摘
要
随着我国天然气勘探开发的不断深入，复杂难开采的低品味储量比重不断上升，经济有效开发难度
逐步加大。水平井技术是降低单位产能建设投资、提高开发效益的最有效手段之一，为此统计并分析了水平井在我国5种主要类型气藏开发应用中的经验教训，指出：水平井是经济开发低渗透砂岩气藏的有效方法，地质条件适应性是成功开发的关键；火山岩气藏Ⅰ类储层中的水平井开发是成功的，Ⅱ、Ⅲ类储层表现出一定的不适应性；疏松砂岩气藏水平井开发效果呈现出Ⅰ类好于Ⅱ类、Ⅱ类好于Ⅲ类的特征；准确钻遇有效储集层是水平井开发碳酸盐岩气藏的关键；水平井开发凝析气藏效果较好。同时结合水平井技术的特点和实践经验，总结了该技术在气藏开发中的使用条件，并建议今后应持续开展水平井储层适应性、配套技术研发及经济效益分析工作。
关键词
水平井天然气藏适应性发展建议
综述
我国气藏水平井技术应用综述?
孙玉平1
陆家亮1
巩玉政2
霍瑶1
杨广良3
（1.中国石油勘探开发研究院廊坊分院，河北廊坊065007；2.中国石油塔里木油田公司开发事业部桑吉作业区，新疆
库尔勒841000；
3.中国石油大学胜利学院石油工程系，山东
东营257097）
收稿日期：2010－10－22修订日期：2011－01－24
?基金项目：中国石油科技部2008B-1101《特殊天然气藏开发技术应用基础研究》。作者简介：孙玉平（1983－），硕士，从事天然气开发战略规划方案及基本方法研究。E-mail:sunyuping01@https://www.doczj.com/doc/e93724691.html, 网络出版时间：2011-02-17网址：https://www.doczj.com/doc/e93724691.html,/kcms/detail/51.1736.TE.20110217.1420.003.html
中图分类号：TE243.2
文献标识码：B
文章编号：2095-1132（2011）01-0024-04
Vol.5，No.1
Feb.2011
doi ：10.3969／j.issn.2095－1132.2011.01.006
2011年第5卷·第1期
0引言
国外水平井技术于1928年提出[1]，20世纪40～
70年代，美国和前苏联等国钻了一批试验水平井，由于缺乏经验，应用效果并不好，并一度认为水平井没有经济效益[2]；20世纪70年代末80年代初，此项技术在全世界范围内得到广泛重视，并由此形成了一个研究和应用水平井技术的高潮[3-5]，水平井技术逐渐成为提高油气田单井产量及开发效益最有效的技术手段。截至2007年底，世界各种水平井总数超过4.5万口，分布在60多个国家和地区[6]。目前水平井已广泛应用于薄层、低渗透及稠油油藏和气藏等的开发中[7-9]，尤其是近年在页岩气藏开发中的成功应用为世界开发页岩气等非常规资源开辟了新的道路[10]。
我国是世界上第三个能钻水平井的国家，1965年在四川盆地钻成国内第一口水平井——磨3井[11]，此技术应用于塔里木、胜利等油田开发中取得了较好的效果[12-13]。受制于我国天然气气藏类型复杂及水平井技术不完善等因素，继第一口水平井之后的近40年
里，气藏水平井的开发应用几乎处于停滞状态，规模应用更是近几年才开始。因此，及时跟踪该项技术的应用动态，总结应用中的经验教训十分必要。
1水平井开发油气藏的优势
水平井，有文献定义为“井斜角大于或等于86°
并保持这种井斜角钻进一定井段后完钻的定向井”[14]，也有定义成“在钻到目的层位时，井段斜度超过85°，水平距离超过目的层厚度10倍的井”[15]，还有定义为“最大井斜角保持在90°左右，并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井”[16]。上述定义虽然略有不同，但都明确了水平井必须具备的两层含义：较大的倾斜角和较长的水平段。
水平井技术之所以能够在国内外得到广泛应用，主要得益于它较好的投入产出比。目前，国外水平井钻井成本已降至直井的1.2～2倍，而产量则是直井的4～8倍[17-19]。水平井技术作为一项有潜力的新技术，主要有以下优势[1,20-23]：①恢复老井产能。在停产老井中侧钻水平井较钻调整井或加密井更节约费用，能以较少的投入获得更高的采收率。
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天然气技术与经济
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②开发复杂类型油气藏。水平井在开发重油稠油油藏、以垂直裂缝为主的油气藏、薄油气藏、多层陡峭产层以及边底水活跃储层中具有技术上的优势。
③有利于勘探开发评价。在勘探阶段，水平井在目的层钻进距离更长，可以更好更多地收集目的层的资料，发现新油气藏；在开发评价阶段，有利于油气田开发井类型的优化，制定科学的开发方案。④有利于环境保护。一口水平井可以替代多口直井，从而可以减少用地和钻进过程中对环境的污染。
2国内气藏水平井应用状况及效果分析2005年以后，国内石油公司开展了新一轮水平井开发气藏的先导试验，且应用规模不断扩大。经过几年的探索及试验，气藏水平井开发技术得到比较全面的提高，并在低渗透砂岩、火山岩、疏松砂岩、碳酸盐岩和凝析气藏的开发中取得一定的效果。
2.1低渗透砂岩气藏水平井开发
低渗透砂岩气藏一般指储层渗透率低、自然产能低、须采取增产工艺措施才能经济有效开发的气藏。发展有效储层预测、提高单井产量、低成本钻采工艺与地面优化简化技术是经济有效开发此类气藏的关键。水平井技术作为提高单井产量的有效手段，是开发此类气藏的最主要方式之一。
苏里格气田水平井应用取得阶段性进展，储层钻遇率由早期的25%提高到52%，单井产量也显著提高，如苏10-31-48H井初期日产气为10×104m3，是周围直井的10倍，目前生产稳定。其他投产井也表现出一定的生产能力，由于生产时间较短，生产效果还需要时间来检验，同时储层钻遇率仍然有较大的提升空间。
川西新场气田属于典型的低渗透砂岩气藏，气田水平井应用一波三折，初期在中浅层开展了4口水平井先导试验，自然产能仅为（0.4～0.8）×104m3／d，与直井相当。在认识到垂向渗透率的重要性后（垂向渗透率比水平渗透率低2～3个数量级），进行了压裂改造，采取措施后产能达到（2～10.5）×104m3／d。
2.2火山岩气藏水平井开发
我国火山岩气藏资源十分丰富，总资源量超过3×1012m3。火山岩气藏岩石类型异常繁多，岩性岩相及孔喉结构极其复杂，储层大多表现为低孔低渗的特征，储层连通性差，直井开发往往具有单井产能和井控储量较低的不足。水平井通过增加与储层的接触面积，连通横向不连通或连通差的储渗体，可以提高单井产能和井控储量，提高气藏整体开发效益。
长岭气田属于中低孔低渗气藏，储层综合评价以Ⅰ类储层为主。气藏开发设计以水平井开发为主，先期完钻的4口水平井储层平均钻遇率为
91%，获气井3口，目前平均产量为34×104m3／d，单井控制储量增加，如长深平1井动态储量为31×108m3，是周围直井的3.7倍。
徐深气田属于低孔低渗气藏，非均质性强，综合评价以Ⅱ、Ⅲ类储层为主。完钻水平井储层平均钻遇率为75%，徐深1-平1井试气日产气为13×104m3，徐深1-平2井试气日产气为20×104m3，仅为邻近直井稳定产量的2～3倍。
2.3疏松砂岩气藏水平井开发
该类气藏具有埋藏浅、岩性疏松、气层层数多、气层薄、气水关系复杂等特点，气井出水、出砂和非均匀动用是制约气田开发的关键因素。
台南气田2008年底投产水平井储层平均钻遇率为94%，单井日出水为0.6m3，单井日产气为18.7×104m3，平均试气无阻流量为同层直井的2～2.5倍，水平井在控制出水和提高单井产量方面取得一定的开发效果。但个别水平井测试产量与直井差别不大，总体上不同储层级别的水平井产量Ⅰ类>Ⅱ类>Ⅲ类，表明水平井开发此类气藏存在明显的选择性。
以Ⅱ、Ⅲ类储层为主的涩北一号和涩北二号气田的气层层数更多、单层厚度更薄、含水更复杂，水平井开发效果更差，涩H5井和涩H6井初期产量分别为邻近直井的1.3倍和0.5倍，水平井大幅度提高单井产量的优势没能体现出来。
2.4碳酸盐岩气藏水平井开发
碳酸盐岩气藏主要分布在塔里木、四川、鄂尔多斯和渤海湾盆地。
靖边气田下古马五段为一套海相碳酸盐岩地层，大面积分布，区域地质构造平缓，厚度稳定，主力气层优势明显，储集空间以裂缝—溶孔为主，
天然气技术与经济·钻井工程
总第25期2011年
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局部微裂缝发育，这些地质条件较适宜水平井应用，统计的4口试采水平井平均产量为周边直井的
2.3～
3.2倍。但是，气藏古地貌侵蚀沟槽发育，局部小幅度构造发育复杂，使得井眼轨迹控制难度大，储层钻遇率一直较低，2007年不足20%，2009年也仅为53%。
磨溪气田雷口坡组气藏为层状孔隙性白云岩储层，横向分布稳定，但储层物性差（平均渗透率为0.26mD），直井开发产量低。采用水平井开发后，储层平均钻遇率为92%，平均单井产量为3.6×104m3／d，为周围直井的2倍，取得一定的效果。嘉陵江组气藏构造高低部位均见地层水，产层薄，储量丰度低，Ⅲ类储层储量难以动用，造成水平井开发效果差。完钻井11口，除2口井未投产外，剩余有7口井出水，4口井测试产量低，气藏整体开发效果较差。
