智能预测风险，安全钻井

  [中国石化报 2025-07-14]
  “红页16-7HF井预测3568-3623米井段存在坍塌风险，建议钻井液中封堵材料保持20%浓度。”“红页10HF井预测5769~6214米井段有坍塌风险，钻井液中封堵材料不低于20%浓度。”7月5日，工程院技术人员通过AI系统分析钻井数据，对第二天重点井的地质风险进行预测，并给出预防措施。
  据产能建设管理中心油田专家秦文斌介绍，像这样的地质风险预测，今年已经做了数百次。
  红星区块地质构造复杂、裂缝发育，传统钻井常因井壁坍塌、钻井液漏失导致复杂时效高。为攻克这一难题，该中心构建了智能化预警体系，每日录入随钻伽马、声波等63类实时参数，结合历史井震数据，建立133个核心算法对大数据进行分析，实时跟踪井眼轨迹在地层中的位置和井周存在的潜在地质风险，超前预测前方500米目的层漏失等复杂地质风险。
  “以前是人工预测，精准度低，现在运用AI手段就像是智能导航，前方哪里有坑、怎么绕开，都能精准预测。”秦文斌说。红页3-4HF井钻进至井深6734米，提前50米预测“蚂蚁体”，通过调整钻井液密度有效预防井漏复杂。
  钻井液密度安全窗口控制是关键挑战。“红星区块安全窗口窄，低于下限会垮塌，超过上限则漏失。”该中心钻井专家代永波说。为此，技术人员利用已钻井的井震信息创建了坍塌压力、孔隙压力、漏失压力剖面图，指导钻井液密度安全窗口的设定。实钻中，技术人员结合排量、密度等参数实时计算井底ECD（循环当量密度），判断相关钻井参数是否在安全窗口以内，并指导钻井液密度、钻井参数的精细调整，精准管控钻井施工过程中的溢流、漏失风险。
  借助智能预测，复杂处置流程从“异常上报→多层会诊”的事后灭火模式，变为提前预控，红星区块复杂时效降低15%，平均钻井周期由2023年的120天缩短至106天。目前该系统已推广应用60余口井，出具优快钻井意见900余条，采纳率87%。
  实时优化措施，高效钻井
  7月4日，在红页18-2HF井钻进过程中，科学钻井系统AI发出预警，当前钻速低于区块最优水平，并给出了钻压、钻井液排量和黏度的调整建议。现场技术人员立即按照系统推荐调整参数，实施后机械钻速迅速从7米/小时提升至9米/小时。
  这并非孤例。代永波介绍，他们树立“打得慢也是异常”的管理理念，AI助手在钻进过程中实时对比区块钻井标杆库，自动推送低速预警，智能推荐最优钻井参数。钻井标杆库里有区块所有钻头平均机械钻速和进尺特征，AI助手自行分析出最佳钻头，并辅助进行钻具组合选型，提高钻井效率。
  为进一步提升钻井过程的智能化水平，他们还建立三维数字孪生井筒，将几千米地下钻柱受力、钻头钻动、钻井液性能的变化转化为精准数据，如同精密仪器为钻井施工实时“体检”，形成机械钻速热力图，技术人员可以实时看到井下的工具状态和各种参数变化，并根据变化实时优化分析、调整参数，使机械钻速达到最优。
  “热力图用颜色梯度标识钻井能耗效率分布，处于红色高耗能区提示输入破岩能量远大于岩石强度，钻进效率低；处于蓝色低能耗区则提示当前输入破岩能量贴合岩石强度，钻进效率较高。技术人员可以通过热力图算出当前钻头钻进效率，找出相同能耗下取得最优钻井效率的钻井参数和钻具组合。”代永波说。
  在兴页L198-6-1HF井钻井施工中，技术人员通过机械钻速热力图实时分析优化钻井参数和钻井液性能，创造了区块钻井周期最短纪录。
  给“钻地龙”装上“智慧脑”
  □赵春国 郑志成 许 璗
