基于灰色预测理论的钻头前方待钻地层孔隙压力预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于灰色预测理论的钻头前方待钻地层孔隙压力预测方法，将灰色预测理论应用于钻井过程中钻头前方待钻地层孔隙压力预测，构建了压力预测模型。本方案可以为现场钻井技术人员提供较为准确的钻头前方待钻地层的孔隙压力信息，基于待钻地层孔隙压力预测结果可以进行钻井作业过程的动态风险评价，然后根据风险评价结果进行钻井施工措施的优化调整，从而辅助钻井技术人员快速、准确地决策并防止钻井风险程度进一步恶化，最终减少由于孔隙压力信息认识不准确带来的作业风险，以期达到降低钻井风险或无风险钻井目标。以期达到降低钻井风险或无风险钻井目标。以期达到降低钻井风险或无风险钻井目标。

Pore pressure prediction method of formation to be drilled in front of bit based on Grey Prediction Theory

【技术实现步骤摘要】
基于灰色预测理论的钻头前方待钻地层孔隙压力预测方法


[0001]本专利技术涉及深井钻井
，具体为一种基于灰色预测理论的钻头前方待钻地层孔隙压力预测方法。

技术介绍

[0002]地层孔隙压力是反映地层中流体情况、岩石类型及其工程力学性质以及地质构造等的基础数据，地层孔隙压力的准确预测是保证钻井从设计到施工顺利安全进行的重要前提。因此，地层孔隙压力监测与预测一直是油气钻井的一项重要任务。目前，异常地层孔隙压力的求取方法主要分为以下几类：钻前压力预测、随钻压力监测、地球物理测井压力检测以及压力实测。其中，地球物理测井是普遍公认的用于准确预测地层孔隙压力的重要手段，但是，这种方法是一种事后预测法，它无法预测井底以下未钻达地层的孔隙压力。而随钻监测法和钻后测井压力检测法都不能预测钻头前方待钻地层的压力值。钻前压力预测主要是利用地震层速度资料及其与地层孔隙压力的关系模型计算地层孔隙压力，常用的方法有等效深度法、单点预测模型和综合预测模型等，利用钻进过程中各种钻井和录井参数进行压力监测已在油气田的实际钻井过程中得到了广泛应用，起到了实时指导钻井工程的作用。
[0003]但是，由于采用的地层孔隙压力钻前预测法是通过地震资料来预测地层孔隙压力，而地下地质情况比较复杂，以及能获得的井底以下的信息太少，或者说有用信息根本没有，因此，地层孔隙压力钻前预测较为困难，以至于地层孔隙压力钻前预测法预测的结果不准确。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于灰色预测理论的钻头前方待钻地层孔隙压力预测方法，通过基于灰色预测理论建立的地层孔隙压力预测模型，对待钻区域进行地层孔隙压力预测，为现场钻井作业人员提供较为准确的钻头下部待钻地层的地层孔隙压力信息，解决由于地层孔隙压力信息认识不准确带来的风险，以达到无风险钻井的目的。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0006]一种基于灰色预测理论的钻头前方待钻地层孔隙压力预测方法，包括：
[0007]步骤1：基于钻前资料获取钻头在目标井的预设井深区间的n个随钻地层压力，确定所述n个随钻地层压力对应的原始数列p
(0)
；
[0008]步骤2：对所述原始数列p
(0)
进行预处理，得到p'
(0)
；
[0009]步骤3：对于p'
(0)
基于灰色理论建立所述目标井的地层孔隙压力预测模型；
[0010]步骤4：基于所述地层孔隙压力预测模型预测所述目标井的待钻区域的地层孔隙压力。
[0011]优选的，基于钻前资料获取钻头在目标井的预设井深区间的n个随钻地层压力，确定所述n个随钻地层压力对应的原始数列p
(0)
，包括：
[0012]基于钻前资料获取钻头在目标井的预设井深区间的n个随钻地层压力，将所述n个
随钻地层压力根据井深递增进行排序，得到原始数列p
(0)
＝{p
(0)
(k)}＝{p
(0)
(1),p
(0)
(2),...,p
(0)
(n)},k＝1,2,...,n.。
[0013]优选的，在所述步骤2中，对所述原始数列p
(0)
预处理，得到p'
(0)
，包括：
[0014]通过移动滑动平均法对所述原始数列p
(0)
预处理，得到处理后的原始数列p'
(0)
＝{p'
(0)
(k)}＝{p'
(0)
(1),p'
(0)
(2),...,p'
(0)
(n)},k＝1,2,...,n.。
[0015]优选的，在步骤3中，基于所述处理后的原始数列p'
(0)
和预先建立的灰色模型，得到所述目标井的地层孔隙压力预测模型，包括：构建灰色模型GM(1,1)、求解还原模型和进行残差检验。