2.5凝析气藏水平井开发
国内凝析气藏水平井开发主要在塔里木油田进行，牙哈2-3凝析气藏为块状底水气藏，水平井开发该类气藏具有生产压差小、有效抑制气窜和底水锥进、产量高、稳产期长、采收率高、经济效益显著的优势，适宜凝析油含量高的凝析气藏的高效开发。已钻水平井4口，其产量是直井的3倍，钻井成本仅为直井的2倍。
2.6水平井技术应用小结
1）低渗透砂岩气藏水平井开发能够较好地克服单井产量低和井控储量少的缺陷，是该类气藏开发的有效手段。但是气层较薄致使有效储层预测困难，气水关系复杂使钻井面临较大的风险，储层物性差使得水平井不得不进行后期改造，水平井开发面临挑战，其适应性还有待进一步研究。
2）火山岩气藏水平井开发具有明显的选择性，从应用效果看，Ⅰ类储层是成功的，Ⅱ、Ⅲ类储层表现出一定的不适应性，实施效果还有待进一步跟踪观察。
3）疏松砂岩气藏水平井开发效果Ⅰ类好于Ⅱ类，Ⅱ类好于Ⅲ类。生产效果需要随气井的投产进一步观察评估，及时总结实施情况，做好水平井技术的适应性研究。从目前的应用效果来看，对该类气藏应慎重选用水平井开发。
4）碳酸盐岩气藏水平井开发过程中，若水平井能够准确钻遇有效储集层，则开发效果一般较好。但是由于此类气藏储集类型多、气水关系复杂、纵横向非均质严重，水平井钻井常常落空、钻遇非有效储集层、钻遇水层，从而严重影响开发效果。5）目前国内用水平井开发的凝析气藏储层较好，因此开发效果亦较好。
3气藏水平井技术使用条件及发展建议3.1使用条件
水平井应用规模越来越大，但并不是所有的气田都可以通过钻水平井获得良好的经济效益。通过对国内气藏水平井开发效果的分析，认为水平井的使用须着重考虑以下几点：
1）储层地质特性和储量规模。水平井的特点是提高单井产量和单井控制储量，因此相对直井，水平井在开发渗透率低、裂缝发育、单层有效厚度薄、储量丰度低的气藏中具有技术上的优势。但是，气藏必须具有一定的空间展布，具备一定的储量基础，从而保障水平井开发在较长的时间内经济有效。
2）纵向层数不宜过多。对于层多且薄的气藏，水平井往往只能控制若干小层，难以构成主力井网。因此，多层气藏开发时，需要气藏具有主力储层并能准确预测主力储层，否则需要慎重使用水平井。3）纵向渗透率与水平渗透率差别不宜过大。直井周围的气体流动表现为平面径向流，而水平井相当于一个躺倒的直井，表现出椭圆流的形态。若两个方向渗透率差别太大，则水平井的自然产能与直井相差不大。对于该类储层，需要认识水平井压裂改造的可行性，若可行性较低，则气藏亦不适合采用水平井开发。
4）气水关系简单的块状底水气藏适宜应用水平井开发。与直井相比，水平井开发该类气藏具有降低生产压差，抑制气窜和底水锥进速度，实现产量高、无水生产期长、采收率高、经济效益好的目的。
实际上，从国内水平井应用情况来看，制约水平井规模应用的因素还比较多。因此，要结合水平井开发的特点，即延长泄气半径以达到提高单井动用储量、实现高产和稳产，深入研究使用水平井的可行性。
第5卷第1期
孙玉平，等：我国气藏水平井技术应用综述
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3.2发展建议
1）继续开展水平井应用跟踪及储层适应性研究。我国水平井规模应用的时间较短，开发中存在的问题可能还没有充分暴露出来，潜在风险依然存在，因此有必要继续跟踪水平井生产动态，客观评价开发效果和使用条件。尤其是实现水平井规模开发的气田，不能满足于短期的开发成果，而必须密切跟踪开发动态，真正摸索出水平井开发各类储层的适应性。
2）继续开展水平井配套技术研究。水平井应用是否成功很大程度上取决于配套技术是否完善，例如地质导向技术，国外MWD（随钻测量）和LWD （随钻录井）导向仪器的出现实现了水平井钻井定向，大大提高了中靶准确率和生产井产量，而我国地质导向技术相对不完善，储层钻遇率依然较低。此外，对水平井欠平衡钻井、气体钻井技术、低损害钻井液钻水平段、水平井分段压裂改造等配套技术还需要进行进一步研究。
3）开展水平井开发经济效益分析。我国天然气开发对象日趋复杂，水平井开发成本一般为直井的2～2.5倍，为保障气藏开发的经济效益，要求水平井不仅初期产量高，还必须具备一定的稳定生产能力。工程技术人员要认真做好气藏工程研究，水平井单井产量和稳产分析，水平井投入和产出分析，确保做到气藏开发技术水平高、经济效益好。
参考文献
［1］牛宝荣，徐向阳，何红梅.国内外水平井开采配套技术［J］.吐哈油气，2007，12（2）：183-187.
［2］Economides，M.J.Zolotukhin，A.B.Horizontal wells for ma?
ture hydrocarbon fields in Russia and CIS［C］.The1993En?
ergy Technology Conference and Exhibition，Houston，1993.
［3］Joshi，S.D.Horizontal Well Technology［M］.Tulsa：Pen?nWell Books，1991.
［4］Fincher，R.W.Short Radius Lateral Drilling：A Completion Alternative［J］.Petroleun Engineering International，1987：29-35.
［5］郝明强，李树铁，杨正明，等.分支水平井技术发展综述［J］.特种油气藏，2006，13（3）：4-7.
［6］吴月先，钟水清，徐永高，等.中国水平井技术实力现状及发展趋势［J］.石油矿场机械，2008，37（3）：33-36.［7］A.Dehane,D.Tiab and S.O.Osisanya.Performance of Hori?zontal Wells in Gas-Condensate Reservoirs,Djebel Bissa
Field,Algeria［J］.SPE65504，2001：6-8.
［8］H.Michael，Trinidad，Milliken，etc.Finding New Limits with Horizontal Wells in a Thin Oil Column in the Mahogany
Gas Field，offshore Trinidad.SPE81090，2003：27-30.［9］Roudakov，V.，Rohwer,C.Successful Hydraulic Fracturing Techniques in Horizontal Wells for Sandstone Formations in
the Permian Basin［J］.SPE102370，2006：3－6.
［10］Boualem，M.Performance of Horizontal Wells in Gas Con?densate Reservoirs［D］.University of Oklahoma：Norman
Oklahama，2005：1－15.
［11］徐波.水平井钻井技术在四川油气田上的应用［J］.石油和化工设备，2009（8）：31-32.
［12］吴月先.中国陆上油气水平井技术成效及新思［J］.石油钻探技术，2007，35（2）：83-86.
［13］陈敏.举足轻重的水平井技术［J］.天然气工业，2004，24（3）：60.
［14］一苇.水平井是怎样打成的［J］.中国石化，2010（1）：33-34.
［15］袁庆峰，夜庆全.油气田开发常用名词解释［M］.北京：石油工业出版社，1996：96.
［16］付连安，陈宝义，宋康.水平井钻井技术及其在石油开发中的应用［J］.吉林地质，2006，25（1）：47-50.［17］靳海鹏，田世澄，李书良.国内外水平井技术新进展［J］.内蒙古石油化工，2009（22）：92-95.
［18］Ali，S.，Dickerson，R.C，Brady，M.E.etc.Technology Advances Boost Horizontal Open-hole Gravel Packing［J］.
Oil and Gas Journal，2002：51.
［19］Lohoefer，D.，Athans，J.New Barnett Shale Horizontal Completion Lowers Cost and Improves Efficiency［J］.SPE
103046，2006：24－27.
［20］赵楠，陆晓锋，刘忠运，等.综述采用水平井开发油气藏的优势［J］.内蒙古石油化工，2010（2）：48-49.［21］张立平，纪哲，付广群.多分支井的技术展望［J］.国外油田工程，2001，17（11）：36-37.
［22］郑毅，黄伟和，鲜保安.国外分支井技术发展综述［J］.
石油钻探技术，1997，25（4）：52-55.
［23］胡萍.水平钻井有利于提高天然气产量［J］.国外油气工程，2001，17（5）：20-22.
