实验六 PID 控制系统参数优化设计 一．实验目的： 综合运用MATLAB 中SIMULINK 仿真工具进行复杂控制系统的综合设计与优化设计，综合检查学生的文献查阅、系统建模、程序设计与仿真的能力。 二．实验原理及预习内容： 1．控制系统优化设计： 所谓优化设计就是在所有可能的设计方案中寻找具有最优目标（或结果）的设计方法。控制系统的优化设计包括两方面的内容：一方面是控制系统参数的最优化问题，即在系统构成确定的情况下选择适当的参数，以使系统的某些性能达到最佳；另一方面是系统控制器结构的最优化问题，即在系统控制对象确定的情况下选择适当的控制规律，以使系统的某种性能达到最佳。 在工程上称为“寻优问题”。优化设计原理是“单纯形法”。MATLAB 中语句格式为：min ('')X f s =函数名，初值。 2．微分方程仿真应用：传染病动力学方程求解 三．实验内容： 1．PID 控制系统参数优化设计： 某过程控制系统如下图所示，试设计PID 调节器参数，使该系统动态性能达到最佳。（习题5-6） 1020.1156s s e s s -+++R e PID Y 2．微分方程仿真应用： 已知某一地区在有病菌传染下的描述三种类型人数变化的动态模型为 11212122232 3(0)620(0)10(0)70X X X X X X X X X X X X ααββ?=-=?=-=??==?
式中，X 1表示可能传染的人数；X 2表示已经得病的人数；X 3表示已经治愈的人数；0.0010.072αβ==；。试用仿真方法求未来20年内三种人人数的动态变化情况。 四．实验程序： 建立optm.m 文件： function ss=optm (x) global kp; global ki; global kd; global i; kp=x (1); ki=x (2); kd=x (3); i=i+1 [tt,xx,yy]=sim('optzwz',50,[]); yylong=length(yy); ss=yy(yylong); 建立tryopt.m 文件： global kp; global ki; global kd; global i; i=1; result=fminsearch('optm',[2 1 1]) 建立optzwz.mdl:
5.3.完井设计的基本理论 5.3.1.完井方式 5.3.1.1射孔完井方式 套管射孔完井是钻穿油层直至设计井深，然后下面层套管至油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层某一深度，建立起油流的通道。套管射孔完井既可选择性地射开不同压力、不同物性的油层，以避免层间干扰，还可避开夹层水、底水、气顶和夹层的坍塌，具备实施分层注采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。 尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下技术套管注水泥固井，而后用小一级的钻头钻穿油层至设计井深，用钻具将尾管送下并悬挂在技术套管上，尾管 50，再对尾管注水泥固井，最后射孔。尾管射和技术套管的重合段一般不小于m 孔完井由于在钻开油层以前上部地层已被技术套管封固。因此，可以采用与油层相配伍的钻井液以平衡压力、欠平衡压力的方法钻开油层，有利于保护油层。此外这种完井方式可以减少套管重量和油井水泥的用量，从而降低完井成本。目前较深的油，气井大多采用此方法完井。 图5.2 套管射孔完井图5.3 尾管射孔完井 5.3.1.2裸眼完井方式
裸眼完井的最主要特点是油层完全裸露，因而油层具有最大的渗流面积。这种井称为水动力学完善井，其产能较高。裸眼完井虽然完善程度高，但使用局限性很大，例如：不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响；不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰；无法进行选择性酸化和压裂等。 5.3.1.3割缝衬管完井方式 割缝衬管完井方式是钻头钻至油层顶界后，先下技术套管注水泥固井，再从技术套管中下入直径小一级的钻头钻穿油层至设计井深。最后在油层部位下入预先割缝的衬管，依靠衬管顶部的衬管悬挂器（卡瓦封隔器），将衬管悬挂在技术套管上，并密封衬管和套管之间的环形空间，使油气通过衬管的割缝流入井筒。这种完井方式油层不会遭受固井水泥浆的损害，可以采用与油层相配伍的钻井液或其它保护油层的钻井技术钻开油层，当割缝衬管发生磨损或失效时也可以起出修理或更换。 5.3.1.4砾石充填完井方式 它是先将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾石充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。砾石充填完井一般都使用不锈钢绕丝筛管而不用割缝衬管。
ADAMS/VIEW 参数化和优化设计实例详解本例通过小球滑落斜板模型，着重详细说明参数化和优化设计的过程。 第一步，启动adams/view（2014版），设置工作路径，设置名称为incline。 名称 存储路径第二部，为满足模型空间，设置工作网格如图参数。 修改尺寸 第三部创建斜板。点击Bodies选项卡，选择BOX，然后建模区点击鼠标右键，分别设置两个点，坐标为（0,0,0）和（-500,-50,0），创建完模型，然后右键Rename，修改名称为xieban。
