文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)油氣井用絨囊流體應(yīng)用發(fā)展方向

關(guān)鍵詞/主題詞：新質(zhì)生產(chǎn)力；人工智能；數(shù)字化轉(zhuǎn)型；絨囊流體；鉆井；修井；壓裂；酸壓；提采；調(diào)驅(qū)；封堵；穩(wěn)油控水；剝繭算法；儲(chǔ)層傷害

0引言

2006年，文昌油田修井使用海水壓井，漏失嚴(yán)重，修井后產(chǎn)量恢復(fù)慢，提出開發(fā)低密度壓井流體，降低漏失量，保護(hù)儲(chǔ)層盡快復(fù)產(chǎn)。提到低密度壓井流體，必然會(huì)關(guān)聯(lián)到可循環(huán)泡沫類工作流體。但是，可循環(huán)泡沫體系穩(wěn)定性和在井下靜止時(shí)的承壓能力受到質(zhì)疑。因此要開發(fā)穩(wěn)定性更好，承壓能力更強(qiáng)，保持低密度特征的工作流體［1］。

經(jīng)過3年努力，初步開發(fā)出膜更密，層更厚，還長(zhǎng)毛的泡。此泡與普通的泡不同，是仿照細(xì)菌微觀結(jié)構(gòu)，由聚合物和表面活性劑在物理、化學(xué)作用下自然形成的仿生囊狀物，稱為囊泡（Ball）。囊泡的外圍吸附聚合物好像長(zhǎng)有短毛，稱為絨毛（Fuzzy）。稱之為囊泡是因?yàn)橄啾绕胀ǖ呐荩形綄樱瑥亩@得更厚；稱之為絨毛是因?yàn)槟遗萃鈬降木酆衔铮m然有毛但較短類似動(dòng)物的絨毛。

囊泡分散在聚合物膠體中，因此叫絨囊流體（FuzzyBallFluids）。絨是聚合物分散于水中的稱謂，囊則是囊泡的簡(jiǎn)稱。封堵時(shí)用一定尺度的囊泡封堵一定尺度范圍的漏失通道，符合模糊數(shù)學(xué)（FuzzyMathematics）集合的思想，從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同尺度的流動(dòng)通道采用模糊的封堵方式。利用具有封堵性能的絨囊流體，研制了能夠形成絨囊特種性質(zhì)的處理劑。當(dāng)然，封堵為絨囊流體提供了粘接的環(huán)境，封堵不是目的，目的是提高地層的強(qiáng)度。

肉眼觀察下，絨囊流體似糊狀流體，顯微鏡下則是分散于流體中的非均勻氣泡。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的絨囊流體肉眼可以看出囊泡，是因?yàn)榱黧w的黏度包裹著泡，循環(huán)均勻后就消失，現(xiàn)場(chǎng)工作人員經(jīng)常稱絨囊流體為可循環(huán)泡沫流體、微泡流體等，也有根據(jù)自己的感覺命名為微囊、毛囊等，都是方便自己工作的說法。經(jīng)過多種性能評(píng)價(jià)，現(xiàn)場(chǎng)試用的條件基本具備。同時(shí)，為了解決絨囊流體優(yōu)化配方困難的難題，提出了多元回歸擬合的方法［2］。這是剝繭算法（AlgorithmofBig-DataCocooning，ABDC）在應(yīng)用中的初級(jí)階段。

但是，海上作業(yè)需要考慮更多因素。如運(yùn)輸、環(huán)保等，試驗(yàn)難度較大。首次應(yīng)用一直到2009年才得以在磨溪?dú)馓颩80C井實(shí)施老井側(cè)鉆。絨囊流體調(diào)整妥當(dāng)后，通過井下壓力計(jì)實(shí)際測(cè)試了絨囊流體在液柱壓力下2500m井深的壓力，表明在井下的密度由1.01g/cm3變?yōu)?.03g/cm3，考慮水被壓縮，表明囊泡的大小基本不變。此后，通過對(duì)鉆井前絨囊流體性能及鉆井后性狀的分析，發(fā)現(xiàn)其具有較強(qiáng)的承壓能力，能夠有效解決井下作業(yè)中其他工程所面臨的承壓不足問題。先后用于柳林地區(qū)煤層氣儲(chǔ)層封堵保護(hù)［3］、FL-H2-L煤層氣五分支水平井鉆井過程中的儲(chǔ)層傷害［4］，諸多地區(qū)的成功應(yīng)用，說明能夠根據(jù)問題調(diào)整絨囊流體組分，以達(dá)到滿足工程需要。煤層氣應(yīng)用中，其承壓能力較高，表明絨囊流體還可以用于固井和儲(chǔ)層改造［5］，并在奈曼油田固井過程中防止地層漏失，保證固井質(zhì)量［6］，在海上SZ361油田的修井過程中，絨囊流體被用作壓井液，有效防止漏失并減少儲(chǔ)層傷害［7］，在長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)氣庫井中，絨囊流體通過暫堵轉(zhuǎn)向酸化工藝，顯著提高了氣井的注采能力。在遼河油田，絨囊流體用于老井封堵優(yōu)勢(shì)通道后進(jìn)行重復(fù)壓裂，成功提升了油井產(chǎn)量，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)其在高含水油井堵水中具有提高采收率的潛力［8］，此外，在新疆油田的兩個(gè)井區(qū)，絨囊流體被用于輔助聚合物深部調(diào)驅(qū)［9］，這些都表明絨囊流體有廣泛的適用性。應(yīng)用前后，室內(nèi)也不斷認(rèn)識(shí)作用機(jī)理，并不斷完善其應(yīng)用工藝。

2010年，通過室內(nèi)溫度壓力聯(lián)合實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)壓力計(jì)測(cè)試進(jìn)一步驗(yàn)證絨囊流體在鉆井、完井和修井的封堵承壓能力［10］，還研究了絨囊封堵后，封堵對(duì)象巖石力學(xué)參數(shù)的變化［11］。根據(jù)流動(dòng)通道的大小和囊泡變形特點(diǎn)，推測(cè)絨囊流體的防漏堵漏機(jī)理為堆積、拉抻和填塞，以此為幾何模型從作用力的角度解釋囊泡實(shí)現(xiàn)分壓、耗壓和撐壓的機(jī)理［12］。

2011年，吉X井因嚴(yán)重漏失問題，原鉆井液已無法滿足施工需求，改用絨囊鉆井液體系，順利完鉆。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，絨囊鉆井液技術(shù)顯著提升低壓目的層的承壓能力，克服同一裸眼中不同壓力系統(tǒng)共存的工程挑戰(zhàn)［13］。同年，模擬細(xì)菌結(jié)構(gòu)研發(fā)了含仿生絨囊的鉆井液。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試顯示，該鉆井液在低剪切速率下具備高黏度特性，而在高剪切速率下表現(xiàn)出低黏度特性，既能提升井眼清潔效率與機(jī)械鉆速，又可增強(qiáng)低壓井段的承壓能力，從而滿足動(dòng)態(tài)窄密度窗口地層的安全鉆井要求［14］。還是這一年，基于泡沫類工作液研發(fā)的絨囊工作液，解決了泡沫在液柱壓力下易消失的缺陷，并在煤層氣鉆井中展現(xiàn)出密度可調(diào)、承壓能力強(qiáng)、封堵性能優(yōu)異及儲(chǔ)層保護(hù)效果明顯等優(yōu)勢(shì)。實(shí)例表明，絨囊工作液對(duì)地層裂縫及孔道大小、形狀有較強(qiáng)的自適應(yīng)封堵能力，可有效阻斷滲流通道。其自適應(yīng)封堵地層滲流通道的作用機(jī)制表明，該工作液在煤層氣欠平衡鉆井、低密度水泥漿固井、提升地層承壓能力及儲(chǔ)層改造等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景［15］。

