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一基于时域统计特征的井眼碰撞识别方法刘刚;张家林;刘闯;刘华亮;于长广【摘要】During well drilling, special time-domain features of drilling bit vibration signals will be produced when drilling at cement sheath and casing, which are different with that when drilling through rock formations.A new method for the recogni-tion of borehole collision was proposed by analyzing the vibration signals produced when the drill bit collided with the cement sheath and casing of nearby wells. Firstly, the dispersion and shape distribution characteristics of the vibration signals were extracted, then the principal component analysis( PCA) was conducted to obtain the principal features of the signals. Finally a support vector machine ( SVM) was trained with sampled signals to establish a model, which could be used to identify the borehole collision automatically by distinguishing the principal features of different vibration signals. This method has been effectively verified through real drilling data analysis from offshore cluster wells.%相同钻井条件下，钻头钻遇水泥环、套管的振动信号与钻进地层的振动信号的时域特征不同。
井眼防碰实时监测技术在渤海某井组的应用刘刚;夏向阳;刘闯;蔡鹏;杨超【摘要】渤海油田某井组是海上丛式井组中井数最多、密集程度最高的井组之一.为了防止井眼碰撞、窜槽,针对井间距小、井网密集、井斜大、周围老井井眼轨迹参数不准、井眼净化难度大等问题,此井组采用了表层防碰实时监测技术.结果表明:在三口井的危险井段实施了防碰实时监测,在隔水管打偏的A-14井预警一次,经过WMD测斜数据和COMPASS扫描计算出的中心距与传感器采集的振动信号特征存在明显的对应关系,验证了预警的准确性,并说明该方法可有效降低井眼碰撞风险.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)021【总页数】4页(P123-126)【关键词】丛式井;定向;防碰监测;振动【作者】刘刚;夏向阳;刘闯;蔡鹏;杨超【作者单位】中国石油大学(华东)石油工程学院,青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,青岛266580;中海油能源发展安全环保分公司,天津300456;中海油能源发展安全环保分公司,天津300456【正文语种】中文【中图分类】TE243随着石油勘探开发进入深海，海上钻井技术面临越来越多的挑战，海上钻井作业受到海上平台的限制，作业空间狭小，通常采用丛式井作为主要井型。
丛式井加密技术推广后，由于井间距不断减小，丛式井碰撞问题日益凸显，井眼碰撞，轻者停产修井，造成经济损失，重者会造成原油泄漏，污染环境，甚至威胁到石油工人的生命安全。
因此，丛式井防碰一直是各大石油公司亟待解决的热点问题［1］。
现有常规防碰技术主要包括钻前防碰设计和钻井过程中各种井眼轨迹控制技术。
钻前防碰设计是丛式井防碰设计的基础，如果邻井井眼数据缺失或不全会给钻前设计带来很大困难，并且增加施工过程中井眼碰撞的风险。
井眼轨迹控制通常是建立在随钻测量仪测量数据准确的基础上，但是常用的钢制钻具组合在地下会被地磁场磁化产生局部磁场，磁力测量工具在该局部磁场和正常地磁场的合磁场下工作，其方位角输出值不能反映实际轨迹的真实值［2］。
定向井防碰地面监测系统设计及现场实验随着陆地和海上油气勘探开发程度的不断提高，丛式井和加密井正变得越来越普遍，而受老井网加密调整使井间距离更密、老井测斜数据不完整或不准确、井眼轨迹控制产生误差等因素的影响，钻井过程中易发生井眼碰撞，对钻井和油田的正常生产构成了潜在威胁。
根据振动波的传播机理，提出了一种定向井防碰地面监测方法，设计了一套定向井防碰地面监测系统。
该系统在渤海某海上油田区块钻井现场进行了试验：借助定向井设计、随钻测量资料，利用Compass软件分析了在钻井与邻井的中心距，并对危险井段进行了监测；根据采集到的钻头振动信号特征，分析了钻头对危险井筒的趋近。
现场应用结果表明：钻头钻水泥塞过程中，在钻井套管头处振动信号强度很大，该系统可通过识别钻头振动信号判断钻头靠近或钻遇了邻井水泥环和套管；在邻井套管头采集到的钻头振动信号的振幅，随在钻井和邻井的中心距的增加呈一定的衰减关系，可根据该关系和分离系数判断井眼碰撞的风险。
标签：定向井；防碰；监测；丛式井；调整井；振动波；现场试验1 前言目前，国内海洋石油资源的勘探开发已进入了一个新阶段，随着老井网加密调整技术需求的不断提高，使得海上加密钻井技术得以广泛应用，井眼碰撞风险也急剧增加。
为保证海洋石油资源的安全、环保开发，确保钻井施工的顺利进行，课题组在国家重大专项“海上油田丛式井网整体加密及综合调整技术”和“多枝导流适度出砂及海上油田丛式井网整体加密钻采技术示范”的支持下，提出一种基于检测钻头运动诱发的振动信号识别井眼趋近生产井套管的方法，并在多口防碰风险很高的钻井施工中应用，保证了生产井的井筒安全，取得满意的效果。