右键输入坐标，创建点BOX rename 输入xieban
第四部创建小球。点击Bodies选项卡，选择Sphere，然后建模区点击鼠标右键，分别设置两个点，球心坐标为（-500,50,0）和半径坐标（-450,50,0），创建完模型，然后右键Rename，修改名称为xiaoqiu。 输入两点 Rename，及创建效果 第五部创建圆环。点击Bodies选项卡，选择Torus，然后建模区点击鼠标右键，分别设置两个点，圆环中心坐标为（450,-1000,0）和大径坐标（500,-1000,0），创建完模型，然后右键Rename，修改名称为yuanhuan。完成后效果如下图： 第六部修改小球尺寸及位置。首先修改小球半径为25mm，在小球上右键，选择球体，点击Modify，然后设置如下图；然后修改小球位置，将Y坐标移到25mm处，选择Marker_2点，
右键点击Modify，然后设置坐标位置如下图。 右键编辑球半径 修改半径为25 改后效果 修改球的位置
设置球坐标 完成修改后效果 第七部修改圆环尺寸及位置。将圆环绕X轴旋转90度，选择Marker_3点，右键点击Modify，然后设置坐标位置如下图。修改圆环尺寸，大径为40mm，截面圆环半径为12mm，右键，选择圆环体，点击Modify ，然后设置如下图。至此，模型建立完毕。 修改圆环位置
中石化集团公司第一口页岩油水平井完成技术套管固井 泌页HF1井，是中国石化集团公司第一口开钻的页岩油水平井。10月27日，河南油田钻井公司固井分公司对该井实施技术套管固井获得成功。 当天，经过近3个小时的紧张施工，用去183吨水泥，封固井段2598米。最后碰压20兆帕，检查出水泥浆已经全部替注到井眼与套管的环形空间，标志着固井取得成功。 5月13日开钻的泌页HF1井，是中石化集团公司第一口开钻的页岩油水平井，意味着集团公司在页岩油气领域的开拓进入一个新阶段。该井设计斜深3661米，钻探目的是评价泌阳凹陷深凹区页岩油产能，进一步落实储量规模，为建立中石化陆相页岩油勘探开发先导试验区奠定基础。 目前，钻井进尺是2601米，技术套管固井后，将向1000米的水平井段钻进。 页岩油水平井泌页HF1井完钻 本报讯11月16日20时20分，河南油田钻井公司50863钻井队承钻的中国石化第一口陆相页岩油气勘探水平井——泌页HF1井完钻，完钻井深3722米，侧钻 点在1903米，水平段长1044米。 在钻进过程中，他们采用国际先进的旋转导向工具和油基泥浆钻井技术。这种旋转导向工具携带的监测仪器离钻头只有1.5米的导向距离，远优于国产设备15 米的导向距离，可在地面连续监测和控制井眼轨迹，实时监测目的层岩性变化， 确保钻头在目的层钻进。 为保证钻井设备有足够动力，他们更换了两台泥浆泵，再增两台泥浆泵；更换了3台柴油机，再增加两台柴油机；首次使用5.5英寸钻具和高效PDC钻头，确 保快速钻进。 河南油田工程技术处、工程院和钻井公司技术人员长驻现场，准确掌握现场施工第一手资料，实时分析井场情况，及时采取工程和技术措施，解决现场施工 中遇到的问题，确保该井第二次造斜后优质高效钻进。 集团公司重点水平预探井——泌页HF1井分段压裂施
页岩气水平井钻井技术 摘要当前我国页岩气水平井钻井施工整体表现出成本高、周期长、复杂事故多等问题。针对这些问题，本文对国内页岩气井进行了技术跟踪，归纳了当前我国页岩气水平井钻井过程中所面临的轨迹优化及控制、井壁稳定、摩阻扭矩、井眼清洁以及固井技术等难点问题。 关键词页岩气水平井轨迹控制井壁稳定摩阻 美国页岩气资源的规模化开发和商业化利用，正在改变着世界能源格局，而同为世界能源进口大国的中国，同样拥有丰富的页岩气资源。政策以及相关支持政策的陆续出台，不但表明了我国政府大力发展页岩气资源的决心，而且正在积极推进我国页岩气产业的全面、快速发展。 页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式，在一定地质条件下聚集成藏并具有商业开发价值的非常规天然气。与常规天然气藏相比，页岩气储层孔隙度主体小于10％，储层孔隙为0~500nm，孔喉直径介于5~200nm，渗透率极低，一般多采用水平井并经水力压裂技术改造后进行开发。当前，公认的具备商业开采价值的页岩气藏需具备以下条件：①页岩气储集层厚度大于100ft（30m）；②富有机质页岩有机质丰富，TOC > 3 %；③成熟度Ro在1.1-1.4之间；④气含量>100ft3/t；⑤产水量较少，低氢含量；⑥黏土含量小于40 %，混合层组分含量低；⑦脆性较高，低泊松比、高杨氏弹性模量；⑧围岩条件有利于水力压裂控制。页岩气藏作为典型的连续型油气聚集，往往分布在盆地内厚度大、分布广的集“生-储-聚”为一体的页岩烃源岩地层中。页岩作为粘土岩常见岩石类型之一，是由粘土物质经压实、脱水、重结晶作用后形成的，其成分复杂，除包含高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等粘土矿物外，还含有诸如石英、长石、云母等碎屑矿物和铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等自生矿物，页岩层理构造发育，多呈页状或薄片状（图1左），并沿层理发育有大量裂隙和微裂隙（图1右），脆性高、易碎，外力击打作用下易裂成碎片，且吸水膨胀性强，长时间裸露浸泡后极易引起井壁缩径、垮塌、掉块等复杂事故。