2012年，室內(nèi)用多元回歸方法［16］和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法［17］對(duì)比外推發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)井下任意井深處絨囊流體密度變化不大，進(jìn)一步說明囊泡的抗壓縮能力非可循環(huán)泡沫可以比擬，達(dá)到開發(fā)之初的目標(biāo)。并且研究了廢棄絨囊鉆井液的無害處理方法，實(shí)現(xiàn)無害化處理廢棄絨囊鉆井液［18］。

2013年，奈曼油田奈1井儲(chǔ)層鉆井過程中漏失嚴(yán)重，固井質(zhì)量較差，影響試井作業(yè)。鉆進(jìn)至2367m時(shí)發(fā)生井漏，漏失風(fēng)險(xiǎn)較大，為保證固井質(zhì)量，采用絨囊前置液封堵漏層提高地層的承壓能力。用泥漿泵以1.8m3/s的排量將配制好的絨囊前置液打入井中，對(duì)漏失地層進(jìn)行封堵，再用水泥車進(jìn)行注水泥漿、替漿等工藝，最后水泥漿返出井口固井成功，在整個(gè)固井過程中返漿正常未發(fā)生漏失［19］。同年，磨溪?dú)馓锢滓欢蔚貙有蘧谐霈F(xiàn)嚴(yán)重漏失問題，針對(duì)磨80-C1側(cè)鉆水平井地層孔隙裂縫發(fā)育、地層壓力系數(shù)偏低以及鈣侵與高礦化度等復(fù)雜特點(diǎn)，采用了絨囊鉆井液技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果顯示，絨囊鉆井液具有穩(wěn)定的流變性能，能夠?qū)崿F(xiàn)隨鉆封堵地層。鉆井施工過程中，在2564～2906m井段完成鉆進(jìn)，總用時(shí)19d，增斜段機(jī)械鉆速達(dá)到1.95m/h，水平段機(jī)械鉆速為2.38m/h，全井過程無明顯漏失現(xiàn)象［20］。

2014年，針對(duì)頁巖氣成藏特性及鉆井過程中可能出現(xiàn)井漏、頁巖水化膨脹導(dǎo)致井壁垮塌等問題，開展油基絨囊鉆井液技術(shù)研究工作。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，成功研發(fā)出油基絨囊鉆井液配方。該鉆井液密度可調(diào)范圍為0.65～0.88g/cm3，具備良好的流變性能，抗溫能力可達(dá)150℃，穩(wěn)定性可維持60h以上，同時(shí)潤滑性能出色，并表現(xiàn)出優(yōu)異的抗水、抗鈣污染以及防漏堵漏能力，能夠滿足頁巖氣井鉆井的要求。該技術(shù)還適用于低壓低滲透儲(chǔ)層及低壓鹽膏層的鉆井作業(yè)，展現(xiàn)出良好的推廣與應(yīng)用前景［21］。統(tǒng)計(jì)SZ36-1油田修井后兩年多的采油數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)液量減少，產(chǎn)油量卻增加，說明絨囊流體具有優(yōu)秀控水、增產(chǎn)效果［22］。同年，煤層氣井樊試U1井組中的工藝井，在三開Φ152.4mm井段施工中，采用清水鉆井液鉆進(jìn)至772m時(shí)，井內(nèi)發(fā)生坍塌并伴隨大量掉塊，導(dǎo)致井下出現(xiàn)復(fù)雜情況。隨后，改用絨囊鉆井液體系，按照接近煤層壓力系數(shù)的密度進(jìn)行鉆進(jìn)。全井過程中未發(fā)生煤層垮塌、漏失等復(fù)雜問題，成功解決了煤層氣井水平段的井眼清潔及井壁失穩(wěn)、垮塌等技術(shù)難題，很好地滿足了鉆井施工的要求［23］。

2015年，利用流變儀測(cè)試了絨囊流體在不同溫度下的流動(dòng)能力，發(fā)現(xiàn)它不受溫度影響的流變特性，適用于海上深水鉆井［24］。但是，沒有得到應(yīng)用。同年，研究了絨囊暫堵液原縫無損重復(fù)壓裂技術(shù)，在遼河油田得以應(yīng)用［25］。這一年，在12-11-3H煤層氣六分支水平井鉆井過程中，因掉塊、垮塌、漏失及卡鉆等問題導(dǎo)致成功率較低。根據(jù)不同井下條件及固控設(shè)備的實(shí)際情況，優(yōu)化添加了成核劑、成膜劑、囊層劑和絨毛劑等4種絨囊鉆井液主要處理劑，調(diào)整鉆井液性能以滿足地質(zhì)要求。最終實(shí)現(xiàn)平均機(jī)械鉆速12.65m/h，相較鄰井提升了11.55%。整個(gè)鉆井過程驗(yàn)證了絨囊鉆井液在高固相容納、漏失地層封堵、井塌卡鉆處理及氣侵維持性能等方面的優(yōu)異能力［26］。還是這一年，溫哲豪等為了提高GX-3井的重復(fù)酸化效果，采用絨囊暫堵流體對(duì)原酸化形成的高傳導(dǎo)蚓孔進(jìn)行封堵。應(yīng)用結(jié)果顯示，該井產(chǎn)氣量得到顯著提升，為碳酸鹽巖儲(chǔ)層的重復(fù)酸化轉(zhuǎn)向技術(shù)提供了一種高效可行的新方法［27］。

2016年，為解決馬壁區(qū)塊煤層氣鉆井過程中面臨的漏失、井壁失穩(wěn)和氣侵等成井難題，通過室內(nèi)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，測(cè)定了注入3種不同鉆井液后煤巖的單軸抗壓強(qiáng)度，以及封堵煤巖后其承受液壓力的能力。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致，表明煤層氣絨囊鉆井液能夠滿足井壁穩(wěn)定和防漏堵漏的要求［28］。同年，鄭力會(huì)等利用絨囊流體高封堵強(qiáng)度特性，成功提升了鄭X井的日產(chǎn)氣量，達(dá)到作業(yè)前的兩倍以上，有效解決了重復(fù)壓裂過程中原裂縫受損導(dǎo)致供氣量減少的問題［29］。

2017年，氣區(qū)上部二疊系石千峰組和石盒子組發(fā)生嚴(yán)重漏失，且與之連通的直井出現(xiàn)惡性漏失和坍塌卡鉆，造成成井困難。絨囊鉆井流體通過內(nèi)封堵和黏結(jié)作用解決破碎巖石問題，強(qiáng)化了巖石的力學(xué)性能。絨囊鉆井流體的成功應(yīng)用，克服了韓城區(qū)塊煤層氣井在上漏和下塌方面的井筒難題［30］。同年，鄭3X煤層氣井因水力裂縫與含水砂巖層溝通，導(dǎo)致氣井出現(xiàn)高產(chǎn)水、低產(chǎn)氣的問題。聶帥帥等利用絨囊流體具有低傷害性、堵水及封堵強(qiáng)度高的特點(diǎn)，在進(jìn)行重復(fù)壓裂后，成功將排水期的產(chǎn)水量降低了79%，產(chǎn)氣期的產(chǎn)水量降低了68%，產(chǎn)氣量提高了44%。有效解決了壓裂作業(yè)水產(chǎn)量過高的問題［31］。

2018年，嘗試在絨囊暫堵劑中加入固相纖維，以提升封堵承壓能力和起效速度。采用0.1%、0.5%和1.0%濃度的纖維與密度為0.86g/cm3、表觀黏度為52.5mPa·s、動(dòng)塑比為1.06Pa/（mPa·s）的絨囊流體混合，形成新的暫堵劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加入纖維后的混合暫堵劑密度變化小于0.01g/cm3，表觀黏度變化小于0.50mPa·s，動(dòng)塑比變化小于0.02Pa/（mPa·s），顯示出良好的兼容性。應(yīng)用該暫堵劑后，日產(chǎn)氣量達(dá)8×104m3/d，相較鄰井提高了15%。應(yīng)用結(jié)果表明，加入固相纖維后，絨囊流體的封堵效果得到了進(jìn)一步增強(qiáng)［32］。

