一种钻井泥浆漏失的预警方法技术

本发明专利技术公开了一种钻井泥浆漏失的预警方法，该方法利用泥浆池量与时间的关系，使用回归算法拟合出回归方程，通过分析对钻井过程中泥浆量划分出四个阶段，即正常段、提泵段、漏失段和加浆段，通过建模计算分析，找到了不同阶段泥浆量变化特征及识别方法，并通过分析计算，确定了泥浆漏失时的关键参数，建立了钻井泥浆漏失的预警方法，该方法能够有效地对钻井过程中的泥浆漏失情况进行准确预警。

An early warning method of drilling mud leakage

【技术实现步骤摘要】
一种钻井泥浆漏失的预警方法
本专利技术属于石油钻井作业
，具体涉及一种钻井泥浆漏失的预警方法。
技术介绍
在钻井作业过程中，由于孔洞、裂缝、地下河道等地质因素以及钻井过程中泥浆与地层间的压力差等工艺因素的影响，泥浆漏失时有发生，不仅影响钻进速度和钻井质量，而且会带来时间和经济上的巨大损失，对地层周围环境也会造成影响，有时会引起孔内垮塌、卡埋钻具，造成钻进困难等，处理不当可引起孔内其他事故，甚至造成钻孔报废。目前，通过观察泥浆池量下降变化，不能及时发现或提前预警，发生漏失后才能发现，具有很大的滞后性。如何快速精确预测漏失现象成为解决问题的先决条件。国内外已有多种检测方法，例如用传感器检测钻井不同位置处的温度是否成线性增加，或采用压力传感器和流量计检测压力和流量的变化来探测漏失，这些方法往往受到检测环境本身的制约而存在一定的局限性，往往漏失发生后才检测到，漏失监测滞后；多参数建模预警方法，算法复杂，往往各参数采集误差影响预警效果，且难于现场应用。目前还缺乏一种高效的钻井泥浆漏失测量预警方法。本专利技术通过监控泥浆池量随时间的变化，采用线性回归算法，能够有效地对钻井过程中的泥浆漏失情况进行准确预警。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钻井泥浆漏失的预警方法，该方法利用正常情况下泥浆量与时间呈线性关系的特性，将正常段数据作为参考段，推测分析段的泥浆量理论值，以实际值与理论值的偏差作为依据，判断是否发生泥浆漏失。本专利技术是通过以下技术方案实现的：<br>一种钻井泥浆漏失的预警方法，按照下列步骤进行：(一)建立泥浆池量与时间的关系坐标系泥浆池量与时间的关系坐标系以纵轴为泥浆池量，横轴为时间；通过曲线的斜率变化将曲线分为正常段、提泵段、漏失段和加浆段；如附图1所示：在正常段，泥浆池量随着时间逐渐向下倾斜，曲线近似线性直线，代表泥浆以匀速进行输出；在提泵段，泥浆池量随着时间先增大后减小，提泵段持续时间较短且波峰变化不大，代表正在发生提泵；漏失段，泥浆池量陡然下降，泥浆下降速率明显比正常段快很多倍；代表发生了泥浆的漏失；加浆段，泥浆池量随着时间逐渐增大，代表对泥浆池加注泥浆。(二)泥浆池量的计算取最近半个小时定义为分析段，将前1.5小时定义为参考段，在参考段采用Spark线性回归算法，计算曲线的回归系数k参考和截距b。线性回归算法公式如下：y＝k参考t+b在分析段，使用参考段的回归系数k参考和截距b，带入线性回归算法公式，计算不同时间t分析段的泥浆池量的理论值y理论。泥浆池量的理论值的计算公示如下：y理论＝k参考t分析段+b如果前1.5小时可能有漏失或加浆情况不能作为参考段，则需要继续向前回溯，直到出现超过1.5小时的正常段，才能作为参考段，计算曲线的回归系数k参考和截距b。(三)钻井泥浆漏失分析钻井泥浆漏失分析流程如附图2所示。(1)泥浆漏失判断漏失的判断依据是泥浆池量随着时间下降速率变快，实际值比理论值小。根据泥浆池量实际值与理论值的差公式：y差值＝y实际-y理论可以算出y差值，如果实际值与理论值的差y差值小于-5，则认为发生疑似漏失，该点定为疑似漏失开始点。如果疑似漏失持续15分钟(设置为经验参数)，则认为其确实发生漏失。(2)回溯查找漏失开始点将实际值与理论值的差y差值作为判断漏失开始的依据，得到的疑似漏失开始点会滞后于实际发生的时间，因此需要回溯查找实际的漏失开始点。从疑似漏失开始点向前回溯，找到第一个实际值与理论值的差y差值小于-2的点，确定为实际漏失开始点。(3)引入k浮动参数的说明(见附图3)由于回归系数k参考是一个理论计算值，即使分析点处于正常段状态，它的实际回归系数k分析点也不可能完全等于k参考，而是在k参考附近浮动。因此，我们引入一个经验值参数k浮动，如附图3所示，只要k分析点在[k参考-k浮动,k参考+k浮动]范围内，即可认为该分析点处于正常段中。(4)确定漏失结束点数据由漏失段变为正常段意味着漏失段的结束，所以直接用下一次正常段的开始时间作为当前漏失段的结束时间。待分析数据每15分钟取一个分析基础点，用线性回归算法计算每个分析基础点前后15分钟数据的回归系数k分析点，记录每个分析点的回归系数k分析点。判断漏失结束的依据是泥浆池量随时间下降的速率恢复正常，并持续120分钟(设置为经验参数)。如果k分析点在[k参考-k浮动,k参考+k浮动]范围内，则认为漏失疑似结束，该点定为漏失结束点。如果疑似正常持续120分钟(设置为经验参数)，则认为漏失确实结束。(四)钻井泥浆加浆分析在漏失过程中，会存在加浆补液的情况，因此需要对加浆过程进行分析并充分考虑漏失过程中出现加浆情况。(1)泥浆加浆判断加浆的判断依据是泥浆池量随着时间逐渐增大，y实际应该比y理论大。如果实际值与理论值的差y差值大于5，则认为发生疑似加浆，该点定为疑似加浆开始点。如果疑似加浆持续15分钟(设置为经验参数)，则认为其确实发生加浆。(2)回溯查找加浆开始点将实际值与理论值的差y差值作为判断加浆开始的依据，得到的疑似加浆开始点会滞后于实际发生的时间，因此需要回溯查找实际的加浆开始点。从疑似加浆开始点向前回溯，找到第一个实际值与理论值的差y差值大于2的点，确定为实际加浆开始点。(3)加浆后的状态判断与分析判断加浆之后为漏失段的依据是泥浆池量随时间下降的速率比正常段要快，并持续120分钟(设置为经验参数)。如果k分析点在(-∞，k参考-k浮动)范围内，则认为加浆结束并且之后的数据处于漏失段，该点定为加浆结束点。如果疑似加浆结束持续120分钟(设置为经验参数)，则认为加浆确实结束，继续漏失段分析。判断加浆之后为正常段的依据是泥浆池量随时间下降的速率恢复正常，并持续120分钟(设置为经验参数)。如果k分析点在(k参考-k浮动，0)范围内，则认为加浆疑似结束并且之后的数据处于正常段，该点定为加浆结束点。如果疑似加浆结束持续120分钟(设置为经验参数)，则认为加浆确实结束，继续正常段分析。本专利技术的优点和有益效果为：本方法利用泥浆池量与时间的关系，使用回归算法拟合出回归方程，通过分析对钻井过程中泥浆量划分出四个阶段，即正常段、提泵段、漏失段和加浆段，通过建模计算分析，找到了不同阶段泥浆量变化特征及识别方法，并通过分析计算，确定了泥浆漏失时的关键参数，建立了钻井泥浆漏失的预警方法，该方法能够有效地对钻井过程中的泥浆漏失情况进行准确预警。附图说明图1是泥浆池量与时间的关系曲线图。图2是钻井泥浆漏失分析流程图。图3是引入k浮动参数示意图。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合具体实施例进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻井泥浆漏失的预警方法，其特征在于，按照下列步骤进行：/n步骤(一)建立泥浆池量与时间的关系坐标系/n泥浆池量与时间的关系坐标系以纵轴为泥浆池量，横轴为时间；通过曲线的斜率变化将曲线分为正常段、提泵段、漏失段和加浆段；/n在正常段，泥浆池量随着时间逐渐向下倾斜，曲线近似线性直线，代表泥浆以匀速进行输出；/n在提泵段，泥浆池量随着时间先增大后减小，提泵段持续时间较短且波峰变化不大，代表正在发生提泵；/n漏失段，泥浆池量陡然下降，泥浆下降速率明显比正常段快很多倍；代表发生了泥浆的漏失；/n加浆段，泥浆池量随着时间逐渐增大，代表对泥浆池加注泥浆；/n步骤(二)泥浆池量的计算/n取最近半个小时定义为分析段，将前1.5小时定义为参考段，在参考段采用Spark线性回归算法，计算曲线的回归系数k