例如，四川威远-长宁构造完成的3口页岩气水平井，水平井段钻进过程多次遭遇井壁垮塌、掉块等复杂，引发卡钻、报废进尺等事故，并导致3口水平井储层段40%进尺作业占总作业时间70%以上。同时，页岩气水平井井壁失稳问题频发，不但严重影响到钻井周期、钻井成本等问题，还直接导致井身质量差、固井难度大、储层污染严重等问题，这些问题都给后续开发带来极为不利的影响。据不完全统计，截止2012年初，四川威远、长宁及云南昭通页岩气产业化示范区完钻的4口水平井，平均井深3357米，平均钻井时间118天，而北美地区井深4000~5000米，水平段1500~2000米的页岩气井钻井周期通常在15~20天，水平段钻井时间仅为5~8天。由此可见，我国相对落后的页岩气水平井钻井技术，已经成为制约我国页岩气工业快速发展的重要瓶颈。
水平井射孔工艺技术 1、简介 水平井工程是近年发展起来的一项新技术，是“稀井高产”的重要手段。水平井技术已成为近50年来石油技术进步的代表象征，这从勘探到提高采收率各个阶段均有着广泛的应用潜力，在实现井网调整，控制流向和完井类型，减少液流损失和调整油藏压力等方面的灵活性，已成为一种油藏完井新方法，而水平井射孔技术则是水平井技术的重要组成部分。四川石油测井公司早在1994年就对水平井射孔技术开始了立项研究，经过几年的研究和现场试验，形成了一整套中、长半径的水平井射孔工艺技术，该技术国内领先，部分技术达国际先进水平，该成果获中国石油天然气集团公司2000年技术创新二等奖。 水平井套管井射孔完井既有利于提高产量又有利于以后进行增产措施和封堵作业。但水平井射孔井段长达几百米甚至上千米，要求射孔一次作业成功；要求向水平两边或两边以下３０°定向发射以免造成砂子沉降和底水突进；要求长达几百米的射孔枪顺利通过造斜段下入和起出。实践证明，我们已经解决了上述难题并能保证施工的安全性和可靠性。 2、主要特点 2采用液压延时分段起爆方式能完成长水平段的射孔作业。 2采用弹架旋转的内定向方式，定向精度高且与枪身旋转的外定向方式相比，在相同套管内径下可选择更大直径的水平井射孔枪。 2采用接头旋转扶正环和滚珠枪尾可大大减少起下射孔枪时的摩擦力。 2接头与枪体之间，公母接头之间采用防退扣装置，避免了落枪的可能。 2最新研制的起爆开孔装置可实现水平井的再射孔而不会将井液挤到地层中去。 2可实现全井筒氮气加压起爆方式完成水平井的射孔作业。 2可实现限流压裂的水平井射孔作业。 2利用独创的旁通传压起爆系统能完成水平井的射孔测试联作。 2采用地面监测系统能监测井下各段射孔枪的发射情况。 3、主要技术参数 2射孔枪外径：Ф８９mm 、Ф102mm 、Ф127 mm 2最高工作压力：９０MPa 、105MPa 、90MPa 2延时时间：５—7min 2定向方式：内旋转定向 2定向精度：±５° 2定向率：>９５％ 2发射率：>９９％ 2孔密：１０－２０孔／米 2枪体抗弯能力：３０°／３０米。 4、施工工艺 （1）起爆方式 水平井射孔起爆不同于一般直井射孔，不能采用投棒起爆方式，也不同于一般斜井射孔，它属于超长井段射孔，不宜采用一个压力起爆器的起爆方式。在水平段各点压力值相等，它可以实现几个乃至几十个射孔段的同时起爆，完全满足水平井一次射孔多段的要求，将大大提高工效。四川石油测井公司已成功地应用了三种负压起爆方式，分别是：①液垫或气垫加压力延时起爆器；②油压开孔装置加压延时起爆器；③旁通传压装置加压力起中爆器。
极化磁系统参数优化设计 方法的研究 The document was prepared on January 2, 2021
极化磁系统参数优化设计方法的研究 摘要：永磁继电器是一种在国防军事、现代通信、工业自动化、电力系统继电保护等领域中应用面很广的电子元器件，其极化磁系统的参数优化设计是实现永磁继电器产品可靠性设计的前提工作之一。该文采用六因素三水平多目标的正交试验设计方法，分析并研究了极化磁系统的参数优化设计方法。在永磁继电器产品设计满足输出特性指标要求的前提下，给出了输出特性值受加工工艺分散性影响而波动最小的最佳参数水平组合。 1 引言 具有极化磁系统的永磁继电器具有体积小、重量轻、功耗低、灵敏度高、动作速度快等一系列优点，是被广泛应用于航空航天、军舰船舶、现代通信、工业自动化、电力系统继电保护等领域中的主要电子元器件。吸力特性与反力特性的配合技术是电磁继电器产品可靠性设计的关键技术。在机械反力特性及电磁结构已知的情况下，如何对电磁系统进行参数优化设计，使得在保证输出特性值满足稳定性要求的前提下，电磁系统的成本最低，这是继电器可靠性设计必不可少的前提工作之一。