同年，魏攀峰等研究發(fā)現(xiàn)，在煤層氣鉆井過程中，常常面臨漏失和井壁坍塌的問題。通過調(diào)整絨囊流體的不同配方，成功配制出適用于煤層氣井的鉆井絨囊流體，實(shí)現(xiàn)了對(duì)漏失和坍塌的有效封堵和控制［33］。

2019年，從源頭開始研究鉆井液環(huán)境污染問題［34］，以減少包括絨囊在內(nèi)的鉆井液對(duì)環(huán)境的傷害。此外，應(yīng)用了塔河油田A1井［35］，使得A1增產(chǎn)效果明顯。

2019年以后，絨囊流體針對(duì)不同的油氣井需求，在控制硫化氫井修井過程中實(shí)現(xiàn)了不放壓修井［36］，在煤系地層致密砂巖氣穩(wěn)氣控水中［37］，實(shí)現(xiàn)了封堵和儲(chǔ)層改造的雙重作用。

絨囊鉆井液長(zhǎng)達(dá)十余年的研究，基本上滿足了石油工程領(lǐng)域的應(yīng)用需求，特別是儲(chǔ)層封堵作業(yè)的需求。

根據(jù)不同的目標(biāo)需求，研發(fā)不同組分的處理劑和研制不同性能體系，開發(fā)出絨囊鉆井流體、絨囊完井流體、絨囊修井流體、絨囊壓裂暫堵流體、絨囊酸壓暫堵流體、絨囊堵水流體和絨囊深部調(diào)驅(qū)流體等工作流體。但是，研究和應(yīng)用者經(jīng)常認(rèn)為絨囊流體只有一種，不了解用不同的材料配制不同的用途的體系以適用不同的應(yīng)用對(duì)象，或者用相同的材料配制不同性能的體系滿足不同的作業(yè)需求，造成如何選擇、如何應(yīng)用的困惑。所以，回顧十年來絨囊流體的應(yīng)用，以開發(fā)更能發(fā)揮作用的材料和體系是十分必要的。

為了更好地了解絨囊流體在不同領(lǐng)域的應(yīng)用情況，對(duì)2010—2019年間絨囊流體在實(shí)際過程中的應(yīng)用情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，按照絨囊流體應(yīng)用的領(lǐng)域分類，統(tǒng)計(jì)了絨囊流體在鉆井、修井、壓裂、穩(wěn)油控水、酸化以及聚合物驅(qū)替六大領(lǐng)域中的應(yīng)用頻率。通過這些數(shù)據(jù)，可以深入分析絨囊流體在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用頻率差異，及其在不同年份的應(yīng)用頻率變化趨勢(shì)，為此調(diào)研了36篇絨囊在鉆井、修井、壓裂、穩(wěn)油控水、酸化、聚合物驅(qū)替六個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況，見表1。

從表1中可以看出，2010—2019年，十年間絨囊流體的應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)出多領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，其應(yīng)用主要集中在鉆井、修井、壓裂領(lǐng)域，在穩(wěn)油控水、酸化和聚合物驅(qū)替領(lǐng)域應(yīng)用較少。

2010—2011年，得益于絨囊流體在井壁穩(wěn)定性和防漏堵漏方面的突出優(yōu)勢(shì)，滿足了鉆井過程中對(duì)穩(wěn)定性和安全性的高要求。從不同領(lǐng)域的應(yīng)用頻率上可以發(fā)現(xiàn)，鉆井是絨囊流體的主要應(yīng)用領(lǐng)域。

2012—2014年間，絨囊流體在鉆井領(lǐng)域的應(yīng)用頻率經(jīng)歷了一定的波動(dòng)。盡管如此，鉆井作業(yè)依然是其主要應(yīng)用領(lǐng)域，除了鉆井領(lǐng)域之外，絨囊流體也逐漸擴(kuò)展至其他領(lǐng)域，尤其是修井和酸化領(lǐng)域中。雖然在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用頻率較低，但仍顯示絨囊流體在提升油氣井修復(fù)效果、優(yōu)化酸化反應(yīng)等方面的潛力。總之，盡管絨囊流體在這一時(shí)期應(yīng)用呈現(xiàn)出一定的波動(dòng)，但在其他井下作業(yè)的作用逐步被重視。

2015年以后，壓裂和穩(wěn)油控水的應(yīng)用逐步增加，尤其是壓裂領(lǐng)域，從2015年的極少應(yīng)用逐漸穩(wěn)定到后續(xù)幾年連續(xù)應(yīng)用，表明其在提高采收率和油氣田開發(fā)中的潛力逐步顯現(xiàn)。

整體而言，2010—2019年十年間，絨囊流體的應(yīng)用范圍廣泛。從所收集的數(shù)據(jù)中可以看出，絨囊流體在不同領(lǐng)域的應(yīng)用存在顯著差異性，這表明數(shù)據(jù)收集是有效的，為后續(xù)的深入分析提供了可靠的基礎(chǔ)。

1方法過程

1.1室內(nèi)研究

通過統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間區(qū)間內(nèi)各領(lǐng)域的絨囊流體應(yīng)用頻次來確定熱點(diǎn)領(lǐng)域，這種方法在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的理論支持主要基于頻率分布、集中趨勢(shì)、偏態(tài)分布和異常值檢測(cè)等理論。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度來看，發(fā)文總量可以被視為對(duì)某一領(lǐng)域熱度的直接量化，頻率分布的分析能夠揭示發(fā)文量在各領(lǐng)域間的分布情況，而集中趨勢(shì)測(cè)量如均值和中位數(shù)，則幫助判斷發(fā)文量的整體水平。如果某些領(lǐng)域的發(fā)文量顯著高于其他領(lǐng)域，則可以通過離散程度如方差或標(biāo)準(zhǔn)差，來確定這些領(lǐng)域是否具有熱點(diǎn)特征。

同時(shí)，熱點(diǎn)領(lǐng)域的形成通常符合偏態(tài)分布，即大多數(shù)領(lǐng)域發(fā)文量較低，只有少數(shù)領(lǐng)域的發(fā)文量非常高，這種分布模式反映了少數(shù)領(lǐng)域占據(jù)大多數(shù)注意力的現(xiàn)象。此外，二八法則也提供了理論支持，即20%的領(lǐng)域可能貢獻(xiàn)了80%的發(fā)文量，正是熱點(diǎn)領(lǐng)域的特征所在。

從數(shù)學(xué)排序的角度來看，對(duì)領(lǐng)域發(fā)文量進(jìn)行排名能夠直觀地識(shí)別出熱門領(lǐng)域，符合排名分布的規(guī)律如詞頻分布定律，即排名靠前的領(lǐng)域發(fā)文量顯著高于其他領(lǐng)域。異常值檢測(cè)方法則可以進(jìn)一步幫助識(shí)別顯著高于總體水平的領(lǐng)域，將其視為熱點(diǎn)領(lǐng)域。此外，假設(shè)檢驗(yàn)可以驗(yàn)證某些領(lǐng)域的發(fā)文量是否顯著偏高，從而在統(tǒng)計(jì)學(xué)上判斷該領(lǐng)域是否屬于熱點(diǎn)。

綜上所述，文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析法的理論支持主要來自統(tǒng)計(jì)學(xué)中對(duì)集中性和分布模式的分析，以及異常值和顯著性差異的判斷，能夠科學(xué)合理地確定熱點(diǎn)領(lǐng)域。

各領(lǐng)域發(fā)文量關(guān)于時(shí)間的變化趨勢(shì)，實(shí)質(zhì)上是利用時(shí)間序列分析法研究發(fā)文量的動(dòng)態(tài)變化。時(shí)間序列分析的核心思想，是將數(shù)據(jù)分解為不同的組成部分，包括趨勢(shì)、季節(jié)性周期和隨機(jī)波動(dòng)。其中，趨勢(shì)部分反映了發(fā)文量的長(zhǎng)期變化方向。這種趨勢(shì)可以通過擬合線性回歸模型、移動(dòng)平均法或多項(xiàng)式擬合等方法來識(shí)別，對(duì)熱點(diǎn)領(lǐng)域的長(zhǎng)期發(fā)展做出科學(xué)判斷。