（编辑：卢栎羽）
天然气技术与经济·钻井工程
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天然气技术与经济／27
ABSTRACTS AND AUTHORS
天然气技术与经济／Natural Gas Supply and Demand Predic ?tion for 2015-Advices and Ideas for 12th Five Year Plan
By ZHANG Kang
ABSTRACT:Increasing natural gas supply is the most realistic and powerful way to reach the goal of energy supply in 12th Five Year Plan.According to prediction,China ’s gas consumption will
be 2500×108m 3
by 2015with total energy consumption reaching 40×108tce or 42×108tce,and proportion of natural gas in total pri?mary energy reaching 8.3percent or 8.0percent.Among them,do?mestic supplies will be around 1500×108m 3and gas imports will be around 1000×108m 3.To achieve this goal,China should make great efforts to keep continuous and rapid growth of unconvention?al gas production,diversify supply sources,enhance pipeline gas and LNG imports,accelerate infrastructure facilities co-building along the gas industry system integrating upstream,mid-stream and downstream sectors and promote marketization mechanism re?form.
Key Words:natural gas,12th Five Year Plan,structure adjustment,coal-bed methane,shale gas,LNG
Research on Game Theory of Natural Gas Supply Distribution between Gas De ?velopment District Governments and Cen ?tral Government
By WANG Chuan,CHENG Hong-wei and ZHOU Guo-dong
ABSTRACT:The benefits distribution structure of natural gas de?velopment is determined by organizational structure.However,there are all kinds of contradictions existing in current benefits dis?tribution structure,among which,contradictions between gas devel?opment district governments and central government is getting out?standing.To discuss the relationships between on benefits distribu?tion,a game model based on game theory is set up.The application of the model with the case of Dazhou natural gas development shows,there are two Nash equilibrium points during the gaming process and which equilibrium point will be achieve is determined by game ability competition between the tow levels of government.Moreover,local governments are suggested to make rational invest?ment plan to avoid indiscriminate investment and overinvestment.Key Words:natural gas,government of development district,central government,benefit contradiction,game model
Sequence-stratigraphic Framework and Sedimentary Facies of Badaowa Forma ?tion,Sishilicheng Depression
By WANG Mu and LI Xiao-gang
ABSTRACT:In Sishilicheng depression of Yanqi Basin,Bad?aowa Formation becomes one of the most important payzones when searching for subtle trap.In this study,the formation is restored through seismic-line description and by 4seismic lines across the depression.And then,the arrange style and reflection termination kind of inner layers and the drilling lithological compound charac?teristics are analyzed.Badaowa Formation can be classified into 3sequences.And 4tract systems are also recognized (including low?stand tract,transgressive tract system,highstand tract and forced regressive tract system)within these sequences.In addition,some
sedimentary facies belts are presented,including lowstand delta,alluvial fan and channel,based on an analysis of both seismic fa?ices and sedimentary facies.The results illustrate that the series foreset developed at forced regressive tract system not only is a re?sponse of sandstone interbedded with shale,but also has a poten?tial to developing lithological trap.It will be an important target for further exploration.
Key Words:Badaowa Formation,seismic line description,seismic facies and sedimentary facies,lithological trap
Seismic Identification of Fractured Reser ?voir
By ZHAO Cheng-liang,LI Rui,DENG Yan,YOU Wen-xiu and HOU Yu
ABSTRACT:In this paper,both pre-stack and post-stack frac?ture detection technologies have been applied to a fine description to fracture ’s growth density and azimuth of tight sandstone in western Sichuan Basin.And the distribution of fracture-developed zone is also analyzed.It is very difficult to predict fracture precise?ly by only one seismic technology just because of the complexity and multiple-solution of fracture.So,both pre-stack and post-stack fracture detection technologies should be applied to?gether to the fine description,which can either indicate a frac?ture-developed portion or further show the fractured-developed scale and connectivity.
Key Words:fracture,multiple solution,pre-stack,post-stack,seismic technology
Principles and Practices of Seismic Re ?ceiving of Wideline and Large Array
By LUO Ren-ze,HUANG Yuan-yi,ZENG Jun-feng and XU Jin-qiang
ABSTRACT:In some regions with a small signal-to-noise ratio,the quality of seismic profile may not be improved obviously even though many round exploration.One of the most crucial factors is that very developed interference wave makes the acquired sig?nal-to-noise ratio very low.In this study,some key parameters of receiving line distance and number,and array receiving area are discussed based on a systematic analysis on wideline and large ar?ray receiving principle;a seismic receiving technology of both wideline and large array is presented.This technology has been ap?plied to Xinjiang Keche depression and Amute area.It is illustrat?ed that the technology can not only inhibit the noise of seismic da?ta but also increase the signal-to-noise ratio.In addition,it can be applied to other complex areas with low signal-to-noise ratio and developed interference wave.
Key Words:low signal-to-noise ratio,seismic signal,wideline,large array,array receiving area,acquisition receiving
Review and Suggestion on Application of Horizontal-well Technology to Gas Reser ?voirs in China
By SUN Yu-ping,LU Jia-liang,GONG Yu-zheng,HUO Yao and YANG Guang-liang
ABSTRACT:In China,the proportion of low-quality reserves (complicated and difficult to be recovered)is rising constantly along with a deep development of gas E &P.So,it ’s very difficult to have an economic and effective exploitation.At present,horizon?
77
tal-well technology is one of the most effective tools to not only re?duce an investment of productivity construction but also increase development benefits.This study presents and analyzes some expe?riences and lessons from the application of horizontal-well technol?ogy to five kinds of reservoir.In addition,it points out that:(1)hori?zontal-well technology is one of the most effective tools to economi?cally exploit sandstone gas reservoirs with low permeability,and the most important is an adaptability of geological condition;(2)for volcanic-rock gas reservoirs,the application of horizontal-well technology to I type reservoir is successful whereas a certain in?adaptability may appear in both II and III type;(3)for loose sand?stone gas reservoirs,its application to I type is better than that to II type,and II type better than III type;(4)for carbonate gas reser?voirs,the most important to the technology is effective reservoir to be accurately drilled;and(5)for condensate gas reservoirs,the technology’s effect is better.Moreover,its application conditions are summed up based on characteristics and experiences of hori?zontal-well technology.At last,some suggestions on analysis are made,including for the adaptability of horizontal-well reservoir, the research and development of matching technologies and the economic benefits.
Key Words:horizontal well,gas reservoir,adaptability,develop?ment suggestion,review
Law of Well Deviation Caused by Forma?tion Shear Stress in Gas Drilling
By ZHU Hua-shu,YU Rui-qing,WANG Gun,ZHAO Wen and LIAN Zhang-hua
ABSTRACT:The formation build-up rate in gas drilling is differ?ent from that in mud drilling because in gas drilling there is no confining pressure and there is a large change existing in anisotro?pic data.To have a better understanding of well-deviation law in gas drilling,a rock mechanics model for different drilling patterns has been established by finite-element theory.Considering the in?fluence of both different dip angles and circulating medium,this paper calculates rock shear stress,and then finds out the well-de?viation law in gas drilling.Results show that under the same engi?neering and geological conditions,the build-up rate(about35%) in gas drilling is far greater than that in mud drilling.A deviation may easily take place in gas drilling.When drilling with dip angle below30°,well trajectory should be vertical to inclination;with dip angle of45°,the deviation is not obvious;and with dip angle above60°,well trajectory should be parallel to the inclination. Key Words:gas drilling,well deviation,rock shear stress,dip angle
Detection and Repair for Casing Damage in Deep Wells,Western Sichuan Basin By LIU Wei,LI Li,LI Hui and TAN Wei
ABSTRACT:Deep wells in western Sichuan Basin are featured by deep burial depth,high pressure,high CO2pressure,and long drilling cycle.As a result,casing damage always takes place,espe?cially in highly deviated directional and horizontal wells.In this paper,the performance,advantages and disadvantages of four de?tecting technologies for the damage are presented,including down?hole video,multi-finger caliper logging,ultrasonic and electromag?netic damage-detection logging;and then,six repair technologies are put forward,including casing shaping,removing and replace?ment,sidetracking,casing patch,reinforcement and automatic ren?ovation of pneumatic casing.Based on the high pressure and yield of deep wells,it suggests that quantitative detection using multi-finger caliper should be applied to casing-damage wells, and casing patch or sidetracking should be used for repair.
Key Words:casing damage,deep well,western Sichuan Basin, multi-finger caliper,electromagnetic damage-detection logging Application of Hydraulic Sand Fracturing to Sulige Gasfield
By YANG Ya-dong,LIAO Kuo and LI Bin
ABSTRACT:In Sulige gasfield,there are many technical prob?lems existing in hydraulic sand fracturing,such as fracturing-fluid optimization,proppant selection,program-parameter determina?tion and liquid flowback.In this paper,one problem which empha?sizes the poor effect of sand fracturing on the gasfield is fully stud?ied;the fracturing-fluid formula,proppant,and optimized fluid configuration program,which are suitable to the block,have been optimized;and the thoughts on hydraulic fracturing,including mod?erate scale,small flow rate,long-fracture building,reasonable sand concentration,and finite conductivity,are put forward by FroPt2007software.Through a field test,the production in both Tao7-8-5and Tao7-9-14wells has greatly increased and an ob?vious effect is achieved.