由于极化磁路的非线性及漏磁的影响，使极化磁系统的输出特性值（吸力值）与磁系统各参数水平组合之间存在着非线性函数关系。在各种干扰影响下，各参数存在一定的波动范围。当各参数取不同的水平组合时，参数本身波动所引起的输出特性值的波动亦不相同。由于非线性效应，必定存在一组最优水平组合，使得各参数波动所造成的输出特性值的波动最小，即输出特性的一致性最好。极化磁系统参数优化设计的目的就是要找到各参数的最优水平组合（即方案择优），使得质量输出特性尽可能不受各种干扰的影响，稳定性最好。 影响永磁继电器产品质量使其特性发生波动的主要干扰因素有：①内干扰（内噪声），是不可控因素，如触点磨损、老化等；②外干扰（外噪声），亦是不可控因素，如环境温度、湿度、振动、冲击、加速度等；③可控因素（设计变量）加工工艺的分散性等。其中前两种因素均与产品实际使用环境有关，这里暂不予考虑，本研究只考虑后者对产品质量特性波动的影响。 正交试验设计法是实现参数优化设计的重要手段之一，以往人们在集成电路制造工艺、电火花成型加工工艺、轴承故障诊断等方面得到了很好应用[1-4]，但大多是采用单一目标函数的正交试验设计。文献[2]应用正交试验设计法对永磁继电器磁钢尺寸进行了参数优化设计，但没有采用正交试验设计法对永磁继电
美国页岩油发展现状与前景分析 1 美国页岩油产量持续增长 绝大部分相关专家认为，自2014年国际油价大幅下跌以来，尽管油价因素对页岩油生产经营造成了一定影响，但事实上美国页岩油产量仍增长强劲。截至2018年年初，美国页岩油平均日产量已接近700万桶/日（约3.0亿吨/年），较2017年同期增长约17%。从区域的角度看，二叠盆地页岩油保持强势，产量接近300万桶/日（约1.28亿吨/年），约占美国总产量的四分之一；伊格尔福特和巴肯两大传统页岩区带紧随其后，产量分别超过了100万桶/日（约0.43亿吨/年）。从公司的角度看，尽管国际石油巨头已开始深度参与页岩油生产，但专注上游油气勘探开发的美国独立石油公司仍是页岩油产量增长的主力军。譬如，在二叠盆地，雪佛龙和埃克森美孚两大国际石油巨头的产量分别为22.4万桶/日（约960万吨/年）和18.2万桶/日（约780万吨/年）；OXY和先锋资源两家美国独立石油公司产量则高达34.9万桶/日（约1500万吨/年）和24.6万桶/日（约1050万吨/年）。预计2018年全年，美国页岩油将迎来技术、投资和管理等多个层面的新机遇，未来产量可能持续增长。 但也有部分专家对页岩油增长的可持续性提出质疑，前EOG资源公司首席执行官马克-帕帕先生就表示，市场对美国石油产量增长的预测过于乐观，因为在本轮低油价期间，各大页岩区带的“甜点”区域已被重点开发，未来页岩油发展必将扩散到“非甜点”区域，而这些区域在现有技术水平下很难维持较高产量水平。
2 技术进步是页岩油产量持续增长的核心驱动要素。 美国能源部长佩里先生指出，为应对油价风险，美国页岩油生产商在钻井、压裂、开发优化和油藏检测等技术领域均获得较好进展，预计相关技术的完善与推广将进一步提升页岩油未来的产量。 各路参会的页岩油相关技术专家分别指出，钻井技术方面，通过将导向钻井技术及有关设备的应用，能够大幅提升钻井的准确性，将水平井段更多的置于储层的目标层内；压裂技术方面，新型化学转向剂的使用能够改造流通性不好的裂缝或压开新裂缝，更小目数支撑剂的使用能够增加裂缝的联通性并减少返排，精确射孔压裂方法的使用能够使压裂点更精确且减少支撑剂在井筒附近的流失；开发优化方面，人工举升效率的提高能够大幅增加单井页岩油的采收率水平，岩石地球化学理论的进步有助于在空间与时间两个维度共同寻找单井“甜点”，而大数据计算、机器学习和实时知识传输等的应用则能够对完善地质建模以及选择最优井场位置提供有力支撑；油藏检测与分析方面，光纤储层评价和数字传感技术以及多元化地层分析和三维模拟技术等，既有助于对油层情况实时监测，也有助于作业者寻找更好的起裂点。 3 投资增长将推动页岩油产业持续发展。 有关专家和参会的金融界嘉宾分别指出，按投资活动的比例分析，二叠盆地的特拉华-沃夫坎普和米德兰-沃夫坎普两大主力页岩区带集中了当年全美页岩油约30%的投资，巴肯、伊格尔福特、SCOOP/STACK和粉河盆地等页岩区带合计投资占比约25%，其它页岩区带合计投资占比约45%，页岩
汽车理论Project 第一章汽车动力性与燃油经济性数学模型立 1.汽车动力性与燃油经济性的评价指标 1.1 汽车动力性评价 汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车的动力性主要可由以下三方面的指标来评定： (1)最高车速：最高车速是指在水平良好的路面(混凝土或沥青)上汽车能达到的最高行驶速度。它仅仅反映汽车本身具有的极限能力，并不反映汽车实际行驶中的平均车速。 (2)加速能力：汽车的加速能力通过加速时间表示，它对平均行驶车速有着很大影响，特别是轿车，对加速时间更为重视。当今汽车界通常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。原地起步加速时间是指汽车由第I挡或第II挡起步，并以最大的加速强度（包括选择适当的换挡时机）逐步换至最高挡后达到某一预定的距离或车速所需要的时间。超车加速时间是指用最高挡或次高挡内某一较低车速全力加速至某一高速所需要的时间。 (3)爬坡能力：汽车的爬坡能力是指汽车满载时用变速器最低挡