除了趨勢(shì)，時(shí)間序列中還可能存在季節(jié)性效應(yīng)，即發(fā)文量呈現(xiàn)出周期性波動(dòng)的特征。通過分析季節(jié)性成分，可以更好地理解領(lǐng)域內(nèi)的規(guī)律性活動(dòng)模式。通過傅里葉變換、周期性檢測(cè)或移動(dòng)窗口分析等技術(shù)，可以揭示這些周期性的規(guī)律，從而為領(lǐng)域發(fā)文量變化背后的內(nèi)在機(jī)制提供理論支持。時(shí)間序列分析還關(guān)注隨機(jī)波動(dòng)的成分。這種波動(dòng)通常由突發(fā)事件、外部沖擊引起。如果某一領(lǐng)域在某段時(shí)間的發(fā)文量顯著偏離長(zhǎng)期趨勢(shì)和周期性波動(dòng)，就代表在這段時(shí)間區(qū)間出現(xiàn)一次短期的熱點(diǎn)現(xiàn)象。

時(shí)間序列分析還依賴于平穩(wěn)性理論，這是對(duì)時(shí)間序列建模的一個(gè)基礎(chǔ)假設(shè)。平穩(wěn)性是指時(shí)間序列的統(tǒng)計(jì)特性，例如均值、方差和自相關(guān)等特征，在時(shí)間上是恒定的。如果發(fā)文量數(shù)據(jù)是非平穩(wěn)的，則需要通過差分、對(duì)數(shù)變換或其他方法將其轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)序列后進(jìn)行分析。

最后，時(shí)間序列分析中的自相關(guān)性與滯后效應(yīng)理論，也為解釋發(fā)文量的動(dòng)態(tài)變化提供了支持。如果發(fā)文量在某一時(shí)刻與之前的時(shí)刻高度相關(guān)，即自相關(guān)性強(qiáng)，則可以通過自相關(guān)函數(shù)或偏自相關(guān)函數(shù)來量化這種關(guān)聯(lián)。進(jìn)而使用自回歸積分滑動(dòng)平均模型或其他預(yù)測(cè)性模型，進(jìn)一步預(yù)測(cè)某領(lǐng)域未來的發(fā)文量變化。

總結(jié)來說，時(shí)間序列方法為領(lǐng)域發(fā)文量的動(dòng)態(tài)變化提供了全面的理論框架。從趨勢(shì)分析、周期性檢驗(yàn)到隨機(jī)波動(dòng)與平穩(wěn)性檢測(cè)，這些理論幫助解釋數(shù)據(jù)背后的長(zhǎng)期發(fā)展、規(guī)律性模式和短期突發(fā)變化，為絨囊流體確定熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域提供了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。為預(yù)測(cè)絨囊流體的熱門應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展提供支撐依據(jù)。

此類數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的問題具有一個(gè)顯著的共同點(diǎn)，即多個(gè)因變量往往依賴于同一個(gè)自變量，并表現(xiàn)出函數(shù)關(guān)系。為了更系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化地解決此類問題，同時(shí)提升研究的效率和準(zhǔn)確性，分析過程進(jìn)行可視化尤為重要，這不僅有助于清晰地呈現(xiàn)研究的邏輯結(jié)構(gòu)，還能夠幫助研究者更直觀地理解理論成果，發(fā)現(xiàn)潛在問題和改進(jìn)方法，如圖1所示。

從圖1中可以看出，整個(gè)流程可以分為確定研究問題數(shù)據(jù)搜集區(qū)間及數(shù)據(jù)搜集、分析方法適用性、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理、研究結(jié)果可視化呈現(xiàn)四個(gè)部分。

第一部分是確定研究問題中自變量的取值范圍及搜集與自變量對(duì)應(yīng)的因變量數(shù)據(jù)，這是整個(gè)流程的基礎(chǔ)，有些數(shù)據(jù)或函數(shù)關(guān)系并不能直接從原生數(shù)據(jù)點(diǎn)看出，一些因變量的取值往往需要經(jīng)過統(tǒng)計(jì)和整理，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性與所研究問題的目的相對(duì)應(yīng)。這一步直接決定了研究過程的范圍和方向，也直接影響到該室內(nèi)研究成果的適用性。

第二部分是流程中最核心的環(huán)節(jié)，旨在判斷研究問題在所選自變量取值區(qū)間內(nèi)是否能通過該流程進(jìn)行分析。如果多個(gè)因變量與同一自變量存在多種函數(shù)關(guān)系，則每個(gè)函數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以看作一個(gè)類別。

第三部分對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行兩方面處理，一是統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)關(guān)系及因變量之和；二是由于存在多個(gè)函數(shù)關(guān)系，對(duì)于同一自變量，需要統(tǒng)計(jì)不同對(duì)應(yīng)關(guān)系下的多個(gè)因變量值。

第四部分是研究結(jié)果的可視化呈現(xiàn)，將第三部分的統(tǒng)計(jì)結(jié)果繪制成散點(diǎn)圖、柱狀圖、折線圖等，具體形式依據(jù)研究問題需求而定。在這些圖表的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步利用線性擬合、時(shí)間序列法等統(tǒng)計(jì)方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行深度處理，線性擬合可以探討絨囊流體應(yīng)用頻率與時(shí)間或其他關(guān)鍵變量之間的關(guān)系，揭示潛在的趨勢(shì)或相關(guān)性。而時(shí)間序列分析則可以幫助識(shí)別不同應(yīng)用領(lǐng)域在不同時(shí)期的變化規(guī)律，從而捕捉數(shù)據(jù)中的周期性、波動(dòng)性或長(zhǎng)期趨勢(shì)，以更有力地支撐研究結(jié)論。

整體而言，該室內(nèi)研究成果的形成過程系統(tǒng)地介紹了每個(gè)環(huán)節(jié)的具體階段，清晰展現(xiàn)了各階段的因果邏輯關(guān)系，同時(shí)體現(xiàn)出流程的連續(xù)性與階段推進(jìn)的間隔性。必須指出，整個(gè)過程旨在提供解決此類問題的思路和方法，而具體問題的解決仍需結(jié)合實(shí)際條件，進(jìn)行具體問題具體分析。因地制宜的原則才能夠確保解決方案的針對(duì)性和有效性。

1.2應(yīng)用過程

絨囊流體在2010—2019年十年間的應(yīng)用領(lǐng)域逐步發(fā)展，在這十年里有36篇與其相關(guān)的研究文章發(fā)表。為了解不同年份絨囊流體在不同領(lǐng)域的應(yīng)用分布情況，依據(jù)文章內(nèi)容，將36篇文章歸入鉆井、修井、壓裂、穩(wěn)油控水、酸化和聚合物驅(qū)替六大領(lǐng)域進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。由于一篇文章可能涵蓋多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，因此在統(tǒng)計(jì)時(shí)，不以文章總量為統(tǒng)計(jì)單位，而是以各領(lǐng)域在文章中出現(xiàn)的頻率為單位。這種統(tǒng)計(jì)方法能夠更準(zhǔn)確地反映各領(lǐng)域的實(shí)際關(guān)注度，避免因單篇文章涉及多個(gè)領(lǐng)域而造成的數(shù)據(jù)偏差，從而更科學(xué)地展現(xiàn)絨囊流體在不同領(lǐng)域的應(yīng)用分布。

依據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，對(duì)絨囊流體在不同領(lǐng)域的應(yīng)用頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過匯總鉆井、修井、壓裂、穩(wěn)油控水、酸化和聚合物驅(qū)替應(yīng)用頻率，可以進(jìn)一步計(jì)算各領(lǐng)域的應(yīng)用頻率在總次數(shù)中的占比，為理解絨囊流體的應(yīng)用熱點(diǎn)提供了直觀依據(jù)。同時(shí)，這一分析為深入挖掘絨囊流體的潛力、優(yōu)化其使用策略奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，盡管一些領(lǐng)域在當(dāng)下不熱門，面臨一系列技術(shù)難點(diǎn)，但挑戰(zhàn)即是機(jī)遇，這些領(lǐng)域在未來完全可能成為絨囊流體應(yīng)用熱門領(lǐng)域，這也為未來技術(shù)創(chuàng)新提供了方向性指導(dǎo)。