Key Words:Sulige gasfield,hydraulic sand fracturing,fracturing fluid,proppant,fracturing design,flowback after compression Water-base Heat-sensitivity Barite Plug?ging and Its Application
By ZHANG Kun,XU Ying,HUANG Ping,ZHANG Yuan-bin,AN Li,ZHENG Jian-kun,LI Jian-hui and CHEN Shi-zhong ABSTRACT:Some complex situations including blowout and lost circulation may take place during drilling certain well section with multi pressure systems,which affects severely a safety drilling.So far,there are always two methods to overcome this problem,such as conventional compound plugging and slurry plugging.However, for these two methods,there are many disadvantages of low suc?cess ratio and poor effect in primary plugging,and flash condensa?tion of slurry plugging easily occurring in some deep wells or cer?tain wells with high density.In this study,a technology of wa?ter-base heat-sensitivity barite plugging is presented,and its mechanism is also analyzed;and then,some corresponding aspects of the affecting factor,formula,plugging condition and intensity are studied in lab;at last,the technology,characterized by strong heat sensitivity,fast plugging,high intensity,controllable plugging thickness and simple operation,forms.In addition,its application to both Jianmen1and Longgang001-27wells obtains a better ef?fect.This technology can solve both upper-blowout-lower-circula?tion and lower-blowout-upper-circulation.
Key Words:water base,heat sensitivity,barite plugging, plugging technology,property evaluation,experiment,application effect
Safety Criterion of Percussive Borehole Vibration to Buried Pipeline
By SONG Chun-sheng,LI Peng-fei and PU Chuan-jin ABSTRACT:In order to determine the criterion of the effect of non-explosive vibration caused by percussive borehole on buried gas pipeline during pile foundation construction,and to guarantee the safety operation of pipeline,this study analyzes the explosive vibration,mechanical vibration,seismic fortification intensity and the Pile Foundation Engineering Manual in China and the vibra?tion safety criterion in Swiss at first;and then analyzes the safety criterion of percussive borehole vibration to buried pipeline.The
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自主访问控制综述 摘要：访问控制是安全操作系统必备的功能之一，它的作用主要是决定谁能够访问系统，能访问系统的何种资源以及如何使用这些资源。而自主访问控制（Discretionary Access Control, DAC）则是最早的访问控制策略之一，至今已发展出多种改进的访问控制策略。本文首先从一般访问控制技术入手，介绍访问控制的基本要素和模型，以及自主访问控制的主要过程；然后介绍了包括传统DAC 策略在内的多种自主访问控制策略；接下来列举了四种自主访问控制的实现技术和他们的优劣之处；最后对自主访问控制的现状进行总结并简略介绍其发展趋势。 1自主访问控制基本概念 访问控制是指控制系统中主体（例如进程）对客体（例如文件目录等）的访问（例如读、写和执行等）。自主访问控制中主体对客体的访问权限是由客体的属主决定的，也就是说系统允许主体（客体的拥有者）可以按照自己的意愿去制定谁以何种访问模式去访问该客体。 1.1访问控制基本要素 访问控制由最基本的三要素组成： ●主体（Subject）：可以对其他实体施加动作的主动实体，如用户、进程、 I/O设备等。 ●客体（Object）：接受其他实体访问的被动实体，如文件、共享内存、管 道等。 ●控制策略（Control Strategy）：主体对客体的操作行为集和约束条件集， 如访问矩阵、访问控制表等。 1.2访问控制基本模型 自从1969年，B. W. Lampson通过形式化表示方法运用主体、客体和访问矩阵(Access Matrix)的思想第一次对访问控制问题进行了抽象，经过多年的扩充和改造，现在已有多种访问控制模型及其变种。本文介绍的是访问控制研究中的两个基本理论模型：一是引用监控器，这是安全操作系统的基本模型，进而介绍了访问控制在安全操作系统中的地位及其与其他安全技术的关系；二是访问矩阵，这是访问控制技术最基本的抽象模型。
不同形式井网适应性及油田开发合理井网部署方法 摘要 本文基于油藏在开发中面临的实际问题，在总结前人已有成果的基础上，对不同形式井网的适应性进行了研究并且针对不同油田采用合理的井网部署方法。 关键词：井网，注水，裂缝。 一、不同形式井网适应性 1.1研究背景及意义 我国近年新增探明储量的油藏的特点较以往的显著不同点在于储量品味越来越差，以岩性为主的隐蔽油气藏和低渗透、特地渗透油藏越来越多，增加了储量动用、产能建设的难度，已开发的油田如何进一步改善开发效果，未动用的油田储量如何尽快有效的投入开发，这就需要我们针对不同的油藏采用合理有效的井网部署，对保持我国石油工业持续稳定发展有着十分重要的意义。 1.2常规油藏井网部署 根据油层分布状况、油田构造大小与断层、裂缝的发育状况、油层及流体的物理性质、油田的注水能力及强化开采措施，我们将注水方式分为边缘注水、切割注水、面积注水。 1.2.1边缘注水方式 对油层结构比较完整、油层分布比较稳定的中小型油田，鉴于其含油边界位置清楚、内外连通性号、流动系数高，我们选择采用边缘注水：对于含水区内渗透性较好、含水区与含油区之间不存在低渗透
带或断层的油藏，我们采用边缘外注水，注水井按与等高线平行的方式分布在外油水边缘处，向边水中注水；对于在含水边缘以外的地层渗透率显著变差的油藏，为了提高注水井的吸水能力和保证注入水的驱油能力，我们采用边缘上注水，将注水井分布在含油边缘上，或在油藏以内距离含油边缘不远的位置；如果地层渗透率在油水过渡带很差，或者过渡带注水根本不适宜，那么我们采用边缘内注水，将注水井分布在含油边缘以内，以保证油井充分见效和减少注水外逸量。 由于油水边界比较完整，采用常规油藏井网分布可以使水线推进均匀，控制相对容易，污水采收率和低含水采收率高，最重要的需要部署的注水井少，设备投资相对较小，经济效益高；但同时，在较大油田的构造顶部效果差，容易出现弹性驱动和溶解气驱，井排产量会递减，对此我们可以采用边缘注水与顶部点状中注水相结合的方法改善驱油效果，除此之外注水利用率不高、水向四周扩散也是无法避免的问题。 1.2.2切割注水方式 对于油层大面积分布、有一定延伸长度且流动系数较好的油藏，可以用注水井将油藏切割为较小面积的若干单元，成为独立的开发区域进行注水开发，这样有利于调整和布置，通常每个切割区由两排注水井夹三排或五排生产井组成。切割方式可分为纵切割（沿构造短轴方向切割）、横切割（沿构造长轴方向切割）、换装切割、分区切割。 这种部署方式对油藏的地质特征有很好的匹配性，便于修改原来的注水方式，在生产过程中，我们可以随时根据生产数据和生产动态