在良好路面上能爬上的最大道路爬坡度。 1.2 汽车燃油经济性评价 汽车的燃油经济性是指在保证汽车动力性能的前提下，以尽量少的燃油消耗量行驶的能力。汽车的燃油经济性主要评价指标有以下两方面： (1)等速行驶百公里燃油消耗量：它指汽车在一定载荷（我国标准规定轿车为半载、货车为满载）下，以最高挡在良好水平路面上等速行驶100km的燃油消耗量。行驶的燃油消耗量。 (2)多工况循环行驶百公里燃油消耗量：由于等速行驶工况并不能全面反映汽车的实际运行情况。汽车在行驶时，除了用不同的速度作等速行驶外，还会在不同情况下出现加速、减速和怠速停车等工况，特别是在市区行驶时，上述行驶工况会出现得更加频繁。因此各国都制定了一些符合国情的循环行驶工况试验标准来模拟实际汽车运行 状况，并以百公里燃油消耗量来评价相应行驶工况的燃油经济性。1.3 汽车动力性与燃油经济性的综合评价 由内燃机理论和汽车理论可知，现有的汽车动力性和燃油经济性指标是相互矛盾的，因为动力性好，特别是汽车加速度和爬坡性能好，一般要求汽车稳定行驶的后备功率大；但是对于燃油经济性来说，后备功率增大，必然降低发动机的负荷率，从而使燃油经济性变差。从汽车使用要求来看，既不可脱离汽车燃油经济性来孤立地追求动力性，也不能脱离动力性来孤立地追求燃油经济性，最佳地设计方案是在汽车的动力性与燃料经济性之间取得最佳折中。目前，在进行动力
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910334971.2 (22)申请日 2019.04.24 (71)申请人 中国石油大港油田勘探开发研究院 地址 300280 天津市滨海新区大港油田幸 福路 (72)发明人 周立宏 肖敦清 蒲秀刚 刘子藏 官全胜 范军侠 杨朋 贾丽 唐鹿鹿 许静 李玲玲 姜文亚 祝必兴 曲宁 (74)专利代理机构 北京国坤专利代理事务所 (普通合伙) 11491 代理人 王峰刚 (51)Int.Cl. G06F 17/50(2006.01) E21B 7/04(2006.01) (54)发明名称 一种页岩油水平井轨迹设计与现场跟踪调 整研究方法 (57)摘要 本发明公开了一种页岩油水平井轨迹设计 与现场跟踪调整研究方法，包括页岩油甜点识别 与评价、水平井优选与轨迹设计、页岩油水平井 现场跟踪调整。本发明页岩油水平井轨迹设计与 现场跟踪调整研究方法形成的“四优-二精”做法 为实现闭塞湖盆页岩油高产稳产，建产增储一体 化奠定基础。对在页岩油发育区开展水平井位优 选设计研究及钻井动态跟踪分析提供了一套技 术方法， 具有较大借鉴和推广意义。权利要求书2页 说明书6页 附图3页CN 109960897 A 2019.07.02 C N 109960897 A
权 利 要 求 书1/2页CN 109960897 A 1.一种页岩油水平井轨迹设计与现场跟踪调整研究方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤A、页岩油甜点识别与评价 以系统取心井分析化验联测结果为基础，开展七性关系研究，建立单井页岩油油层地球物理响应特征标准，明确甜点平面分布； 步骤B、页岩油水平井轨迹设计“四优”方法 (1)优选靶区：根据页岩油甜点段的厚度、埋深及其与页岩热演化程度的耦合关系，选择有利的勘探靶区； (2)优选靶层：由优选靶区开展油层精细对比，根据油层厚度大、分布稳定、已知井钻遇率高、测井地震特征易识别等原则，确定最优甜点段； (3)优选靶向：对确定靶层的地层产状、断层影响、压裂缝发育方向等因素进行综合分析，选取最佳钻探方向； (4)优化轨迹：开展地震精细标定，基于优选靶向确定的钻探方向，进一步优化水平井轨迹方案，保障最优甜点段的最大钻遇率； 步骤C、页岩油水平井跟踪调整“二精”方法 (1)精细分析准确入靶：钻井过程中及时开展地层速度准确性与地震解释方案合理性分析，及时调整确保精准入靶； (2)精细跟踪防止脱靶：根据综合录井资料、随钻测井曲线精细开展对比，修正轨迹，保障优质小层钻遇率。 2.根据权利要求1所述的一种页岩油水平井轨迹设计与现场跟踪调整研究方法，其特征在于：所述步骤A中，利用声波时差、自然伽马、电阻率、核磁测井等测井资料建立页岩油甜点段识别标准开展单井甜点识别，落实页岩油甜点平面分布。 3.根据权利要求1所述的一种页岩油水平井轨迹设计与现场跟踪调整研究方法，其特征在于：所述步骤B的优选靶区中，完成页岩油甜点段顶面地震解释与构造成图，根据分析测试结果勾画Ro等值线图,甜点埋深、页岩演化程度与甜点段厚度三元耦合选择有利勘探靶区。 4.根据权利要求1所述的一种页岩油水平井轨迹设计与现场跟踪调整研究方法，其特征在于：所述步骤B的优选靶层中，利用已知井开展细分小层的联井油层精细对比，选取厚度大、分布稳定的小层作为目的层，曲线形态或曲线值有明显的识别特征，如可作为区域对比标志层，地震反射连续，易于追踪。 5.根据权利要求1所述的一种页岩油水平井轨迹设计与现场跟踪调整研究方法，其特征在于：所述步骤B的优选靶向中，地层产状是指地层产状尽可能平直，挠曲构造少；断层影响是指井轨迹离断层150m以上；压裂缝发育方向是指井轨迹方向与最大水平主应力方向夹角锐角大于30°以上。 6.根据权利要求1所述的一种页岩油水平井轨迹设计与现场跟踪调整研究方法，其特征在于：所述步骤B的优化轨迹中，明确的油层小层地质信息通过井震精细标定与地震反射同相轴建立关系，并赋予地震同相轴地质意义，提高最优小层中的水平进尺。 7.根据权利要求1所述的一种页岩油水平井轨迹设计与现场跟踪调整研究方法，其特征在于：所述步骤C的精细分析准确入靶中，及时利用声波、电阻率、自然伽马等测井曲线做好层位标定，分析速度准确性；并运用多套数据体或多种解释方案约束和验证。 2