為了更清晰地展示絨囊在不同領(lǐng)域的熱門程度，采用柱狀圖的可視化呈現(xiàn)方法。柱狀圖橫軸表示領(lǐng)域名稱，縱軸表示絨囊流體在該領(lǐng)域的應(yīng)用次數(shù)，便于比較不同領(lǐng)域的應(yīng)用頻率。

接下來，將整理出的時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，生成一個(gè)時(shí)間序列表格，記錄2010—2019年十年間每一年不同應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用頻次。基于這些數(shù)據(jù)，選擇使用散點(diǎn)圖進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的可視化處理，橫軸表示年份，縱軸表示對(duì)應(yīng)年份內(nèi)絨囊流體在該領(lǐng)域的應(yīng)用次數(shù)。為了便于區(qū)分不同領(lǐng)域的趨勢(shì)，散點(diǎn)圖中不同領(lǐng)域的應(yīng)用情況使用了不同顏色、標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

在完成散點(diǎn)圖繪制后，進(jìn)一步對(duì)每個(gè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行了線性擬合，通過線性擬合，可以得到描述各領(lǐng)域隨年份變化的線性方程，包括每條擬合直線的斜率和截距，斜率絕對(duì)值的大小可以反應(yīng)該領(lǐng)域隨年份的變化程度，截距可以反應(yīng)絨囊流體初始年份在該領(lǐng)域的應(yīng)用頻次。這些擬合直線疊加在散點(diǎn)圖上更加方便對(duì)比，直觀呈現(xiàn)了各領(lǐng)域的應(yīng)用變化趨勢(shì)。

在室內(nèi)研究的過程中，對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并基于分析結(jié)果形成了室內(nèi)研究成果形成過程圖。以絨囊流體在不同領(lǐng)域的應(yīng)用為實(shí)例，將實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過程可視化，流程涵蓋了從數(shù)據(jù)收集到最終結(jié)論的各個(gè)環(huán)節(jié)，以及驗(yàn)證過程中的關(guān)鍵步驟，詳細(xì)展示了研究成果如何在實(shí)例中得到應(yīng)用。不僅可以直觀地了解每個(gè)環(huán)節(jié)如何銜接，確保方法的思路可以可視化呈現(xiàn)，進(jìn)而保證研究成果的可靠性和實(shí)用性。另外，通過將理論應(yīng)用于實(shí)際問題的解決過程中，還能夠證明室內(nèi)研究成果的可行性，進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整研究方法，提升在實(shí)際應(yīng)用的效果，如圖2所示。

從圖2中可以看出，整個(gè)過程可以分為數(shù)據(jù)搜集區(qū)間確定及數(shù)據(jù)搜集、研究問題符合性確定、數(shù)據(jù)分類及圖表制作、結(jié)果可視化呈現(xiàn)四個(gè)部分，體現(xiàn)了系統(tǒng)化和邏輯性，驗(yàn)證了理論的實(shí)踐價(jià)值，也為未來類似研究提供了參考模板。

第一部分是明確研究的自變量范圍和數(shù)據(jù)的收集與整理，設(shè)定研究時(shí)間區(qū)間為2010—2019年，并將分析的時(shí)間區(qū)間確定為10年。這一步搜集了研究時(shí)間區(qū)間內(nèi)36篇絨囊流體應(yīng)用的文獻(xiàn)，并整理應(yīng)用頻次，為整個(gè)研究提供了框架、方向和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

第二部分是整個(gè)流程的核心環(huán)節(jié)，重點(diǎn)分析絨囊流體在不同領(lǐng)域的應(yīng)用頻率（因變量）與年份（自變量）之間的關(guān)系，判斷這些數(shù)據(jù)是否可以通過該室內(nèi)研究成果處理。如果年份和不同應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用頻次存在多種函數(shù)關(guān)系，則每種對(duì)應(yīng)關(guān)系可看作一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，便可以按照不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?yīng)用情況分類。進(jìn)而繼續(xù)接下來的數(shù)據(jù)處理、分析。

第三部分對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了兩方面的處理，首先，按照應(yīng)用領(lǐng)域分類，統(tǒng)計(jì)2010—2019年十年內(nèi)每個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用頻率的總和；其次，對(duì)同一自變量在不同領(lǐng)域的多個(gè)應(yīng)用頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到其關(guān)于年份的分布和變化。

第四部分是結(jié)果的可視化呈現(xiàn)，通過柱狀圖和散點(diǎn)圖展示統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并結(jié)合時(shí)間序列法預(yù)測(cè)各領(lǐng)域未來的應(yīng)用趨勢(shì)。根據(jù)線性回歸擬合的方程，分析結(jié)果顯示鉆井領(lǐng)域是十年內(nèi)應(yīng)用最多的領(lǐng)域，壓裂領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì)可能在未來呈現(xiàn)正增長(zhǎng)，其他領(lǐng)域則可能呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

整體而言，絨囊流體應(yīng)用領(lǐng)域的頻率及應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)研究實(shí)例，很好的應(yīng)用了室內(nèi)研究成果，并得到了具有一定科學(xué)性、客觀性的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

2結(jié)果現(xiàn)象討論

2.1熱點(diǎn)率預(yù)測(cè)絨囊流體應(yīng)用熱門領(lǐng)域分析

熱點(diǎn)率是衡量某一領(lǐng)域在特定研究主題中相對(duì)關(guān)注程度的重要指標(biāo)，其計(jì)算公式為該領(lǐng)域研究頻率與所有研究頻率之和的比值。該指標(biāo)直觀反映各領(lǐng)域在整體研究主題中的貢獻(xiàn)比例和關(guān)注程度，可以定量地分析絨囊流體在不同領(lǐng)域的應(yīng)用分布，36篇文獻(xiàn)涉及應(yīng)用領(lǐng)域劃分為鉆井、修井、壓裂、穩(wěn)油控水、酸化和聚合物驅(qū)替共6個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，并對(duì)每個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。為了更直觀地對(duì)比各領(lǐng)域之間絨囊流體應(yīng)用頻率的差異，可通過統(tǒng)計(jì)各領(lǐng)域的研究頻率數(shù)據(jù)并繪制柱狀圖，將不同應(yīng)用領(lǐng)域的頻率差異以圖形化方式呈現(xiàn)。柱狀圖能夠清晰展示各領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)，直觀反映絨囊流體在6個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用強(qiáng)度及相對(duì)分布情況，如圖3所示。

從圖3中可以看出，十年間，絨囊流體在六個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用。同時(shí)，絨囊流體在不同領(lǐng)域的應(yīng)用頻率也不同，其中，絨囊流體在鉆井、修井、壓裂、穩(wěn)油控水、酸化、聚合物驅(qū)替領(lǐng)域中的應(yīng)用頻率分別為16次、11次、9次、6次、3次、3次。為體現(xiàn)絨囊流體文章在不同應(yīng)用領(lǐng)域中占比，通過熱點(diǎn)率計(jì)算得出，絨囊流體文章在鉆井、修井、壓裂、穩(wěn)油控水、酸化、聚合物驅(qū)替領(lǐng)域中的熱點(diǎn)率分別為33%、23%、19%、13%、6%和6%。分析不同領(lǐng)域絨囊流體的熱點(diǎn)率發(fā)現(xiàn)，絨囊流體的研究主要集中在鉆井、修井和壓裂領(lǐng)域，其中鉆井領(lǐng)域研究頻率最多，熱點(diǎn)率達(dá)到了33%，占據(jù)了顯著的優(yōu)勢(shì)，這說明在2010—2019年十年間，絨囊流體在鉆井領(lǐng)域的應(yīng)用最為熱門。

（1）鉆井領(lǐng)域應(yīng)用最熱門，主要原因在于絨囊流體能夠改善鉆井液的流變性能，提高鉆井效率并降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。此外，鉆井作為石油勘探開發(fā)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對(duì)新型工作液需求較大，吸引了更多的研究關(guān)注。