先进控制技术及其应用 随着工业生产过程控制系统日趋复杂化和大型化，以及对生产过程的产品质量、生产效率、安全性等的控制要求越来越严格，常规的PID控制已经很难解决这些具有多变量、强非线性、高耦合性、时变和大时滞等特性的复杂生产过程的控制问题[]。 自上世纪50年代逐渐发展起来的先进控制技术解决了常规PID控制效果不佳或无法控制的复杂工业过程的控制问题。它的设计思想是以多变量预估为核心，采用过程模型预测未来时刻的输出，用实际对象输出与模型预测输出的差值来修正过程模型，从而把若干个控制变量控制在期望的工控点上，使系统达到最佳运行状态。目前先进控制技术不但在理论上不断创新，在实际生产中也取得了令人瞩目的成就。下面就软测量技术、内模控制和预测控制做简要阐述。 1.软测量技术 在生产过程中，为了确保生产装置安全、高效的运行，需要对与系统的稳定及产品质量密切相关的重要过程变量进行实时控制。然而在许多生产过程中，出于技术或经济上的原因，存在着很多无法通过传感器测量的变量，如石油产品中的组分、聚合反应中分子量和熔融指数、化学反应器反应物浓度以及结晶过程中晶体粒直径等。 在实际生产过程中，为了对这类变了进行实施监控，通常运用两种方法： 1).质量指标控制方法：对与质量变量相关的其他可测的变量进行控制，以达到间接控制质量的目的，但是控制精度很难保证。 2).直接测量法：利用在线分析仪表直接测量所需要的参数并对其进行控制。缺点是在线仪表价格昂贵，维护成本高，测量延迟大，从而使得调节品质不理想。 软测量的提出正是为了解决上述矛盾。 软测量技术的理论根源是20世纪70年代Brosilow提出的推断控制，其基本思想是采集过程中比较容易测量的辅助变量(也称二次变量)，通过构造推断器来估计并克服扰动和测量噪声对主导过程主导变量的影响。因此，推断估计器的设计是设计整个控制系统的关键。 软测量器的设计主要包括以下几个方面： 1)机理分析和辅助变量的选择。 首先是明确软测量的任务，确定主导变量。在此基础上深入了解和熟悉软测量对象及有关装置的工艺流程，通过分析确定辅助变量。 2)数据采集和预处理 采集被估计变量和原始辅助变量的历史数据包含了工业对象的大量相关信息，因此数据采集越多越好。但是为了保证软测量精度和数据的正确性以及可靠性，采集的数据必须进行处理，包括显著误差检测和数据协调，及时剔除无效的数据。 3)软测量建模 软测量模型是建立是软测量技术的核心。软测量建模的方法多种多样，一般可分为：机理建模、回归分析、状态估计、模式识别、人工神经网络、模糊数学和现代非线性系统信息处理技术等。 此外还有混合模型，如图1所示的软测量模型就是结合了BP网络、RBF网络和部分最小二乘法建立的混合模型[5]。 4)软测量模型的在线校正 图1 软测量模型
煤层气开采的羽状水平井及其井网部署 调研相关煤层气研究中文文献，大部分是针对单井设计与部署。用于开采煤层气的井型有：垂直压裂井，多分支水平井、定向羽状水平井，从文献介绍中总结出单井开采机理与开采特点、井的结构设计与优化、还有部分简单井网的设计模型。 随着煤层气开发的不断深入,相应的开发技术也不断进步,由早期的常规直井开采, 水力压裂, 到水平井, 再到多分支井; 开采方式也由单一的衰竭开采(排水降压) , 到注气(CO2 , N2 )开采, 来提高煤层甲烷的采收率. 中国煤层大多具有低孔低渗低压的特点, 又都经历了成煤后的强烈构造运动, 水力压裂开采效果较差. 多分支水平井有控制面积大, 导流能力强, 适应低孔低渗油藏的优点, 中国山西沁水盆地的多分支水平井的成功开发表明了其广阔的发展前景. 煤层气主要吸附在煤的内表面,只有将煤割理与裂隙中的水排出,使压力降低到解吸压力以下,甲烷才能解吸出来;另外由于煤层为低渗透和低饱和储层,因此大多数未经改造措施的单井日产量都较低。为了提高煤层气井的产量,需要采取一些增产措施。常用的增产技术有:水力压裂改造技术、定向羽状水平钻井技术和煤中多元气体驱替技术等。 目前研究，有关采收率的两个重要指标是开发波及系数与驱替效率。 复杂结构经技术，主要是从扩大波及系数来增大单井产能、单井控制储量、单井动用储量的角度提高采收率。 定向井、水平井、分支井和羽状水平井一方面降低单井成本，另一方面体现在解决特殊油气藏开采模式以及提高新老油田采收率方面产生显著优势。 分支井具有水平井的常规优势，它是从一个主井眼中钻成两个或多个分支井眼，从而钻遇多个不同空间位置的产层，增大天然裂缝钻穿几率和有效面积，提供多种泄油模式以及控制底水锥进和延缓边水推进速度，提高单井产量。 国际上根据分支井眼与主井眼完井方式，统一把分支井分为6级。一级：主井眼和分支井眼都是裸眼。二级：主井眼下套管并注水泥，分支井裸眼或只放筛管而不注水泥。三级：主井眼和分支井眼都下套管，主井眼注水泥而分支井眼不注水泥。四级：主井眼和分支井眼都在连接处下套管并注水泥，这就提供了机械支撑连接，但没有水力的整体性。五级：具有三级和四级分支井连接技术的特点，还增加了可在分支井衬管和主套管连接处提供压力密封的完井装置。六级：连接处压力整体性——连接部压力与井筒压力一致，具有一个整体性压力。 1、多分支井注气开发煤层气模型 生产井网的基本结构 图1 ( a) 为常规直井井网的五点井网图, 一般中间为注气生产井, 四周有4口生产井. 初始阶段, 5口井同时进行压力衰竭式排水采气生产, 一般到生产的某个阶段, 中间的井转注CO2 气体, 4口生产井继续生产. 借鉴五点井网法, 多分支水平井按图1 ( b) , ( c) 布置, 中间为四分支水平井, 四周分别布置两口两分支水平井, 水平井口跟端采用洞穴完井来排水采气;煤层中割理(面割理和端割理) 一般相互垂直, 井网模式( a) 不能保证多分支井较好的沟通割理, 所以, 一般煤层气生产开发过程中多采用生产井网(图1 ( b) ) [ 4 ] . 初始阶段先进行压力衰竭式排水采气生产, 生产到某个阶段, 中间的四分支水平井转注CO2 气体, 两边的生产井仍继续采气生产. 图
作者:蒋仕龙吴宏吕恕龚小云（固高科技（深圳）有限公司深圳518057 ）摘要：运动控制技术的发展是制造自动化前进的旋律，是推动新的产业革命的关键技术。运动控制器已经从以单片机或微处理器作为核心的运动控制器和以专用芯片（ASIC）作为核心处理器的运动控制器，发展到了基于PC 总线的以DSP 和FPGA 作为核心处理器的开放式运动控制器。运动控制技术也由面向传统的数控加工行业专用运动控制技术而发展为具有开放结构、能结合具体应用要求而快速重组的先进运动控制技术。基于网络的开放式结构和嵌入式结构的通用运动控制器逐步成为自动化控制领域里的主导产品之一。高速、高精度始终是运动控制技术追求的目标。充分利用DSP 的计算能力，进行复杂的运动规划、高速实时多轴插补、误差补偿和更复杂的运动学、动力学计算，使得运动控制精度更高、速度更快、运动更加平稳；充分利用DSP 和FPGA 技术，使系统的结构更加开放，根据用户的应用要求进行客制化的重组，设计出个性化的运动控制器将成为市场应用的两大方向。关键词：运动控制技术，运动控制器，点位控制，连续轨迹控制，同步控制 1 通用运动控制技术的发展现状运动控制起源于早期的伺服控制(Servomechanism)。简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。早期的运动控制技术主要是伴随着数控（CNC）技术、机器人技术（Robotics）和工厂自动化技术的发展而发展的。早期的运动控制器实际上是可以独立运行的专用的控制器，往往无需另外的处理器和操作系统支持，可以独立完成运动控制功能、工艺技术要求的其他功能和人机交互功能。这类控制器可以成为独立运行（Stand-alone）的运动控制器。这类控制器主要针对专门的数控机械和其他自动化设备而设计，往往已根据应用行业的工艺要求设计了相关的功能，用户只需要按照其协议要求编写应用加工代码文件，利用RS232或者DNC 方式传输到控制器，控制器即可完成相关的动作。这类控制器往往不能离开其特定的工艺要求而跨行业应用，控制器的开放性仅仅依赖于控制器的加工代码协议，用户不能根据应用要求而重组自己的运动控制系统。通用运动控制器的发展成为市场的必然需求。由国家组织的开放式运动控制系统的研究始于1987 年，美国空军在美国政府资助下发表了著名的“NGC（下一代控制器）研究计划”，该计划首先提出了开放体系结构控制器的概念，这个计划的重要内容之一便是提出了“开放系统体系结构标准规格(OSACA)”。自1996年开始，美国几个大的科研机构对NGC 计划分别发表了相应的研究内容[3]，如在美国海军支持下，美国国际标准研究院提出了“EMC（增强型机床控制器）”；由美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司提出和研制了“O MAC（开放式、模块化体系结构控制器）”，其目的是用更开放、更加模块化的控制结构使制造系统更加具有柔性、更加敏捷。该计划启动后不久便公布了一个名为“OMAC APT”的规范，并促成了一系列相关研究项目的运行。通用运动控制技术作为自动化技术的一个重要分支，在20 世纪90 年代，国际上发达国家，例如美国进入快速发展的阶段。由于有强劲市场需求的推动，通用运动控制技术发展迅速，应用广泛。近年来，随着通用运动控制技术的不断进步和完善，通用运动控制器作为一个独立的工业自动化控制类产品，已经被越来越多的产业领域接受，并且它已经达到一个引人瞩目的市场规模。根据ARC 近期的一份研究，世界通用运动控制（General MotionControl GMC）市场已超过40 亿美元，并且有望在未来5 年内综合增长率达到6.3％。目前，通用运动控制器从结构上主要分为如下三大类：⑴基于计算机标准总线的运动控制器，它是把具有开放体系结构，独立于计算机的运动控制器与计算机相结合构成。这种运动控制器大都采用DSP 或微机芯片作为CPU，可完成运动规划、高速实时插补、伺服滤波控制和伺服驱动、外部I/O 之间的标准化通用接口功能，它开放的函数库可供用户根据不同的需求，在DOS 或WINDOWS 等平台下自行开发应用软件，组成各种控制系统。如美国Deltatau 公司的PMAC 多轴运动控制器和固高科技（深圳）有限公司的GT 系列运动控制器产品等。目前这种运动控制器是市场上的主流产品。⑵Soft 型开放式运动控制器，它提供给用户最大的灵活性，它的运动控制软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I/O 之间的标准化通用接口。就像计算机中可以安装各种品牌的声