页岩油形成机制地质特征及发展对策
页岩油形成机制地质特征及发展对策 能源情报按：加州页岩油储量下调曾引起激烈讨论，页岩油在国内是什么情况？带你了解一下。 文/邹才能杨智等，中国石油勘探开发研究院 引言 世界石油工业正在从常规油气向非常规油气跨越。非常规油气主要为页岩系统油气，包括致密油和气、页岩油和气。致密油和气是储集在致密砂岩或灰岩等储集层中的石油和天然气，油气经历了短距离运移。页岩油和气是指富集在富有机质黑色页岩地层中的石油和天然气，油气基本未经历运移过程，目前页岩气已成为全球非常规天然气勘探开发的热点，页岩油的相关研究也正在兴起。笔者在充分调研国内外页岩油气、致密油气最新勘探开发和研究进展的基础上，根据对鄂尔多斯盆地中生界延长组等中国陆相湖盆页岩油的研究，系统总结页岩油的基本内涵和基本特征，详细阐述了页岩油形成的沉积环境、地球化学特征、储集空间和聚集机制等基本石油地质问题，最后预测中国页岩油的资源潜力，提出页岩油“核心区”评价标准和“三步走”的具体发展思路。 1 研究背景 全球油气工业发展正在不断突破油气生成最高温度极限、突破油气储集最小孔喉极限、突破油气聚集最大深度极限，“3 个极限”的突破，推动油气发展地域由陆地向深水区、深度由中浅层向深层—超深层、资源由常规油气向非常规油气快速延伸，大于3 000 m海洋超深水等新区、超过6 000 m 陆地深层等新层系、小于1 000 nm 孔径超致密储集层等新类型，将成为石油工业发展具有战略性的“三新”领域。 目前，以页岩气为代表的非常规油气引发了一场重大石油科技革命，其有3 个显著特征：理论的颠覆性，技术的突破性，生产的工业性。勘探开发非常规油气是从常规寻找圈闭向寻找大面积储集层转变，颠覆了传统圈闭油气聚集理论；从常规直井开发向水平井规模压裂转变，突破了直井传统开采方法；从常规单井开采向平台式多井“工厂化”开采转变，打破了一个井场单井开采模式。非常规油气突破具有3 大战略意义：①延长石油工业的生命周期，突破了传统资源禁区和成藏理论，增加了资源类型与资源量；②引发了油气科技革命，推动整个石油工业理论技术升级换代；③改变了全球传统能源格局，形成以中东为核心的东半球“常规油气版图”，以美洲为核心的西半球“非常规油气版图”，影响世界发展秩序。美国主要依靠非常规油气推动“能源独立”战略实施，真正实现美国“能源安全”，深远影响世界大国在政治、经济、军事等领域的战略调整和新布局。
数学建模零件参数的优 化设计 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】
零件参数的优化设计 摘要 本文建立了一个非线性多变量优化模型。已知粒子分离器的参数y由零件 参数)7 2,1 ( = i x i 决定，参数 i x的容差等级决定了产品的成本。总费用就包括y 偏离y 造成的损失和零件成本。问题是要寻找零件的标定值和容差等级的最佳搭配，使得批量生产中总费用最小。我们将问题的解决分成了两个步骤：1.预先给定容差等级组合，在确定容差等级的情况下，寻找最佳标定值。2.采用穷举法遍历所有容差等级组合，寻找最佳组合，使得在某个标定值下，总费用最小。在第二步中，由于容差等级组合固定为108种，所以只要在第一步的基础上，遍历所有容差等级组合即可。但是，这就要求，在第一步的求解中，需要一个最佳的模型使得求解效率尽可能的要高，只有这样才能尽量节省计算时间。经过对模型以及matlab代码的综合优化，最终程序运行时间仅为秒。最终计算出的各个零件的标定值为： i x={,,,,,,}, 等级为：B B C C B B B d, , , , , , = 一台粒子分离器的总费用为：元 与原结果相比较，总费用由（元/个）降低到（元/个），降幅为%，结果是令人满意的。 为了检验结果的正确性，我们用计算机产生随机数的方式对模型的最优解进行模拟检验，模拟结果与模型求解的结果基本吻合。最后，我们还对模型进行了误差分析，给出了改进方向，使得模型更容易推广。
关键字：零件参数 非线性规划 期望 方差 一、问题重述 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的３倍。 进行零件参数设计，就是要确定其标定值和容差。这时要考虑两方面因素：一是当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大；二是零件容差的大小决定了其制造成本，容差设计得越小，成本越高。 试通过如下的具体问题给出一般的零件参数设计方法。 粒子分离器某参数（记作y ）由7个零件的参数（记作x 1,x 2,...,x 7）决定，经验公式为： y 的目标值（记作y 0）为。当y 偏离y 0+时，产品为次品，质量损失为1,000元；当y 偏离y 0+时，产品为废品，损失为9,000元。 零件参数的标定值有一定的容许范围；容差分为Ａ、Ｂ、Ｃ三个等级，用与标定值的相对值表示，Ａ等为+1%，Ｂ等为+5%，Ｃ等为+10%。7个零件参数标定值的容许范围，及不同容差等级零件的成本（元）如下表（符号／表示无此等级零件）：