例如，2017年，班凡生等發(fā)現(xiàn)金壇儲(chǔ)氣庫硬脆性泥巖地層在鉆探過程中，當(dāng)遇到裂隙發(fā)育的硬脆性泥巖時(shí)，常規(guī)鉆井液難以應(yīng)對(duì)，而絨囊鉆井液通過內(nèi)封堵的方式，抑制了自由水侵入，防止井壁坍塌和擴(kuò)徑，確保鉆井順利進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)表明，絨囊鉆井液具有出色的封堵能力，它在驅(qū)替砂泥巖柱塞時(shí)，僅需30min，驅(qū)替壓力就能迅速上升至18MPa，有效封堵流動(dòng)通道，防止鉆井液漏失，減少地層污染，提高鉆井安全性和效率。絨囊鉆井液具有強(qiáng)大的抑制性，滾動(dòng)回收率93%，遠(yuǎn)高于清水和聚合物鉆井液。

又如，2018年，發(fā)現(xiàn)煤層氣鉆井過程中經(jīng)常遇上漏下塌地層，通常采用調(diào)換或調(diào)整鉆井液來防塌控漏，魏攀峰等通過調(diào)節(jié)絨囊流體不同的配方配制鉆井絨囊流體。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果表明，該絨囊配方性能可以實(shí)現(xiàn)煤層氣井內(nèi)封堵控制漏失、坍塌。

（2）修井和壓裂領(lǐng)域的研究頻率相對(duì)較高，也表明了絨囊流體在這些領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。修井過程中，絨囊流體可以用于井壁保護(hù)和清理，提高作業(yè)安全性；在壓裂領(lǐng)域，絨囊流體出色的攜砂能力和裂縫支撐效果對(duì)于憋壓、造縫、支撐等壓裂工作幫助很大，成為研究的關(guān)鍵點(diǎn)。這些應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)際需求，為絨囊流體的研究提供了明確的技術(shù)驅(qū)動(dòng)。

例如，2020年，在修井作業(yè)中，普光氣田深部碳酸鹽巖地層天然裂縫、溶洞與改造后人工裂縫結(jié)構(gòu)共存，井筒液柱與地層形成壓差時(shí)成為漏失通道，需實(shí)施暫堵。曾浩等為了解決絨囊修井液封堵低壓氣層時(shí)，封堵大尺度通道導(dǎo)致用量過大的問題，引入固態(tài)堵劑輔助絨囊修井液降低流體用量。封堵后注入破膠液解除暫堵，測(cè)定清水流速恢復(fù)效果。結(jié)果表明，相同承壓所需絨囊修井液體積隨固態(tài)堵劑加量增大而下降12.3%～60.5%，破膠后裂縫中清水流速恢復(fù)率達(dá)98%，傷害程度較低。此應(yīng)用擴(kuò)展了絨囊流體應(yīng)用領(lǐng)域。

又如，絨囊流體在壓裂作業(yè)中也有應(yīng)用，2016年，鄭X井地處山西省沁水縣鄭莊鎮(zhèn)楊樹莊村北，是沁水盆地南部晉城斜坡帶鄭莊區(qū)塊一口煤層氣開發(fā)直井。完鉆井深為946.78m，套管射孔完井。生產(chǎn)層為山西組3#煤層，厚度為4.0m。頂板厚為3.2m，含砂泥巖底板厚度為1.2m，泥巖射孔段為886.4～890.4m。煤層解吸壓力為3.7MPa，含氣量為28m3/t，孔隙度為4.0%，滲透率較低。鄭力會(huì)等發(fā)現(xiàn)絨囊流體能使壓裂液轉(zhuǎn)向壓開新縫且不傷害原裂縫，利用其高、封堵強(qiáng)度性能，使日產(chǎn)氣量達(dá)到2倍以上，解決了重復(fù)壓裂傷害原縫導(dǎo)致供氣體積少的難題。

（3）穩(wěn)油控水、酸化和聚合物驅(qū)替領(lǐng)域的研究相對(duì)較少，但這并不意味著絨囊流體未來應(yīng)用的潛力差。

相反，未來絨囊流體在酸化和聚合物驅(qū)替領(lǐng)域的應(yīng)用空間很多，之所以目前應(yīng)用較少，是因?yàn)檫@些領(lǐng)域具有明確的技術(shù)挑戰(zhàn)，同樣，這些技術(shù)挑戰(zhàn)也不斷推動(dòng)絨囊流體的發(fā)展，并取得一部分成效，盡管現(xiàn)在看來，這些成效還難以解決目前遇到的大多數(shù)工程問題，但或許隨著研究成果不斷發(fā)展，能夠?yàn)榻鉀Q這些問題提供新的思路，未來的研究也可能會(huì)隨著技術(shù)突破和工業(yè)需求的變化而進(jìn)一步拓展。

例如，絨囊流體在穩(wěn)油氣控水領(lǐng)域的應(yīng)用最早是2017年的鄭莊煤層氣田。鄭3X井位于山西省沁水縣鄭莊鎮(zhèn)中鄉(xiāng)村，屬于沁南晉城斜坡帶鄭莊區(qū)塊的一口煤層氣開發(fā)直井。完鉆井深度為710m，人工井底為702m，采用套管射孔完井。生產(chǎn)層為山西組3#煤層，厚度為4.1m，頂板為7.2m厚的含砂泥巖，底板為11.8m厚的含砂泥巖。射孔段648.7～653.2m，厚度為4.5m。煤層的解吸壓力為2.2MPa，噸煤含氣量為23m3/t，孔隙度為4.3%。鄭3X煤層氣井的水力裂縫與含水砂巖層溝通，導(dǎo)致氣井出現(xiàn)高產(chǎn)水、低產(chǎn)氣的問題。聶帥帥等通過應(yīng)用絨囊流體的低傷害性、堵水性和強(qiáng)封堵性能，經(jīng)過重復(fù)壓裂后，排水期的產(chǎn)水量降低了79%，產(chǎn)氣期的產(chǎn)水量降低了68%，同時(shí)產(chǎn)氣量提高了44%。該技術(shù)有效解決了壓裂后水產(chǎn)量過高的難題。

又如，絨囊流體在2015年酸化作業(yè)中得到應(yīng)用。GX-3井位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡，完鉆深度為3577m，鉆井層位于奧陶系馬家溝組馬五層，采用射孔并常規(guī)酸化處理。溫哲豪等為了提高GX-3井的重復(fù)酸化效果，使用了絨囊暫堵流體封堵了原酸化高傳導(dǎo)蚓孔，迫使酸液進(jìn)入未酸化的地層。經(jīng)過處理后，產(chǎn)氣量由5.0×104m3/d提升至7.0×104m3/d，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，絨囊暫堵流體封堵高傳導(dǎo)蚓孔后進(jìn)行再酸化，不僅保護(hù)了原裂縫的產(chǎn)氣能力，還成功新增了產(chǎn)量貢獻(xiàn)層。這為碳酸鹽巖儲(chǔ)層的重復(fù)酸化提供了一種有效的新方法。

再如，絨囊流體在聚合物驅(qū)替領(lǐng)域的應(yīng)用，魏攀峰等為了解決非均質(zhì)礫巖油藏高滲通道與低滲通道共存時(shí)，常規(guī)聚合物驅(qū)大幅度提高采收率困難的問題。利用絨囊流體中囊泡在高滲通道低流動(dòng)阻力誘導(dǎo)下進(jìn)入并大量堆積的機(jī)理，降低高滲通道與低滲通道間流動(dòng)阻力差，促使驅(qū)替介質(zhì)轉(zhuǎn)向進(jìn)入低滲區(qū)，提高油藏采收率。驅(qū)替介質(zhì)轉(zhuǎn)向進(jìn)入低滲巖心，原油采收率提高8.17%～11.54%，驅(qū)油效果提升顯著。在克拉瑪依油田七東1區(qū)礫巖油藏TX井和TY井應(yīng)用，分別累計(jì)注入絨囊流體150m3和123m3，井口壓力升高4.70MPa和1.28MPa，對(duì)比注入前后90d，日產(chǎn)油量分別提高64.15%和17.74%，整體含水率下降7.94%和10.91%，說明絨囊流體輔助聚合物驅(qū)提高采收率效果明顯。