气藏经营管理水平评价试行技术规范 2007年12月
气藏经营管理水平评价技术规范 一、各类气藏涵义 1、干气藏 储层气组成中不含常温常压条件下液态烃（C 5以上）组分，开采过程中地下储层内和地面分离器中均无凝析油产出，通常甲烷含量＞95%，气体相对密度＜0.65。 2、湿气藏 在气藏衰竭式开采时储层中不存在反凝析现象，其流体在地下始终为气态，而地面分离器内可有凝析油析出，但含量较低，一般小于50 g/m 3。 3、凝析气藏 在初始条件下流体呈气态，储层温度处于压力—温度相图的临界温度与最大凝析温度之间，在衰竭式开采时储层中存在反凝析现象，地面有凝析油产出，凝析油含量一般＞50 g/m 3。 4、中高渗断块砂岩气藏 是指平均空气渗透率≥10×10-3μm 2、平均每个断块含气面积＜1.0km 2的小断块砂岩气藏。 5、低渗断块砂岩气藏 是指平均空气渗透率＜10×10-3μm 2、平均每个断块含气面积＜1.0km 2的小断块砂岩气藏。 6、断块砂岩气顶 是指油气藏范围内平均每个断块含油气面积＜1.0km 2、含气面积系数＜0.5、天然气储量系数＜0.5的砂岩油藏气顶。 = 油气叠加总面积 含气面积系数含气面积
7、低渗块状砂岩干气藏 是指平均渗透率＜10×10-3μm 2的块状砂岩干气藏。 8、裂缝—孔隙型低渗砂岩气藏 是指基质平均空气渗透率＜10×10-3μm 2、具裂缝—孔隙双重介质渗流特征的砂岩气藏。 9、深层低渗砂岩凝析气藏 是指气层埋藏深度≥3500 m —＜4500 m 、平均渗透率＜10×10-3μm 2的砂岩凝析气藏。 10、超深层缝洞型碳酸盐岩凝析气藏 是指气层埋藏深度≥4500m 、以缝洞型碳酸盐岩（块状或层状）为主的碳酸盐岩凝析气藏。 11、超深层砂岩凝析气藏 是指气层埋藏深度≥4500m 的砂岩凝析气藏。 12、低渗致密砂岩岩性气藏 是指空气渗透率＜0.1×10-3um 2 、孔隙度＜10%、以岩性圈闭为主的砂岩气藏。 二、评价参数及计算方法 1、气藏—是指单一圈闭中具有统一压力系统和统一气水或气油界面的天然气聚集。包括纯气藏、油田气顶气藏、凝析气藏等。 2、开发单元—指具有独立层系井网的、有连续完整开发数据的计算单元。 3、开发管理单元—是指以开发单元为基础，把同一构造、气藏类型相同、 = 原油地质储量＋折算成当量油的天然气储量 天然气储量系数 按当量油折算的天然气地质储量
先进控制技术及应用 1．前言 工业生产的过程是复杂的，建立起来的模型也是不完善的。即使是理论非常复杂的现代控制理论，其效果也往往不尽人意，甚至在一些方面还不及传统的PID控制。20世纪70年代，人们除了加强对生产过程的建模、系统辨识、自适应控制等方面的研究外，开始打破传统的控制思想，试图面向工业开发出一种对各种模型要求低、在线计算方便、控制综合效果好的新型算法。在这样的背景下，预测控制的一种，也就是动态矩阵控制（DMC）首先在法国的工业控制中得到应用。因此预测控制不是某种统一理论的产物，而是在工业实践中逐渐发展起来的。预测控制中比较常见的三种算法是模型算法控制（MAC），动态矩阵控制（DMC）以及广义预测控制。本篇分别采用动态矩阵控制（DMC）、模型算法控制（MAC）进行仿真，算法稳定在消除稳态余差方面非常有效。 2、控制系统设计方案 2.1 动态矩阵控制（DMC）方案设计图 动态矩阵控制是基于系统阶跃响应模型的算法，隶属于预测控制的范畴。它的原理结构图如下图2-1所示： 图2-1 动态矩阵控制原理结构图 2.2 模型算法控制（MAC）方案设计图 模型算法控制（MAC）由称模型预测启发控制（MPHC），与MAC相同也适用于渐进
稳定的线性对象，但其设计前提不是对象的阶跃响应而是其脉冲响应。它的原理结构图如下图2-2所示： 图2-2 模型算法控制原理结构图 3、模型建立 3.1被控对象模型及其稳定性分析 被控对象模型为 （1） 化成s 域，g （s ）=0.2713/（s+0.9），很显然，这个系统是渐进稳定的系统。因此该对象 适用于DMC 算法和MAC 算法。 3.2 MAC 算法仿真 3.2.1 预测模型 该被控对象是一个渐近稳定的对象，预测模型表示为： )()1()(?)(?1j k j k u z g j k y m ++-+=+-ε， j=1, 2, 3,……,P . （2） 这一模型可用来预测对象在未来时刻的输出值，其中y 的下标m 表示模型，也称为内 部模型。（2）式也可写成矩阵形式为： )1()()1(?-+=+k FU k GU k Y m 4 1 11 8351.012713.0)(-----=z z z z G
访问控制模型研究综述 沈海波1,2,洪帆1 (1.华中科技大学计算机学院,湖北武汉430074; 2.湖北教育学院计算机科学系,湖北武汉430205) 摘要:访问控制是一种重要的信息安全技术。为了提高效益和增强竞争力,许多现代企业采用了此技术来保障其信息管理系统的安全。对传统的访问控制模型、基于角色的访问控制模型、基于任务和工作流的访问控制模型、基于任务和角色的访问控制模型等几种主流模型进行了比较详尽地论述和比较,并简介了有望成为下一代访问控制模型的UCON模型。 关键词:角色;任务;访问控制;工作流 中图法分类号:TP309 文献标识码: A 文章编号:1001-3695(2005)06-0009-03 Su rvey of Resea rch on Access Con tr ol M odel S HE N Hai-bo1,2,HONG Fa n1 (1.C ollege of Computer,H uazhong Univer sity of Science&Technology,W uhan H ubei430074,China;2.Dept.of C omputer Science,H ubei College of Education,Wuhan H ubei430205,China) Abst ract:Access control is an im port ant inform a tion s ecurity t echnolog y.T o enha nce benefit s and increa se com petitive pow er,m a ny m odern enterprises hav e used this t echnology t o secure their inform ation m ana ge s yst em s.In t his paper,s ev eral m a in acces s cont rol m odels,such as tra dit iona l access control m odels,role-bas ed acces s cont rol m odels,ta sk-ba sed acces s control m odels,t as k-role-based access cont rol m odels,a nd s o on,are discus sed a nd com pa red in deta il.In addit ion,we introduce a new m odel called U CON,w hich m ay be a prom ising m odel for the nex t generation of a ccess control. Key words:Role;Ta sk;Access Cont rol;Workflow 访问控制是通过某种途径显式地准许或限制主体对客体访问能力及范围的一种方法。它是针对越权使用系统资源的防御措施,通过限制对关键资源的访问,防止非法用户的侵入或因为合法用户的不慎操作而造成的破坏,从而保证系统资源受控地、合法地使用。访问控制的目的在于限制系统内用户的行为和操作,包括用户能做什么和系统程序根据用户的行为应该做什么两个方面。 访问控制的核心是授权策略。授权策略是用于确定一个主体是否能对客体拥有访问能力的一套规则。在统一的授权策略下,得到授权的用户就是合法用户,否则就是非法用户。访问控制模型定义了主体、客体、访问是如何表示和操作的,它决定了授权策略的表达能力和灵活性。 若以授权策略来划分,访问控制模型可分为:传统的访问控制模型、基于角色的访问控制(RBAC)模型、基于任务和工作流的访问控制(TBAC)模型、基于任务和角色的访问控制(T-RBAC)模型等。 1 传统的访问控制模型 传统的访问控制一般被分为两类[1]:自主访问控制DAC (Discret iona ry Acces s Control)和强制访问控制MAC(Mandat ory Acces s C ontrol)。 自主访问控制DAC是在确认主体身份以及它们所属组的基础上对访问进行限制的一种方法。自主访问的含义是指访问许可的主体能够向其他主体转让访问权。在基于DAC的系统中,主体的拥有者负责设置访问权限。而作为许多操作系统的副作用,一个或多个特权用户也可以改变主体的控制权限。