本人是中石油川庆钻探的一名一线钻井工程师，在一线做了6，7年，主要是负责油、气井直井、定向井、水平井的钻探施工，对这个行业还算比较了解，但目前国内的页岩气技术并不成熟，施工井较少，实际工作中并未直接接触过页岩气的开发井，因此，仅就自己的知识水平和对该行业的了解，浅谈下页岩气及相关上市公司。 谈页岩气肯定首先要说美国，美国页岩气工业迅速发展的主要原因之一是技术的进步， 特别是水平井钻井和水力压裂技术的进步提高了页岩气单井产量，降低了开发成本。其中经历的几个开发阶段如下： 直井+泡沫压裂（1981-1985）->直井+交联冻胶压裂（1985-1997）->直井+清水压裂（1997-现今）->清水压裂+重复压裂（1999-现今）->水平井+清水压裂+同步压裂（2006-现今）。 页岩气的特点是储集层薄，渗透率低，直井单井产量低，生产周期不长，水平井能够穿过更多的储层，捕获更懂裂缝，单井产量高，生产周期长。水平井的钻井成本是直井的至少2倍，但产量却是直井的3-4倍。因此水平井钻井技术得到了很快的发展，相关数据如下： 年份直井数水平井数 2003 850 78 2004 598 284 2005 372 708 2006 287 1323 2007 170 1670 因此，目前页岩气开发的核心技术实质是水平井钻井技术和水力压裂技术。 页岩气水平井钻井流程： 1、确定井位、修建井场、准备场地并安装好井架和其它设备； 2、钻井施工整口井的垂直部分； 3、使用具有一定弯度的井下马达（国内称螺杆钻具）和钻头进行造斜钻进，钻进期间通过无线随钻测斜仪（简称MWD）控制井斜和方位，使井斜最终达到90度附近（该段称为斜井段）； 4、水平段钻进，通过MWD控制井斜和方位； 5、针对完井方案和压裂方式下入套管，为后期生产做好准备。 水力压裂作业流程： 钻井及资料收集->模型模拟->设备搬运->准备压裂流体->酸化处理->洗井并开 始压裂->生产套管射孔->安装管道->注入减阻水->泵入支撑剂->泵入更多支撑剂-> 井眼清洗（因本人属于钻井工程师，对压裂技术并不十分熟悉，因此写的相对简单） 在来看下目前市场表现相对活跃的相关A股上市公司：
页岩油形成机制地质特征及发展对策 能源情报按：加州页岩油储量下调曾引起激烈讨论，页岩油在国内是什么情况？带你了解一下。 文/邹才能杨智等，中国石油勘探开发研究院 引言 世界石油工业正在从常规油气向非常规油气跨越。非常规油气主要为页岩系统油气，包括致密油和气、页岩油和气。致密油和气是储集在致密砂岩或灰岩等储集层中的石油和天然气，油气经历了短距离运移。页岩油和气是指富集在富有机质黑色页岩地层中的石油和天然气，油气基本未经历运移过程，目前页岩气已成为全球非常规天然气勘探开发的热点，页岩油的相关研究也正在兴起。笔者在充分调研国内外页岩油气、致密油气最新勘探开发和研究进展的基础上，根据对鄂尔多斯盆地中生界延长组等中国陆相湖盆页岩油的研究，系统总结页岩油的基本内涵和基本特征，详细阐述了页岩油形成的沉积环境、地球化学特征、储集空间和聚集机制等基本石油地质问题，最后预测中国页岩油的资源潜力，提出页岩油“核心区”评价标准和“三步走”的具体发展思路。 1 研究背景 全球油气工业发展正在不断突破油气生成最高温度极限、突破油气储集最小孔喉极限、突破油气聚集最大深度极限，“3 个极限”的突破，推动油气发展地域由陆地向深水区、深度由中浅层向深层—超深层、资源由常规油气向非常规油气快速延伸，大于3 000 m海洋超深水等新区、超过6 000 m 陆地深层等新层系、小于1 000 nm 孔径超致密储集层等新类型，将成为石油工业发展具有战略性的“三新”领域。 目前，以页岩气为代表的非常规油气引发了一场重大石油科技革命，其有3 个显著特征：理论的颠覆性，技术的突破性，生产的工业性。勘探开发非常规油气是从常规寻找圈闭向寻找大面积储集层转变，颠覆了传统圈闭油气聚集理论；从常规直井开发向水平井规模压裂转变，突破了直井传统开采方法；从常规单井开采向平台式多井“工厂化”开采转变，打破了一个井场单井开采模式。非常规油气突破具有3 大战略意义：①延长石油工业的生命周期，突破了传统资源禁区和成藏理论，增加了资源类型与资源量；②引发了油气科技革命，推动整个石油工业理论技术升级换代；③改变了全球传统能源格局，形成以中东为核心的东半球“常规油气版图”，以美洲为核心的西半球“非常规油气版图”，影响世界发展秩序。美国主要依靠非常规油气推动“能源独立”战略实施，真正实现美国“能源安全”，深远影响世界大国在政治、经济、军事等领域的战略调整和新布局。
Q/SYCQZ 川庆钻探工程有限公司企业标准 Q/SYCQZ 647.2—2013 页岩气水平井钻井作业技术规范 第2部分：钻井作业 2013-12-22发布2014-01-22实施
目次 前言................................................................................. II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 钻井工程设计 (1) 4 井眼轨迹控制 (2) 5 防碰作业 (3) 6 水平段安全钻井 (3)