  近日，经纬公司携手江汉油田、江汉石油工程，应用自主研发的“应龙”科学钻井系统，在涪陵页岩气田复兴区块兴页L198-6-1HF井取得技术突破。该井完钻井深5290米，钻井周期仅18.9天，水平段机械钻速达33.52米/小时，一举刷新了复兴区块钻井周期最短和水平段机械钻速最快纪录。同时，实现靶框穿行率100%，为后续复兴区块的大规模效益开发奠定了坚实基础。
  在西南页岩气开发“主战场”涪陵工区，经纬公司面对复杂地质构造带来的诸多挑战，持续加大信息化、智能化技术应用力度，先后攻关应用“经纬智汇”钻井优化技术、“应龙”科学钻井系统等，收效显著。
  多维集成，为优快钻井打造“新引擎”
  今年1月，在涪陵工区焦页9-Z2HF井施工中，经纬公司江汉测录井分公司和地质测控技术研究院联手，采用“经纬智汇”钻井优化技术，实施MSE（机械比能）参数优选推荐，对关键参数进行了数字化优化分析，攻克了平台距离近、井下地质情况复杂且易漏易垮等一系列技术难题，创涪陵工区171.5毫米井眼日进尺最高纪录。
  经纬公司自主研发的“经纬智汇”钻井优化技术将软件模拟与现场工程参数组合测试相结合，实现对井下复杂情况的精确预测和判断，用现有技术装备经济有效地提高了钻井效率。
  “在现场应用中，我们找准优快钻井与测、录、定、导的最佳结合点，围绕水平井优化应用成果、核心理论、应用软件、未来趋势等重点环节，发挥数据源头规范采集、实时标准传输、信息全面丰富、价值深度挖掘四大优势，在系统性平台、一体化建设及自主安全可控等方面持续攻关迭代升级，全力攻克涪陵页岩气超长水平井钻探难题。”攻关团队负责人、经纬公司地质测控技术研究院副院长赵志强说。
  技术升级，啃下涪陵页岩气钻探“硬骨头”
  为进一步打破信息壁垒，深化信息共享，团队围绕涪陵工区钻探实际，在综合旋转地质导向、地质录井、测井解释业务等特色技术基础上，强化三维地质建模、力学建模等地质工程技术提升，同时深度融合AI、大数据、云计算等前沿技术，促使“经纬智汇”应用收到更好效果。
  在中国石化示范井焦页77-6HF井，江汉测录井分公司利用“经纬智汇”结合大数据等，助力该井刷新白涛区块三项施工纪录，水平段机械钻速较设计提高73%，钻井周期较设计节约超13天。
  在复兴区块兴页L185-6-1HF井，中原测控公司创新实践“经小纬”混合智能体替代人工完成摩阻系数计算等核心工作，使二开、水平段平均机械钻速均翻番，创日进尺700米纪录，实际钻井周期不到19天，比设计周期节约17天，创区块钻井周期最短纪录。
  动态优化，让智能钻井更高效
  6月6日，“应龙”科学钻井系统1.0版正式发布，该系统通过构建“感知-决策-执行”三位一体的智能控制系统，实现钻井全流程智能协同、自主优化，达到国际先进水平。
  “就像给‘钻地龙’装上‘千里眼’和‘智慧脑’，使高效钻井成为现实。”经纬公司地质工程一体化专家陈禹说。面对涪陵页岩气田复杂地质条件给钻井提速提效带来的严峻挑战，经纬公司依托“应龙”科学钻井系统，着力打破传统作业模式中前后方、多专业间“单线作战”的壁垒。
  该模式核心在于建立了高效的“动态闭环优化”流程：在正常作业时，旋导工程师依据后方钻井优化分析提供的钻压、扭矩等关键参数建议精准施工，显著提升机械钻速，有效降低井下风险；当钻遇易引发高振动等复杂情况的特殊地层时，现场工程师实时将井下动态数据反馈至后方，钻井优化工程师据此迅速调整优化参数方案，确保安全高效穿越复杂层段。这种前后方数据即时互通、科学决策、动态调整的机制，驱动了钻井效率“螺旋式”持续提升。
  在焦页165-4HF井，技术人员克服邻井资料空白、地层产状变化大、靶点预测困难等多重挑战，采取分段控制策略，将旋导技术与常规随钻测井（LWD）工具优势互补，实现优质储层穿行率100%。