自主访问控制的一个最大问题是主体的权限太大,无意间就可能泄露信息,而且不能防备特洛伊木马的攻击。访问控制表(ACL)是DAC中常用的一种安全机制,系统安全管理员通过维护AC L来控制用户访问有关数据。ACL的优点在于它的表述直观、易于理解,而且比较容易查出对某一特定资源拥有访问权限的所有用户,有效地实施授权管理。但当用户数量多、管理数据量大时,AC L就会很庞大。当组织内的人员发生变化、工作职能发生变化时,AC L的维护就变得非常困难。另外,对分布式网络系统,DAC不利于实现统一的全局访问控制。 强制访问控制MAC是一种强加给访问主体(即系统强制主体服从访问控制策略)的一种访问方式,它利用上读/下写来保证数据的完整性,利用下读/上写来保证数据的保密性。MAC主要用于多层次安全级别的军事系统中,它通过梯度安全标签实现信息的单向流通,可以有效地阻止特洛伊木马的泄露;其缺陷主要在于实现工作量较大,管理不便,不够灵活,而且它过重强调保密性,对系统连续工作能力、授权的可管理性方面考虑不足。 2基于角色的访问控制模型RBAC 为了克服标准矩阵模型中将访问权直接分配给主体,引起管理困难的缺陷,在访问控制中引进了聚合体(Agg rega tion)概念,如组、角色等。在RBAC(Role-Ba sed Access C ontrol)模型[2]中,就引进了“角色”概念。所谓角色,就是一个或一群用户在组织内可执行的操作的集合。角色意味着用户在组织内的责 ? 9 ? 第6期沈海波等:访问控制模型研究综述 收稿日期:2004-04-17;修返日期:2004-06-28
过程控制系统及工程综述报告 摘要：本文主要介绍了过程控制的发展史，回顾了计算机过程控制的发展状况以及未来的发展趋势，并且对过程控制和现代控制理论做了详细的论述 关键词: 过程控制、控制理论、控制工程、鲁棒控制等 1.过程控制的发展史 1.1 前沿 过程控制是工业自动化的重要分支。几十年来，工业过程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。 1.2 发展过程 在现代工业控制中, 过程控制技术是一历史较为久远的分支。在本世纪30 年代就已有应用。过程控制技术发展至今天, 在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。在自动控制时期内，过程控制系统又经历了三个发展阶段, 它们是：分散控制阶段, 集中控制阶段和集散控制阶段。 从过程控制采用的理论与技术手段来看，可以粗略地把它划为三个阶段：开始到70 年代为第一阶段，70 年代至90 年代初为第二阶段，90 年代初为第三阶段开始。其中70 年代既是古典控制应用发展的鼎盛时期，又是现代控制应用发展的初期，90 年代初既是现代控制应用发展的繁荣时期，又是高级控制发展的初期。第一阶段是初级阶段，包括人工控制，以古典控制理论为主要基础，采用常规气动、液动和电动仪表，对生产过程中的温度、流量、压力和液位进行控制，在诸多控制系统中，以单回路结构、PID 策略为主，同时针对不同的对象与要求，创造了一些专门的控制系统，如：使物料按比例配制的比值控制，克服大滞后的Smith 预估器，克服干扰的前馈控制和串级控制等等，这阶段的主要任务是稳定系统，实现定值控制。这与当时生产水平是相适应的。 第二阶段是发展阶段，以现代控制理论为主要基础，以微型计算机和高档仪表为工具，对较复杂的工业过程进行控制。这阶段的建模理论、在线辨识和实时控制已突破前期的形式，继而涌现了大量的先进控制系统和高级控制策略，如克服对象特性时变和环境干扰等不确定影响的自适应控制，消除因模型失配而产生不良影响的预测控制等。这阶段的主要任务是克服干扰和模型变化，满足复杂的工艺要求，提高控制质量。1975 年，世界上第一台分散控制系统在美国Honeywell 公司问世，从而揭开了过程控制崭新的一页。分散控制系统也叫集散控制系统，它综合了计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术，采用多层分级的结构形式,按总体分散、管理集中的原则，完成对工业过程的操作、监视、控制。由于采用了分散的结构和冗余等技术，使系统的可靠性极高，再加上硬件方面的开放式框架和软件方面的模块化形式，使得它组态、扩展极为方便，还有众多的控制算法(几十至上百种) 、较好的人—机界面和故障检测报告功能。经过20 多年的发展，它已日臻完善，在众多的控制系统中，显示出出类拔萃的风范，因此，可以毫不夸张地说，分散控制系统是过程控制发展史上的一个里程碑。第三阶段是高级阶段，目前正在来到。 1.3 过程控制策略与算法进度 几十年来，过程控制策略与算法出现了三种类型：简单控制、复杂控制与先进控制。 通常将单回路PID控制称为简单控制。它一直是过程控制的主要手段。PID控制以经典控制理论为基础，主要用频域方法对控制系统进行分析与综合。目前，PID控制仍然得到
《先进控制技术》结课作业 课程名称：先进控制技术 班级：1710 学号： 学生姓名： 2017年12月19日
模糊控制技术的发展综述 一、引言 在实际的工业控制过程中，很多系统具有高度的非线性、多变量耦合性、不确定性、信息不完全性和大滞后等特性。对于这种系统很难获得精确的数学模型，并且常规的控制无法获得满意的控制效果。面对这些复杂的工业控制产生了新的控制策略，即先进控制技术。先进控制技术包括：自适应控制，预测控制，推理控制，鲁棒控制以及包括模糊控制与神经网络在内的智能控制方法。 本文主要介绍了模糊控制技术的发展历程、原理及应用前景，简单介绍了模糊控制基本原理并运用MATLAB对设计一个简单的模糊PID控制器，比较了模糊PID控制器与传统PID控制器控制效果。 二、模糊控制的发展 自从美国加利福尼亚大学控制论专家L.A.Zadeh教授在1965年提出的《Fuzzy Set》开创了模糊数学的历史，吸引了众多的学者对其进行研究，使其理论和方法日益完善，并且广泛的应用于自然科学和社会科学的各个领域，尤其是第五代计算机的研制和知识工程开发等领域占有特殊重要的地位。把模糊逻辑应用于控制领域则始于1973年。1974年英国的E.H.Mamdani成功地将模糊控制应用于锅炉和蒸汽机的控制。此后20年来，模糊控制不断发展并在许多领域中得到成功应用。由于模糊逻辑本身提供了由专家构造语言信息并将其转化为控制策略的一种体系理论方法，因而能够解决许多复杂而无法建立精确数学模型系统的控制问题，所以它是处理推理系统和控制系统中不精确和不确定性的一种有效方法。从广义上讲，模糊控制是基于模糊推理，模仿人的思维方式，对难以建立精确数学模型的对象实施的一种控制策略。它是模糊数学同控制理论相结合的产物，同时也是只能控制的重要组成部分。模糊控制的突出特点在于： 1) 控制系统的设计不要求知道被控对象的精确数学模型，只需要提供现场操作人员的经验知识及操作数据。
网络访问控制技术综述 摘要：随着科学的不断进步，计算机技术在各个行业中的运用更加普遍。在计算机技术运用过程中信息安全问题越发重要，网络访问控制技术是保证信息安全的常用方式。本文介绍了研究网络访问控制技术的意义，主流的访问控制技术以及在网络访问控制技术在网络安全中的应用。 关键字：信息安全网络访问控制技术 0．引言 近年来，计算机网络技术在全球范围内应用愈加广泛。计算机网络技术正在深入地渗透到社会的各个领域，并深刻地影响着整个社会。当今社会生活中，随着电子商务、电子政务及网络的普及,信息安全变得越来越重要。在商业、金融和国防等领域的网络应用中，安全问题必须有效得到解决，否则会影响整个网络的发展。一般而言信息安全探讨的课题包括了:入侵检测(Intrusion Deteetion)、加密(Encryption)、认证(Authentieation)、访问控制(Aeeess Control)以及审核(Auditing)等等。作为五大服务之一的访问控制服务，在网络安全体系的结构中具有不可替代的作用。所谓访问控制(Access Control),即为判断使用者是否有权限使用、或更动某一项资源,并防止非授权的使用者滥用资源。网络访问控制技术是通过对访问主体的身份进行限制，对访问的对象进行保护，并且通过技术限制，禁止访问对象受到入侵和破坏。 1.研究访问控制技术的意义 全球互联网的建立以及信息技术飞快的发展，正式宣告了信息时代的到来。信息网络依然成为信息时代信息传播的神经中枢，网络的诞生和大规模应用使一个国家的领域不仅包含传统的领土、领海和领空，而且还包括看不见、摸不着的网络空间。随着现代社会中交流的加强以及网络技术的发展，各个领域和部门间的协作日益增多。资源共享和信息互访的过程逐越来越多，人们对信息资源的安全问题也越发担忧。因此，如何保证网络中信息资源的安全共享与互相操作，已日益成为人们关注的重要问题。信息要获得更大范围的传播才会更能体现出它的价值，而更多更高效的利用信息是信息时代的主要特征，谁掌握的信息资源更多，