前言 《页岩气水平井钻井作业技术规范》分为五个部分： ——第 1 部分：丛式井组井场布置； ——第 2 部分：钻井作业； ——第 3 部分：油基钻井液； ——第 4 部分：水平段油基钻井液固井； ——第 5 部分：井控。 本部分为第 2 部分。 本标准按 GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写规则》进行编写和表述。 本标准由川庆钻探工程有限公司提出。 本标准由川庆钻探工程有限公司钻井专业标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院、川庆钻探工程有限公司川东钻探公司、川庆钻探工程有限公司川西钻探公司 本标准主要起草人：张德军、赵晗、卓云、叶长文。
页岩气水平井钻井作业技术规范第2部分：钻井作业 1 范围 本标准规定了页岩气丛式井组钻井工程设计、井眼轨迹控制、防碰作业、水平段安全钻井等内容和要求。 本标准适用于川渝地区页岩气井的钻井作业。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 SY／T 1296 密集丛式井上部井段防碰设计与施工技术规范 SY／T 5088-2008 钻井井身质量控制规范 SY／T 5416 定向井测量仪器测量及检验 SY／T 5435-2003 定向井井眼轨迹设计与轨迹计算 SY／T 5547 螺杆钻具使用、维修和管理 SY／T 5619 定向井下部钻具组合设计方法 SY／T 6332-2004 定向井轨迹控制 SY／T 6396 钻井井眼防碰技术要求 Q／SYCQZ 001 钻井技术操作规程 Q／SYCQZ 372-2011 丛式井井眼防碰技术规程 3 钻井工程设计 3.1 井身结构 3.1.1 表层套管应封隔地表漏层和垮塌层，相邻两井表层套管下深错开20 m以上。 3.1.2 水平井技术套管下入位置井斜应不低于60°，若井下出现严重垮塌、钻遇高压油气，可提前下入技术套管。 3.1.3 油层套管尺寸不小于 11 4.3 mm，抗内压强度与增产改造施工压力之比＞1.25。 3.1.4 水平段长度宜控制在800 m ～ 1400 m。 3.2 靶区 3.2.1 靶区半径设计符合SY／T 5088-2008的规定，且满足井眼轨迹控制要求。 3.2.2 水平段井眼方向与地层最小主应力方向的夹角不小于 15°。 3.3 井眼轨道 3.3.1 每口井地下靶心与井口位置连线相互之间不宜空间交叉。
区块页岩气水平井钻井完井技术 摘要：相对于发达国家，我国区块页岩气勘察起步较晚，仍然处于起步阶段， 勘察技术有待提高。而一些发达国家已经积累了丰富的经验，特别在页岩气水平 井钻井完井技术上，起步较早、技术水平趋于成熟。就此，文章就区块页岩气水 平钻井完井技术展开分析 关键词：区块页岩气水平井；钻井完井；技术分析 笔者以涪陵焦石坝区块为例，该地区地理环境复杂、各向差异显著容易出现 井下安全事故且钻井时间长。经过对该区块页岩气钻井完井技术难点展开适应性 评估，制定可行性方案从而为涪陵焦石坝区块页岩气开发创造条件。 一、页岩气水平井钻井特点分析 水平井和页岩之间的储层和中裂缝相交，基于现有条件下扩大接触面积，完 善页岩气流动状态。由于水平井井眼在最小的主应力位置，可以使井眼基于压裂 条件下与井筒相交从而压裂增产。水平井比直井要求较低，地下延伸性较大，防 止受到地面因素影响。基于费用投资上分析，水平井经济造价多，但是采量较多 有助于经济收入的提升。因为页岩气在钻完井上呈现复杂性、系统性特点，特别 在低空隙度和低渗透上。所以，钻井开采过程中应注意储存保护。泥页岩呈现碎 花膨胀特点，目前当务之急是提高钻井工艺。此外，由于经济投入较多需要注意 垂直井段深度控制。钻井时避免坍塌问题，采取科学的控制方案。这样做的原因 的是：不同区域的页岩气地质和储量不同，在页岩气水平开采过程中应立足于现 实状况、学习发达国家成功经验从而研发适应国内的水平井开采技术。 二、页岩水平井钻井液研究 泥页岩自身有着吸水膨胀性特点，所以容易发生井壁失稳，这也是导致安全 事故的主要原因。由于页岩地层层理和页岩裂缝发育，岩心外层存在细小缝隙， 钻井液流入垮塌页岩层内并通过体表水化反应在泥页岩地层内产生膨胀，引发坍 塌与井壁失稳。所以，在选择页岩气水平钻井液过程中应做好密封工作。伴随着 开采页岩气的快速发展，有关技术并未得到了研发使得实际开采成功率较低。国 内关于开采页岩气研究上缺少充足的资料依据与经验积累，极容易出现钻井液密 度较大，尤其是钻井开采过程中井壁失稳严重。就此，页岩气水平井钻井开采多 利用基础钻井液，直井段开采会利用水基钻井液。开采页岩气钻对水基站井液有 着严格要求，油基钻井液要求有细小的润湿角与页面张力，有助于提高水平井井 壁强度。同时，防止井壁塌陷。 三、页岩气水平井固井技术分析 页岩气水平井固井多利用分段压裂方法提高产量，这对固井胶结性提出了较 高要求。因为页岩气有着水化膨胀特点，作业时间长容易出现井壁失稳。此外， 井眼椭圆度较高使得水平井段下套管难度大。由于页岩气水平井集中选择油基钻 井液，特别是低温浅井时期固井时顶替率较差。页岩气提高产量的方法为射孔与 压裂，使得生成射孔的过程中导致水泥破损。针对这一问题，可以采取以下方法：第一，检查铜井并对井眼质量给予重视。第二，通过套管漂浮固井技术缩减上提 套管拉力与下放阻力，保证施工稳定性。此外，确保套管下放作业有效开展。第三，利用套管抬头下套技术与前置液固币清洁技术，尽可能规避油膜残留影响。 页岩气水平井完井技术分为：裸眼射孔完井、组合式桥塞完井，其中常见的 是套管固井后射孔完井技术与组合式桥塞完井技术。射孔完井技术多利用下套管 固井后，作为生成射孔的目标。