試油基礎(chǔ)理論以及工藝技術(shù)的研究，在整個工程施工過程中加強完井和試油裝備的改進工作，注意解決套管強度以及油氣井氣密封的同時，工程技術(shù)人員還要注意對所有工程中應(yīng)用的油管的強度和油管密封的問題。在所有的超深超高壓含硫氣井中，必須使用高強度的經(jīng)過特殊工藝處理過的防硫的油扣和油管，對于川渝地區(qū)高壓防硫氣井的井套管頭和采氣井口的工程施工要嚴格按照事先擬定的工程要求來施工，與整個含硫井相配套的完井封隔器，以及地面降壓、分離裝置和試井裝備的使用安裝要有嚴格的使用方法，做到在保證安全施工的基礎(chǔ)上，提高整個油氣井的鉆井速率的目的。

3.施工技術(shù)研究分析

因地層出水、出油、垮塌等復(fù)雜情況而制約了氣體鉆井技術(shù)的應(yīng)用，有的井因介質(zhì)轉(zhuǎn)換不及時還造成了卡鉆甚至側(cè)鉆。為擴大氣體鉆井技術(shù)的應(yīng)用范圍，進一步完善氣體鉆井配套技術(shù)，應(yīng)重點開展對氣體鉆井適應(yīng)性（包括地應(yīng)力、淺層油氣水分布規(guī)律）研究、地層出水（油）風險識別及對策研究、氣體鉆井鉆具組合及鉆具受力分析、氣體鉆水平井技術(shù)研究，同時要不斷完善泡沫鉆井、霧化鉆井工藝。

五、小結(jié)

繼續(xù)發(fā)揮欠平衡鉆井技術(shù)對提速的貢獻，在那些含油氣水甚至易坍塌層大膽開展欠平衡鉆井探索，盡力提高鉆井速度，減少井漏等復(fù)雜情況的發(fā)生。進一步完善欠平衡鉆井工藝技術(shù)，配套試驗多種欠平衡鉆井介質(zhì)，如油包水乳化鉆井液、空心玻璃球等，以擴大欠平衡鉆井技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。進一步完善并大力推廣優(yōu)質(zhì)鉆井液技術(shù)，根據(jù)不同構(gòu)造的地層特點，嚴格控制井下適應(yīng)條件和體系轉(zhuǎn)化時間，達到以快制勝。

參考文獻：

[1]楊仲涵，何世明，周曉紅，唐洪發(fā)，周懷光，章景城.國內(nèi)外鉆頭優(yōu)選方法述評[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）.2011（04）

篇（10）

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2010) 13-0000-02

Drlling Remote Intersection Visual System Based on LabVIEW

Li Baiqi1，He Yongling1，Li Jiangcheng2

(1.School of Transportation Science and Engineering BUAA,Beijing100191,China;2.School of Aerospace,Tsinghua University,Beijing100084,China)

Abstract:By analyzing the function and character of the Remote Intersection technology in CBM exploitation,the paper put forwards an idea of using Script node to realize the date exchange and man-machine interaction with exterior frame in the virtual reality tool-Eon Studio.Using the LabVIEW as the platform,developing drilling remote intersection three-dimensional visual system with the character of interaction.The system has a good compatibility,high fidelity etc.The paper described the structure, working flow,distance needle modeling and three-dimensional visual actualizing ways of the system detailedly.

Keywords:LabVIEW;EON Studio;Remote intersection;Virtual reality

我國煤層氣普遍具有煤層滲透率低、煤層地應(yīng)力梯度分布不均、煤儲層欠壓的特性[1]，因此開采中采用水平井、多分支水平井是最佳開發(fā)模式。此模式下的水平井遠距離穿針屬于精確導(dǎo)向作業(yè)，采用以MWD+RMRS為主要工具的工藝能提升中靶率，如文獻[2]中提及的對26對U形井組實施中靶導(dǎo)航作業(yè)，取得了100%的中靶率等。然而，該工藝存在缺乏可視化及臨場感，不易判斷鉆頭軌跡及中靶等缺點。為此，開發(fā)出基于LabVIEW的鉆井遠距離穿針三維可視化的系統(tǒng)，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對遠距離穿針作業(yè)進行模擬與三維可視化，增強地面操作人員作業(yè)的沉浸感、交互性及構(gòu)想性，提高遠距離穿針的中靶率。

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)由四部分構(gòu)成：MWD、磁性短節(jié)、探管及上位機，如下圖1所示。MWD井下部分安裝在下部鉆具組合的非磁鉆鋌內(nèi)，測量當前井眼參數(shù)；磁性短節(jié)本體安裝在鉆頭上，由無磁材料加工制成，用于提供一個人工磁場[3]；探管懸掛在直井洞穴附近，測量磁性短節(jié)磁場數(shù)據(jù)并發(fā)回到地面；上位機中采用以LabVIEW為平臺開發(fā)的軟件，首先載入水平井和直井的井身數(shù)據(jù)；然后軟件讀取發(fā)回的磁場數(shù)據(jù)及MWD數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過由旋轉(zhuǎn)磁場導(dǎo)航算法[4,5,6]、最小曲率法開發(fā)的程序，計算出當前水平井井眼的各種參數(shù)，該參數(shù)結(jié)合歷史參數(shù)輸入到EON虛擬現(xiàn)實平臺，完成遠距離穿針作業(yè)的虛擬現(xiàn)實顯示。