【技术特征摘要】
1.一种钻井泥浆漏失的预警方法，其特征在于，按照下列步骤进行：
步骤(一)建立泥浆池量与时间的关系坐标系
泥浆池量与时间的关系坐标系以纵轴为泥浆池量，横轴为时间；通过曲线的斜率变化将曲线分为正常段、提泵段、漏失段和加浆段；
在正常段，泥浆池量随着时间逐渐向下倾斜，曲线近似线性直线，代表泥浆以匀速进行输出；
在提泵段，泥浆池量随着时间先增大后减小，提泵段持续时间较短且波峰变化不大，代表正在发生提泵；
漏失段，泥浆池量陡然下降，泥浆下降速率明显比正常段快很多倍；代表发生了泥浆的漏失；
加浆段，泥浆池量随着时间逐渐增大，代表对泥浆池加注泥浆；
步骤(二)泥浆池量的计算
取最近半个小时定义为分析段，将前1.5小时定义为参考段，在参考段采用Spark线性回归算法，计算曲线的回归系数k参考和截距b，线性回归算法公式如下：
y＝k参考t+b
在分析段，使用参考段的回归系数k参考和截距b，带入线性回归算法公式，计算不同时间t分析段的泥浆池量的理论值y理论，泥浆池量的理论值的计算公示如下：
y理论＝k参考t分析段+b
计算曲线的回归系数k参考和截距b；
步骤(三)钻井泥浆漏失分析
(1)泥浆漏失判断
根据泥浆池量实际值与理论值的差公式：
y差值＝y实际-y理论
算出y差值，如果实际值与理论值的差y差值小于-5，则认为发生疑似漏失，该点定为疑似漏失开始点，如果疑似漏失持续15分钟(设置为经验参数)，则认为其确实发生漏失；
(2)回溯查找漏失开始点
从疑似漏失开始点向前回溯，找到第一个实际值与理论值的差y差值小于-2的点，确定为实际漏失开始点；
(3)确定漏失结束点
分析数据每15分钟取一个分析基础点，用线性回归算法计算每个分析基础点前后15分钟数据的回归系数k分析点，记录每个分析点的回归系数k分析点；判断漏失结束的依据是泥浆池量随时间下降的速率恢复...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明江，宋晓峰，辛国安，郑毅，王晶晶，李新建，刘欢，杜宏伟，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11