整體而言，絨囊流體在鉆井領(lǐng)域的應(yīng)用最為熱門，并且得到許多現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，其余領(lǐng)域的熱門程度較低，但是仍存在部分的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，并取得一定的成效。

2.2時(shí)間序列法預(yù)測(cè)絨囊流體應(yīng)用熱門領(lǐng)域趨勢(shì)分析

將絨囊流體文獻(xiàn)按照應(yīng)用涉及領(lǐng)域分為鉆井、修井、壓裂、穩(wěn)油控水、酸化、聚合物驅(qū)替六大領(lǐng)域后，為了預(yù)測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域中絨囊流體應(yīng)用隨年份的變化，同時(shí)對(duì)比不同應(yīng)用領(lǐng)域絨囊流體的發(fā)展趨勢(shì)，將各應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用頻率繪制散點(diǎn)圖，橫坐標(biāo)為年份，縱坐標(biāo)為該領(lǐng)域絨囊流體應(yīng)用頻次。并分別對(duì)絨囊流體在各領(lǐng)域的應(yīng)用頻率關(guān)于年份進(jìn)行線性回歸，擬合出預(yù)測(cè)方程，通過圖中擬合后的直線，便于更直觀地分析絨囊流體在不同領(lǐng)域應(yīng)用頻次發(fā)展趨勢(shì)，如圖4所示。

從圖4中可以看出，絨囊流體的研究領(lǐng)域呈現(xiàn)出明顯的趨勢(shì)差異，絨囊流體在鉆井、修井、壓裂、穩(wěn)油控水、酸化、聚合物驅(qū)替領(lǐng)域中的線性方程斜率分別為?0.20、?0.10、0.11、?0.05、?0.09和?0.10。鉆井、修井、穩(wěn)油控水、酸化和聚合物驅(qū)替，均表現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，尤其是在穩(wěn)油控水和聚合物驅(qū)替等領(lǐng)域，可能已經(jīng)達(dá)到了技術(shù)瓶頸，導(dǎo)致研究活動(dòng)逐步減少。相比之下，壓裂領(lǐng)域卻呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。這種趨勢(shì)的變化不僅反映了絨囊流體在不同領(lǐng)域應(yīng)用的變化，還揭示了行業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向。未來，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，可能會(huì)出現(xiàn)新的熱點(diǎn)領(lǐng)域，推動(dòng)絨囊流體的研究進(jìn)入新的階段。

（1）鉆井領(lǐng)域趨勢(shì)方程斜率為?0.20，決定系數(shù)（R2）為0.26，表明鉆井領(lǐng)域的研究頻率呈下降趨勢(shì)。鉆井領(lǐng)域在2010年到2019年期間研究頻率較多，但在此后逐漸減少。

在這十年內(nèi)，鉆井領(lǐng)域是絨囊流體熱門應(yīng)用領(lǐng)域，但是從發(fā)展趨勢(shì)上看，應(yīng)用熱度在逐年減退。鉆井問題往往是人們現(xiàn)場(chǎng)過程中最先面臨的問題，在絨囊流體尚未問世或者未成熟之前，一些鉆井核心問題得不到改善，例如井壁穩(wěn)定性、鉆井液的性能、井漏以及各問題之間的制衡關(guān)系等。因此，在早些年，絨囊流體在鉆井的應(yīng)用十分熱門，隨著絨囊的發(fā)展，鉆井核心問題不斷改善，研究的需求自然減少。從這一角度也能間接反應(yīng)出絨囊實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的卓越性。深部煤層氣未來可能繼續(xù)應(yīng)用，絨囊流體在新領(lǐng)域會(huì)有更多拓展。

例如，2017年，韓3-X井井深為1785m，韓3-Y井井深為1985m，建井周期為21d，期間發(fā)生了多次漏失現(xiàn)象。鄭力會(huì)通過調(diào)整絨囊鉆井流體的性能，研究漏失點(diǎn)和坍塌點(diǎn)，掌握了地層的漏失規(guī)律。應(yīng)用絨囊鉆井流體后，能夠有效增強(qiáng)巖石的力學(xué)性能，減少鉆井過程中的漏失量，從而成功解決了韓城區(qū)塊煤層氣井的上漏下塌等井筒問題。

（2）修井領(lǐng)域趨勢(shì)方程斜率為?0.10，R2為0.22，表明修井領(lǐng)域的研究頻率也在逐年減少。圖中顯示修井領(lǐng)域的研究熱度起初較高，但下降趨勢(shì)較為明顯，表明相關(guān)技術(shù)的探索階段可能已經(jīng)完成，或者其他更具潛力的領(lǐng)域吸引了研究資源。

例如，2022年，乍得某注氣井地層壓力低、易脫氣形成次生氣頂，三開鉆至1313m時(shí)出現(xiàn)失返性漏失，井筒大量氣體溢出而無法安全施工，常規(guī)修井液不能有效平衡地層壓力，存在很大井控風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)場(chǎng)利用低密度納微米絨囊修井液降低漏速、控制氣竄、低傷害的性能優(yōu)勢(shì)，解決了修井液堵漏成功率低、材料不適用及有效期短的難題。

（3）壓裂領(lǐng)域趨勢(shì)方程斜率為0.11，R2為0.27，說明壓裂領(lǐng)域的研究頻率呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)。結(jié)合圖中表現(xiàn)，壓裂領(lǐng)域的研究起初較少，但自2015年開始逐步增加，這是由于絨囊流體在壓裂過程中攜砂能力或裂縫支撐等性能的優(yōu)越性逐漸被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用。絨囊流體在攜砂能力和裂縫支撐能力上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，隨著非常規(guī)油氣資源的開發(fā)逐漸成為全球能源勘探的重點(diǎn)，尤其是在頁巖氣、致密油等領(lǐng)域，壓裂技術(shù)的重要性日益增加。在這些資源的開發(fā)中，絨囊流體的應(yīng)用可以有效提高壓裂液的性能，進(jìn)而提升壓裂效果。這使得絨囊流體在壓裂領(lǐng)域的應(yīng)用需求逐漸增加，帶動(dòng)了相關(guān)研究的增長(zhǎng)。

例如，2019年，蔣建方為了研究絨囊暫堵劑在深層碳酸鹽巖儲(chǔ)層轉(zhuǎn)向壓裂中的適用性，選擇了塔里木盆地塔河油田奧陶系碳酸鹽巖THX井巖心作為樣本，開展了注入絨囊暫堵劑前后的巖石力學(xué)特性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行了絨囊注入含裂縫巖心后的封堵壓力實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，巖心的韌性得到了增強(qiáng)，絨囊暫堵后裂縫的承壓能力逐步提升，絨囊韌性封堵帶已經(jīng)形成，顯示出顯著的封堵效果；同時(shí)，絨囊暫堵劑能夠在130℃的高溫下穩(wěn)定工作。結(jié)論認(rèn)為，絨囊暫堵劑能夠有效滿足深層碳酸鹽巖暫堵轉(zhuǎn)向壓裂的需求。

（4）穩(wěn)油控水領(lǐng)域趨勢(shì)方程斜率為?0.05，R2為0.08，表明在2010—2019年十年間，該領(lǐng)域的研究頻率呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì)。從數(shù)據(jù)中可以看出，穩(wěn)油控水領(lǐng)域的應(yīng)用初期曾受到一定關(guān)注，但近年來其應(yīng)用熱度逐漸減退。這一現(xiàn)象與幾個(gè)因素相關(guān)，穩(wěn)油控水技術(shù)面臨較大的技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是在實(shí)際應(yīng)用過程中可能遇到復(fù)雜的地質(zhì)條件和工程難題；雖然該領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大，但其實(shí)際效果仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證和優(yōu)化，這導(dǎo)致相關(guān)研究和投資的熱情有所減退。此外，隨著其他技術(shù)的不斷發(fā)展和突破，穩(wěn)油控水領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)也日益加劇，這可能進(jìn)一步影響了其在科研中的關(guān)注度。然而，隨著技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用驗(yàn)證的深入，穩(wěn)油控水領(lǐng)域仍有可能迎來新的突破和發(fā)展。