[0016]优选的，所述构建灰色模型GM(1,1)包括：
[0017]对所述处理后的原始数列p'
(0)
进行一阶累加，得到生成数列：
[0018]p
(1)
＝{p
(1)
(k)},k＝1,2,...,n；
[0019]对所述数列p
(1)
进行均值处理，得到：
[0020]z
(1)
＝{z
(1)
(k)}＝{z
(1)
(1),z
(1)
(2),...,z
(1)
(n)},k＝1,2,...,n；
[0021]其中，z
(1)
(k)＝0.5[p
(1)
(k)+p
(1)
(k-1)].k＝2,...,n；
[0022]基于预先建立的灰色微分方程计算系数a和系数b；
[0023]将所述系数a和系数b代入所述灰色微分方程，并利用所述灰色微分方程的白化响应函数计算所述原始数列p
(0)
的模拟值；
[0024]基于最小二乘法确定
[0025]优选的，所述求解还原模型包括：对做一阶累加，生成所述原始数列p
(0)
的模拟值得到所述目标井的地层孔隙压力预测模型。
[0026]优选的，所述进行残差检验包括：
[0027]基于预设残差值Δ(k)和残差相对值ε(k)，通过计算平均精度q；
[0028]判断所述平均精度q是否小于预设平均精度；
[0029]若所述平均精度q不小于所述预设平均精度，进入步骤4；
[0030]若所述平均精度q小于所述预设平均精度，重复执行步骤2至步骤3。
[0031]优选的，在所述步骤4中，基于所述地层孔隙压力预测模型预测所述目标井的待钻区域的地层孔隙压力，包括：
[0032]基于所述地层孔隙压力预测模型预测钻头前方待钻地层的地层孔隙压力
[0033]优选的，执行完所述步骤4后，还包括：
[0034]除去钻头上部第一点的地层孔隙压力，把预测的压力值加入到原始数列中，更新随钻地层压力原始数据为
[0035]由上述内容可知，本专利技术公开了一种基于灰色预测理论的钻头前方待钻地层孔隙压力预测方法，基于钻前资料获取钻头在目标井的预设井深区间的n个随钻地层压力，确定所述n个随钻地层压力对应的原始数列p
(0)
；对所述原始数列p
(0)
进行预处理，得到p'
(0)
；对于p'
(0)
基于灰色理论建立所述目标井的地层孔隙压力预测模型；基于所述地层孔隙压力预测模型预测所述目标井的未钻区域的地层孔隙压力。通过上述公开的基于灰色预测理论的钻头前方待钻地层孔隙压力预测方法，在目标井中获取钻头位置上部一定深度范围内的已钻地层的随钻压力监测结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于灰色预测理论的钻头前方待钻地层孔隙压力预测方法，其特征在于，包括：步骤1：基于钻前资料获取钻头在目标井的预设井深区间的n个随钻地层压力，确定所述n个随钻地层压力对应的原始数列p
(0)
；步骤2：对所述原始数列p
(0)
进行预处理，得到p'
(0)
；步骤3：对于p'
(0)
基于灰色理论建立所述目标井的地层孔隙压力预测模型；步骤4：基于所述地层孔隙压力预测模型预测所述目标井的待钻区域的地层孔隙压力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，基于钻前资料获取钻头在目标井的预设井深区间的n个随钻地层压力，确定所述n个随钻地层压力对应的原始数列p
(0)
，包括：基于钻前资料获取钻头在目标井的预设井深区间的n个随钻地层压力，将所述n个随钻地层压力根据井深递增进行排序，得到原始数列p
(0)
＝{p
(0)
(k)}＝{p
(0)
(1),p
(0)
(2),...,p
(0)
(n)},k＝1,2,...,n.。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，对所述原始数列p
(0)
预处理，得到p'
(0)
，包括：通过移动滑动平均法对所述原始数列p
(0)
预处理，得到处理后的原始数列p'
(0)
＝{p'
(0)
(k)}＝{p'
(0)
(1),p'
(0)
(2),...,p'
(0)
(n)},k＝1,2,...,n.。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3中，基于所述处理后的原始数列p'
(0)
和预先建立的灰色模型，得到所述目标井的地层孔隙压力预测模型，包括：构建灰色模型GM(1,1)、求解...

【专利技术属性】
技术研发人员：胜亚楠，蒋金宝，孔华，晁文学，李帮民，刘香峰，
申请(专利权)人：中石化中原石油工程有限公司中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：