Масло-водная бифазная металло-органическая супрамолекулярная гелевая система для контроля поглощения бурового раствора: оптимизация состава, механизм гелеобразования и тампонирующие характеристики

Поглощение бурового раствора на нефтяной основе (БРНО) остаётся трудно устранимой проблемой, поскольку частичные материалы для борьбы с поглощением зависят от механизмов мостикообразования/упаковки, а гелевые системы для водных сред часто несовместимы с БРНО и не обеспечивают контролируемое герметизирование in situ. Двухкомпонентная масло-водная бифазная металло-органическая супрамолекулярная гелевая система обеспечивает быстрое герметизирование in situ в зонах поглощения БРНО. Оптимизированный состав использует объёмное соотношение масло-фазного раствора к водному гелеобразующему раствору 10:3, с 2,0 мас.% Span 85, 12,5 мас.% TXP-4 и 5,0 мас.% NaAlO2. Измерения кажущейся вязкости и анализ ATR–FTIR были использованы для оценки влияния температуры, времени, pH и сдвига на гелеобразование МОСГ. Кроме того, структурные характеристики и свойства МОСГ были систематически исследованы путём сочетания микроструктурной характеристики, термогравиметрического анализа, реологических испытаний, экспериментов по тампонированию смоделированных трещин и оценок устойчивости к сдвигу. Результаты показывают, что повышенные температуры (30–70 °С) и слабо щелочные условия водного гелеобразующего раствора (pH ≈ 8,10–8,30) способствуют координации P–O–Al и усиливают водородные связи, тем самым способствуя формированию трёхмерной сети. Напротив, сильный сдвиг разрушает зарождающуюся сеть и задерживает гелеобразование. Оптимизированные МОСГ быстро проявляют выраженную вязкоупругость и термостойкость (~193 °С); при высоком сдвиге (380 об/мин) удержание вязкости превышает 60%, а восстановление вязкости — более 70%. В испытаниях на тампонирование МОСГ формирует плотный герметизирующий слой, достигая градиента давления 2,27 МПа/м в смоделированных проницаемых пластах и значительно повышая несущую способность по давлению в смоделированных трещиноватых пластах.

Улучшенный метод трёхмерной реконструкции трещин на основе сегментации суперпикселями и свёрточной нейронной сети

Морфология и связность подземных сетей трещин являются критическими факторами, контролирующими устойчивость ствола скважины и эффективность гидравлического разрыва пласта. Точная характеристика трёхмерной сложности трещин имеет существенное значение для обеспечения инженерной безопасности и повышения производительности. В данном исследовании разработана новая модель сегментации изображений. Она улучшает итеративный пороговый метод за счёт включения простых линейных итеративных кластеризующих суперпикселей (SLIC), архитектуры ResNet50 и модели гауссовой смеси (GMM). Модель сначала разделяет сложные изображения компьютерной томографии (КТ) на многочисленные суперпиксельные изображения с помощью сегментации суперпикселями SLIC. Затем ResNet50 используется для классификации этих суперпиксельных изображений. На основе результатов классификации метод итеративной пороговой сегментации применяется для сегментации различных категорий суперпиксельных изображений. После предварительной сегментации изображений модуль гауссовой смеси используется для удаления шума с сегментированных изображений трещин, в результате чего получаются высокоточные сегментированные изображения. Двумерные сегментированные изображения затем реконструируются в трёхмерном пространстве, и анализируются трёхмерные распределительные характеристики трещин. Данное исследование приходит к выводу, что новый метод сегментации трещин позволяет высокоточное извлечение областей трещин. По сравнению с пороговой сегментацией, значение шума морфологического анализа в двумерных изображениях, сегментированных методом, предложенным в данном исследовании, снизилось с 0,21% до 0,08%. Распределение трещин в трёхмерном пространстве является сложным, и области с более крупными сетями трещин демонстрируют большую сложность в их трёхмерном распределении.

Методология анализа устойчивости ствола скважины при бурении в подсолевые формации: пример из южного Ирана

Бурение в подсолевые формации является давней проблемой из-за быстрых
изменений диаметра ствола скважины во время буровых работ либо вследствие ползучести, либо вследствие размыва растворением. Было проведено много исследований по характеристике солей, и представлено множество математических моделей для оценки давления, вызванного сжимающими соляными пластами. Однако результаты ни одной из этих моделей не были полностью проверены на реальных полевых данных, и некоторые рекомендации были сделаны на основе численного моделирования. В данном исследовании были предприняты попытки внедрить методологию, основанную на устойчивости ствола скважины скважин, пробуренных в южной части Ирана. Полученные результаты показали, что наличие толстого соляного слоя в скважине привело к значительному закрытию ствола резервуарной секции. Также было обнаружено, что соль проявляет вязкоупругое поведение во время бурения из-за однородной температуры, которая не достигла порогового предела вязкопластической границы. Также наблюдалось сложное изменение режима напряжений, которое могло быть связано с существованием толстого соляного слоя или наличием разлома, пересекающего скважину. Поэтому рекомендуется дополнительно проверить эту модель на других скважинах, используя представленную методологию.