2 定向井防碰地面监测系统设计2.1 设计思路与工作原理2.1.1 设计思路岩石压裂过程中的钻头会在井底产生振动波，振动波不仅会在钻柱中向上传播，还会通过地层和套管向钻井及临近井口传播。
通过安装在钻井和邻井套管头位置传感器的风险，并购浪潮钻头破碎岩石的振动（振动与钻井工具的研究有一定的相似之处），然后分析振动信号处理，当钻头振动信号振幅超过防碰报警阈值时，发出报警信息软件系统，监控系统来预测钻头和邻井套管碰撞风险函数。
基于经验模态分解的井眼防碰特征信号识别刘刚;杨全枝;陈超;何保生;耿站立【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2012(000)011【摘要】在采用钻头振动波方法进行丛式井防碰监测时，为了准确识别井下钻头振动信号，将 Hil-bert-Huang变换中的经验模态分解(EMD)应用于钻头信号的特征提取。
采用EMD方法可将复杂环境下的钻头振动加速度信号分解成固有模态分量，通过分析各分量的归一化峭度及能量分布，得到包含钻头冲击振动特征的4个IMF分量；对相应的特征IMF分量进行功率谱分析，得到钻头钻进时特征信号的频域范围。
当钻头趋近邻井套管时，信号特征分量将发生显著变化，通过海上丛式井防碰的现场试验数据分析验证了该方法的有效性。
【总页数】5页(P1-4,5)【作者】刘刚;杨全枝;陈超;何保生;耿站立【作者单位】中国石油大学华东石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学华东石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学华东石油工程学院,山东青岛266580;中海油研究总院开发研究院,北京100027;中海油研究总院开发研究院,北京100027【正文语种】中文【中图分类】TE927【相关文献】1.基于集合经验模态分解敏感固有模态函数选择算法的滚动轴承状态识别方法 [J], 王玉静;康守强;张云;刘学;姜义成;Mikulovich V. I.2.基于改进经验模态分解的HHT密集模态识别方法 [J], Rong Qinbiao;Liu Fang;Su Ce3.强噪声背景下滚动轴承微弱故障特征信号的经验模态分解 [J], 杨建华;韩帅;张帅;刘后广;唐超权4.经验模态分解火箭发动机多界面粘结检测特征信号提取技术 [J], 马媛;陈友兴;李鹏;王召巴;金永5.基于经验模态分解的航空器结构模态参数识别 [J], 张劲松;郑敏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钻头振动波井眼防碰监测系统及其现场试验刘刚;杨全枝;董照显;何保生;耿站立【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2013(033)006【摘要】现有的井眼防碰检测技术均建立在井眼测量轨迹数据和钻进中对异常现象判断的基础上,由于各项数据误差及井下情况的不确定性,致使防碰作业存在极高的危险性.为此,根据现场实际防碰钻进时人工监听方法得到的启发,研发了钻头振动波井眼防碰监测系统:通过安装在套管顶端的加速度传感器采集井下沿套管传播的钻头破岩时产生的振动信号,并对信号进行特征提取以判断钻头趋近邻井套管的程度,利用计算分析软件实现信号特征显示,当信号特征值超过门限值时实现报警,由定向井工程师及时进行井眼防碰扫描,决定是否改变井眼轨迹.通过对比分析不同工况下监测系统采集振动信号的时域特点,认识到钻头钻速、钻压对钻头振动信号的影响,经过频域分析得到钻头振动信号的频域范围在200～400 Hz.该监测系统操作简单、不影响正常的油气井生产及钻井施工,目前已经在中国渤海、南海等区块进行了先导性试验,为井眼防碰技术发展提供了一条新的技术思路.【总页数】5页(P66-70)【作者】刘刚;杨全枝;董照显;何保生;耿站立【作者单位】中国石油大学(华东)石油工程学院;中国石油大学(华东)石油工程学院;中国石油大学(华东)石油工程学院;中海油研究总院开发研究院;中海油研究总院开发研究院【正文语种】中文【相关文献】1.基于钻头运动诱发套管头振动信号检测的井眼防碰监测方法 [J], 何保生;刘刚;王平双;文敏2.小波包变换在井眼防碰振动信号处理中的应用 [J], 刘刚;杨全枝;韩金良;何保生;耿站立;蔡鹏3.定向井防碰地面监测系统设计及现场试验 [J], 刘刚;孙金;何宝生;田冀;耿占力4.海上多平台井眼防碰监测系统设计 [J], 刘刚;杨超;蔡鹏;刘澎涛5.流动地震仪检测钻头振动信号的现场试验 [J], 杨微;葛洪魁;宁靖;林建民因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于振动波原理的钻井防碰监测及预警技术
刘亚军;张海;张晓诚;刘刚
【期刊名称】《石油科技论坛》
【年(卷),期】2010(029)005
【摘要】为了防止丛式钻井碰撞事故的发生,设计了丛式钻井防碰监测及预警系统.系统利用振动波在地层中的传播规律和特点,研发出根据振动信号的变化来预测钻头是否趋近或碰撞风险邻井的办法,并开发出相应的软、硬件设备.在渤海油田的现场应用证明,浅层钻井防碰监测及预警效果良好,可有效提高丛式井钻井效率.
【总页数】3页(P32-33,47)
【作者】刘亚军;张海;张晓诚;刘刚
【作者单位】中海油能源发展监督监理技术公司;中海油能源发展监督监理技术公司;中海石油(中国)有限公司天津分公司;中国石油大学(华东)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于MWD磁干扰的钻井防碰监测技术 [J], 刘洪亮;孙伟良
2.基于钻头运动诱发套管头振动信号检测的井眼防碰监测方法 [J], 何保生;刘刚;王平双;文敏
3.钻头振动波井眼防碰监测系统及其现场试验 [J], 刘刚;杨全枝;董照显;何保生;耿站立
4.基于调频连续波雷达的高铁桥梁振动监测方法 [J], 刘淑一;贾岩;邸昊;禚一;高卓妍;张祥坤
5.基于振动监测和支持向量机的海洋石油离心泵智能预警技术研究 [J], 秦小刚;杨风允;王文祥;徐正海
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