例如，2020年，鄂爾多斯盆地蘇里格地區(qū)巖心柱塞的孔隙度為3.29%～3.98%，氣測(cè)滲透率為0.0419～0.0512mD。現(xiàn)場(chǎng)描述破碎性致密砂巖儲(chǔ)層氣藏孔隙度為3.7%～15.0%，滲透率為0.01～1mD。趙俊等為了解決蘇里格深部煤系致密氣儲(chǔ)層厚度較小，且壓裂過程中易與水層溝通從而導(dǎo)致氣井產(chǎn)水的問題，在蘇里格氣田A、B兩口井實(shí)施了控水壓裂。通過利用絨囊流體的封堵強(qiáng)度和增氣堵水性能，該方法有效地控制了裂縫形態(tài)并防止了水層的溝通，最終兩個(gè)井的平均日產(chǎn)氣量分別提高了13.71%和6.99%，有效解決了壓裂后氣井出水產(chǎn)量過高的問題。

（5）酸化領(lǐng)域趨勢(shì)方程的斜率為?0.09，R2為0.32，這表明在2010—2019年十年間，酸化領(lǐng)域的研究頻率整體呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。酸化領(lǐng)域的應(yīng)用熱度整體較低，說明該領(lǐng)域的關(guān)注度相對(duì)較弱。絨囊流體在酸化領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于初步探索階段，其相關(guān)研究尚未形成系統(tǒng)性、規(guī)模化的突破，也未成為該領(lǐng)域的主要研究方向。這一趨勢(shì)受到多種因素的影響，例如技術(shù)尚未完全成熟、研究成果的推廣和應(yīng)用受到限制、以及其他技術(shù)在酸化領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)等。然而，這也表明酸化領(lǐng)域仍然存在一定的技術(shù)空白和潛在的研究?jī)r(jià)值，為絨囊流體未來在該領(lǐng)域的發(fā)展提供了探索的空間和方向。

（6）聚合物驅(qū)替領(lǐng)域趨勢(shì)方程斜率為?0.10，R2為0.48，表明聚合物驅(qū)替領(lǐng)域的研究頻率在逐年減少。聚合物驅(qū)替的應(yīng)用熱度本就一直處于較低水平，還要逐年減少，可能是在2010—2019年十年間，一些與絨囊流體相關(guān)的聚合物驅(qū)替技術(shù)在應(yīng)用過程中效果不明顯。這與絨囊流體當(dāng)前的發(fā)展密切相關(guān)，同時(shí)也反映出技術(shù)瓶頸的存在，或絨囊流體在該領(lǐng)域的應(yīng)用潛力尚未被充分挖掘。

整體而言，通過絨囊流體六大應(yīng)用領(lǐng)域趨勢(shì)圖，能夠直觀的反映出2010—2019年十年間絨囊在不同領(lǐng)域的應(yīng)用情況，線性方程具有一定的預(yù)測(cè)性，根據(jù)線性擬合的方程，可以預(yù)測(cè)絨囊流體應(yīng)用涉及領(lǐng)域的發(fā)展能力，擬合方程的斜率絕對(duì)值的大小可以視為某領(lǐng)域發(fā)展能力的大小。斜率絕對(duì)值越大，意為下一年變化越大，正負(fù)表示變化增加或減少。鉆井、修井、壓裂、穩(wěn)油控水、酸化、聚合物驅(qū)替領(lǐng)域分別是?0.20、0.11、?0.10、?0.05、?0.09、?0.10。鉆井和壓裂領(lǐng)域的發(fā)展能力較大，因此預(yù)測(cè)下一年，鉆井領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)顯著減少，而壓裂領(lǐng)域則會(huì)相對(duì)增加。幫助研究者可以在了解十年內(nèi)絨囊流體應(yīng)用情況的基礎(chǔ)之上，更為準(zhǔn)確地聚焦于下一個(gè)絨囊流體熱門應(yīng)用領(lǐng)域。

最后，線性回歸雖然是一種簡(jiǎn)單且有效的預(yù)測(cè)方法，但它也有一些明顯的缺點(diǎn)。線性回歸假設(shè)自變量與因變量之間存在線性關(guān)系，這在實(shí)際問題中并不總是成立。對(duì)于非線性關(guān)系，線性回歸的預(yù)測(cè)效果較差；線性回歸容易受到異常值的影響，模型的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性可能會(huì)受到很大影響；線性回歸無法有效處理特征之間的多重共線性問題，這可能導(dǎo)致參數(shù)估計(jì)的不準(zhǔn)確，進(jìn)而影響模型的表現(xiàn)。

未來在選擇模型時(shí)，應(yīng)首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，了解數(shù)據(jù)的特性。通過探索性分析判斷數(shù)據(jù)是否呈現(xiàn)線性關(guān)系，若是，可以使用線性回歸；若不是，可以嘗試支持向量機(jī)、決策樹等模型。在選擇模型后，評(píng)估模型效果。通過調(diào)參優(yōu)化模型，這樣可以確保選用最適合的數(shù)據(jù)模型，提升預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。

3結(jié)論建議

（1）傳統(tǒng)方法上，熱點(diǎn)領(lǐng)域的識(shí)別多依賴于經(jīng)驗(yàn)判斷，這種方法在準(zhǔn)確性和科學(xué)性上存在局限性。而通過文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)的定量化方法，不僅克服了這一難題，還為熱點(diǎn)領(lǐng)域的預(yù)測(cè)提供了更加科學(xué)和客觀的依據(jù)。通過對(duì)大量相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不僅指明研究領(lǐng)域熱點(diǎn)。還為文獻(xiàn)綜述指明調(diào)研方向，有助于學(xué)者在明確未來研究重點(diǎn)的基礎(chǔ)上，加深對(duì)絨囊流體的全面認(rèn)識(shí)。

（2）盡管文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)法為研究提供了科學(xué)的定量依據(jù)，但其應(yīng)用仍存在一定局限性。當(dāng)前的統(tǒng)計(jì)分析主要基于參考文獻(xiàn)數(shù)量，而對(duì)研究報(bào)告、技術(shù)白皮書等學(xué)術(shù)文件的覆蓋較少。這種局限性可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)來源的不夠全面，進(jìn)而影響熱點(diǎn)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。此外，由于統(tǒng)計(jì)過程對(duì)文獻(xiàn)種類的依賴性較高，對(duì)于非公開數(shù)據(jù)或灰色文獻(xiàn)的挖掘能力有限，遺漏一些潛在的重要信息。因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性仍有提升空間。

（3）為進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)的科學(xué)性和全面性，未來的研究應(yīng)著眼于擴(kuò)展文獻(xiàn)種類，構(gòu)建更加全面和多樣化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。在現(xiàn)有學(xué)術(shù)論文的基礎(chǔ)上，增加技術(shù)報(bào)告、專利文獻(xiàn)、會(huì)議論文和行業(yè)白皮書等其他學(xué)術(shù)資源的統(tǒng)計(jì)覆蓋范圍，從而減少因文獻(xiàn)單一化導(dǎo)致的偏差問題。同時(shí)，可以引入自然語言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)等智能化數(shù)據(jù)分析工具，對(duì)非結(jié)構(gòu)化文檔進(jìn)行自動(dòng)化處理，挖掘更深層次的知識(shí)圖譜。此外，還應(yīng)注重國際化合作，整合來自不同地區(qū)、不同語言的文獻(xiàn)資源，結(jié)合大數(shù)據(jù)算法，更加全面地把握鉆井絨囊流體的應(yīng)用方向。這將不僅有助于提高熱點(diǎn)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，還能為該領(lǐng)域的創(chuàng)新與技術(shù)突破提供強(qiáng)有力的理論支持和數(shù)據(jù)保障。