摘 要 随着我国天然气勘探开发的不断深入，复杂难开采的低品味储量比重不断上升，经济有效开发难度 逐步加大。水平井技术是降低单位产能建设投资、提高开发效益的最有效手段之一，为此统计并分析了水平井在我国5种主要类型气藏开发应用中的经验教训，指出：水平井是经济开发低渗透砂岩气藏的有效方法，地质条件适应性是成功开发的关键；火山岩气藏Ⅰ类储层中的水平井开发是成功的，Ⅱ、Ⅲ类储层表现出一定的不适应性；疏松砂岩气藏水平井开发效果呈现出Ⅰ类好于Ⅱ类、Ⅱ类好于Ⅲ类的特征；准确钻遇有效储集层是水平井开发碳酸盐岩气藏的关键；水平井开发凝析气藏效果较好。同时结合水平井技术的特点和实践经验，总结了该技术在气藏开发中的使用条件，并建议今后应持续开展水平井储层适应性、配套技术研发及经济效益分析工作。 关键词 水平井天然气藏适应性发展建议 综述 我国气藏水平井技术应用综述? 孙玉平1 陆家亮1 巩玉政2 霍瑶1 杨广良3 （1.中国石油勘探开发研究院廊坊分院，河北廊坊065007；2.中国石油塔里木油田公司开发事业部桑吉作业区，新疆 库尔勒841000； 3.中国石油大学胜利学院石油工程系，山东 东营257097） 收稿日期：2010－10－22修订日期：2011－01－24 ?基金项目：中国石油科技部2008B-1101《特殊天然气藏开发技术应用基础研究》。作者简介：孙玉平（1983－），硕士，从事天然气开发战略规划方案及基本方法研究。E-mail:sunyuping01@https://www.doczj.com/doc/e93724691.html, 网络出版时间：2011-02-17网址：https://www.doczj.com/doc/e93724691.html,/kcms/detail/51.1736.TE.20110217.1420.003.html 中图分类号：TE243.2 文献标识码：B 文章编号：2095-1132（2011）01-0024-04 Vol.5，No.1 Feb.2011 doi ：10.3969／j.issn.2095－1132.2011.01.006 2011年第5卷·第1期 0引言 国外水平井技术于1928年提出[1]，20世纪40～ 70年代，美国和前苏联等国钻了一批试验水平井，由于缺乏经验，应用效果并不好，并一度认为水平井没有经济效益[2]；20世纪70年代末80年代初，此项技术在全世界范围内得到广泛重视，并由此形成了一个研究和应用水平井技术的高潮[3-5]，水平井技术逐渐成为提高油气田单井产量及开发效益最有效的技术手段。截至2007年底，世界各种水平井总数超过4.5万口，分布在60多个国家和地区[6]。目前水平井已广泛应用于薄层、低渗透及稠油油藏和气藏等的开发中[7-9]，尤其是近年在页岩气藏开发中的成功应用为世界开发页岩气等非常规资源开辟了新的道路[10]。 我国是世界上第三个能钻水平井的国家，1965年在四川盆地钻成国内第一口水平井——磨3井[11]，此技术应用于塔里木、胜利等油田开发中取得了较好的效果[12-13]。受制于我国天然气气藏类型复杂及水平井技术不完善等因素，继第一口水平井之后的近40年 里，气藏水平井的开发应用几乎处于停滞状态，规模应用更是近几年才开始。因此，及时跟踪该项技术的应用动态，总结应用中的经验教训十分必要。 1水平井开发油气藏的优势 水平井，有文献定义为“井斜角大于或等于86° 并保持这种井斜角钻进一定井段后完钻的定向井”[14]，也有定义成“在钻到目的层位时，井段斜度超过85°，水平距离超过目的层厚度10倍的井”[15]，还有定义为“最大井斜角保持在90°左右，并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井”[16]。上述定义虽然略有不同，但都明确了水平井必须具备的两层含义：较大的倾斜角和较长的水平段。 水平井技术之所以能够在国内外得到广泛应用，主要得益于它较好的投入产出比。目前，国外水平井钻井成本已降至直井的1.2～2倍，而产量则是直井的4～8倍[17-19]。水平井技术作为一项有潜力的新技术，主要有以下优势[1,20-23]：①恢复老井产能。在停产老井中侧钻水平井较钻调整井或加密井更节约费用，能以较少的投入获得更高的采收率。 /Natural Gas Technology and Economy 天然气技术与经济 Natural Gas Technology and Economy 24
先进控制技术研究与应用现状 在工业生产过程中，一个良好的控制系统不但要保护系统的稳定性和整个生产的安全，满足一定约束条件，而且应该带来一定的经济效益和社会效益。然而设计这样的控制系统会遇到许多困难，特别是复杂工业过程往往具有不确定性（环境结构和参数的未知性、时变性、随机性、突变性）、非线性、变量间的关联性以及信息的不完全性和大纯滞后性等，要想获得精确的数学模型十分困难。因此，对于过程控制系统的设计，已不能采用单一基于定量的数学模型的传统控制理论和控制技术，必须进一步开发高级的过程控制系统，研究先进的过程控制规律，以及将现有的控制理论和方法向过程控制领域移植和改造等方面越来越受到控制界的关注。 世界各国在加强建模理论、辨识技术、优化控制、最优控制、高级过程控制等方面进行研究，推出了从实际工业过程特点出发，寻求对模型要求不高，在线计算方便，对过程和环境的不确定性有一定适应能力的控制策略和方法，如自适应控制系统、预测控制系统、鲁棒控制系统、智能控制系统等先进控制系统。 。对于含有大量不确定性和难于建模的复杂系统，基于知识的专家系统、模糊控制、人工神经网络控制、学习控制和基于信息论的智能控制等应运而生，它们在许多领域都开始得到了应用，成为自动控制的前沿学科之一。由于变量间的关联，使系统不能正常平稳运行，出现各类解耦控制系统。对于大纯滞后系统自年史密斯提出“预估补偿器”以来，由于预估补偿器对参数变化灵敏度极高，又相继出现了各种改进预估补偿方法，如观测补偿器控制方案、内模控制、双控制器、达林控制箅法、纯滞后对象采样控制等，但均尚未完全真正解决，人们还在继续努力想方设法寻求解决办法。针对信息不完全性出现了推断控制系统和软测量技术。本文就目前应用较多、且取得经济效益的预测控制、软测量技术发展及应用作一些介绍，以推动先进控制技术的应用。 一、基于模型的预测控制 自20世纪60年代蓬勃发展起来的以状态空间分析法为基础的现代控制理论，在航空、航天、制导等领域取得了辉煌的成果。在过程控制领域亦有所移植，但实验室及学院式的研究远多于过程工业上的实际应用，其中主要原因是：工业过程的多输入——多输出的高维复杂系统难于建立精确的数学模型，工业过程模型结构、参数和环境都有大量不确定性；工业过程都存在着非线性，只是程度不同而已；工业过程都存在着各种各样的约束，而过程的最佳操作点往往在约束的边界上等，理论与工业应用之间鸿沟很大，为克服理论与应用之间的不协调，70年代以来，针对工业过程特点寻找各种对模型精确度要求低，控制综合质量好，在线计算方便的优化控制算法。预测控制是在这样的背景下发展起来的一类新型计算机优化控制算法。 （一）预测控制的发展 20世纪70年代后期，模型算法控制（MAC）和动态矩阵控制（DMC）分别在锅炉、分馏塔和石油化工装置上
● Ｖｏｌ．31，Ｎｏ．7 ２０13年7月 中国资源综合利用 ＣｈｉｎａＲｅｓｏｕｒｃｅｓＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ 科学、合理的煤层气井网对提高产能起着至关 重要的作用，能够增大采收率，且能使经济效益最佳。煤层气的产出受煤储层渗透率和煤层气的解吸速度共同控制。前者为煤储层的固有属性，无法改变；而后者为人为工程因素可人为控制。其中提高煤层气解吸速度的关键是井网部署，只有合理的井网部署才能使煤层气产能得到最大化。本文以沁水盆地南部为研究区，对垂直压裂井的井网部署进行研究。 1煤层气井网部署原则 科学合理的煤层气井网部署以提高产能、采收率、采气速度和经济效益为最终目标。井网部署方案的设计要基于实际的地质情况、经济效益及开发因素［1］。煤层气井网部署的具体原则如下［2］。１．1地质适应性 综合分析影响因素，优选煤层气开发单元最重要的两个影响因素是煤储层渗透率和含气量［3］；应因地制宜，根据构造做调整。 １．2经济效益最佳 煤层气开发在充分开采煤层气资源的同时要求利益最大化。所以煤层气的投入与产出也是影响煤层气井网部署的重要因素。 １．3井网开发滚动部署 煤层气井网部署不是一次性完成的，而是需要分阶段完成。找出煤储层富气高渗区，根据开发单元的优先程度，逐级进行井网滚动部署。 １．4适应外部环境 如果在沼泽、湖泊等地理环境较差以及地形条件比较复杂的地区，应该考虑多分支水平井开发，或者和直井组合进行煤层气开发；如果在煤矿区，考虑到安全性，在其他条件满足的情况下可以优先选择多分支水平井。 １．5生产有效接替 在现阶段井网部署时要结合煤层气未来开发，充分考虑生产有效接替，这样有利于煤层气的后续开发。 2煤层气井网部署要素 煤层气开发井网部署的主要内容分为井网样式、井网方位以及井网密度即井排距的确定3个方面，井网部署是否合理要以产气量和经济效益最佳为准则。这些要素都可以结合开发区实际地质条件和生产资料，运用地质类比法或者数值模拟技术来实现优化设计。 2.1井网样式 煤层气井网样式在很大程度上影响了煤层气单井产气量、采出程度以及投资成本，所以合理的井网样式可以提高产能，增大经济收益。煤储层特征尤其是渗透率大小控制着井网样式，主要的井网样式有矩形井网、五点式井网、梅花形井网等。 2.2井网方位 井网方位主要依据煤储层不同方向上的渗透性来确定，也就是与煤中天然裂隙主要延伸方向和压裂改造后的裂缝延伸方向有关。在渗透性较高的方向上，井网部署当中井距就较大，渗透性较差的 沁南地区煤层气井网部署技术 丁宏 （江苏煤炭地质勘探四队，南京210046） 摘要：以沁水盆地南部某开发区的煤储层特征、煤层气井排采数据等资料为依据，分析讨论了煤层气井 网部署的原则和要素。通过数值模拟详细研究了井网样式、井排距及井控面积，提出最佳井网部署方 案。研究结果表明：矩形井网为最佳井网样式，此时单井累计产能最高；通过软件模拟不同井排距之比 的单井产气量，发现井排距之比为1∶3时单井产气量最高；通过模拟不同井控面积条件下的单井产能， 根据煤层气最终收益，得出研究区最佳井网部署方案为200×600的矩形井网。 关键词：沁水盆地南部；井网部署；矩形井网 中图分类号：TD82文献标识码：A文章编号：１００８－９５００（２０13）07－００５4－０４ 收稿日期：２０13－０4－26 作者简介：丁宏（１９8５－），男，江苏如皋人，工学学士，助理工程师，主要从事煤炭地质工作。 工作研究 54 －－