（二）虛擬現(xiàn)實設(shè)計

虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)是一種高度逼真地模擬在現(xiàn)實世界中視、聽、動等行為的人機界面技術(shù)，以其高度的沉浸感、全方位的交互性及構(gòu)想性，已在航天、軍事等領(lǐng)域得到快速發(fā)展和應(yīng)用[7]。因此，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)顯示整個遠距離穿針過程，可增強操作手的臨場感，提高操作精度。虛擬現(xiàn)實模型的開發(fā)軟件EON Studio具有渲染能力強等特點，其EonX控件能嵌入到高級編程語言中，該控件提供的方法可實現(xiàn)與EON Studio中Script交互[8]。

1.創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實仿真模型

首先，利用EON Studio提供的Import功能將鉆桿（含鉆頭）、地層、直井、鉆探平臺的3D模型導(dǎo)入系統(tǒng)環(huán)境，根據(jù)仿真需要設(shè)置部件的位置、縮放比例和材質(zhì)、顏色、燈光、音效等。

第二步，首先建立四個右手坐標系及相互之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，四個坐標系分別為：水平井井口坐標系，直井井口坐標系，固連于直井的靶點坐標系及鉆頭坐標系，其中水平井井口坐標系為絕對坐標系。坐標系定義：背離地心為X方向，正東為Y方向，正北為Z方向；坐標系的位置用垂深、東坐標、北坐標描述，姿態(tài)用井斜角、方位角描述；坐標系的轉(zhuǎn)換通過空間的位移及轉(zhuǎn)動實現(xiàn)。其次為鉆桿、直井設(shè)置三個位置節(jié)點和三個姿態(tài)節(jié)點，這些功能節(jié)點通過事件接收端接收外部的坐標及姿態(tài)值完成遠距離穿針作業(yè)的顯示。再次設(shè)置交互動作，如縮放、移動、跟蹤及局部定位等。

第三步，.edz格式文件供LabVIEW調(diào)用。設(shè)計完畢的發(fā)虛擬現(xiàn)實模型如下圖2所示：

圖3中懸浮于空中的細桿表示鉆桿，其可繞自身旋轉(zhuǎn)；畫有網(wǎng)格的部分表示地面；左邊的井架表示水平井井架，右邊的井架表示直井井架；直井井架下方的長桿表示直井井身，井身的后面呈層狀分布部分表示地層剖面，井身下方的圓柱體表示靶點；靶點以下云團狀部分表示煤層氣。

2.加載虛擬現(xiàn)實模型

在LabVIEW中加載虛擬現(xiàn)實模型文件的設(shè)計包括兩個部分，前面板設(shè)計：首先在LabVIEW前面板上新建一個ActiveX容器，調(diào)整容器的位置及大小后加載EonX控件；后面板設(shè)計：通過操作該控件的相關(guān)方法和屬性完成模型的加載、啟動及與LabVIEW通信。

3.遠距離穿針作業(yè)可視化顯示

虛擬現(xiàn)實模型被LabVIEW中嵌入的EonX控件調(diào)用后，通過與LabVIEW的交互即可描繪底層環(huán)境、井眼軌跡及當前鉆頭姿態(tài)。首先從數(shù)據(jù)庫中取出目標井眼數(shù)據(jù)，通過事件觸發(fā)機制將數(shù)據(jù)傳給直井及鉆桿模型，完成直井及水平井的載入；循環(huán)讀取計算出的鉆頭位置及姿態(tài)數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)通過EonX控件的“SendEvent”方法輸入進模型。值得注意的是循環(huán)間隔時間不能太短，否則鉆頭將發(fā)生不規(guī)則跳動。虛擬現(xiàn)實顯示及數(shù)據(jù)庫查詢流程如上圖3所示。

三、結(jié)語

本系統(tǒng)采用虛擬現(xiàn)實軟件設(shè)計出整個作業(yè)過程的發(fā)虛擬現(xiàn)實模型，利用LabVIEW中的ActiveX功能，將該模型文件通過EonX控件的調(diào)用實現(xiàn)與LabVIEW的交互，從而逼真再現(xiàn)遠距離穿針作業(yè)過程。該系統(tǒng)具有兼容性好、逼真度高等優(yōu)點，以其優(yōu)異的逼真性和交互性，深受客戶好評，為遠距離穿針工藝的設(shè)計提供參考，但仍存在一些缺點和不足，如直井以一圓柱體代替等，需要在下一步的研究中予以解決。

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