一种预测钻井作业过程中井漏风险的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种预测钻井作业过程中井漏风险的方法及系统，该方法基于多种与井漏风险相关的影响参数计算能够有效衡量待测井井漏风险的多个风险衡量指标值，获取各风险衡量指标值的实时趋势量化分析结果，并基于其计算待测井各风险衡量指标值对应的井漏风险指数；本发明专利技术结合多种钻井现场影响参数确定可靠的风险衡量指标，捕获分析各衡量指标的实时变化趋势，并基于设定的多层级预警机制输出预警提醒信息，预测过程中无需人工干预，实现智能化监测井漏风险，克服了现有技术中数据与实际参数存在偏差以及受主观因素影响较大的缺陷，提升井漏风险监测精确度和应用范围的同时，基于更及时全面的预测机制最大程度防止钻井作业过程中的井漏风险。过程中的井漏风险。过程中的井漏风险。

【技术实现步骤摘要】
一种预测钻井作业过程中井漏风险的方法及系统


[0001]本专利技术涉及石油钻井
，尤其涉及一种预测钻井作业过程中井漏风险的方法及系统。

技术介绍

[0002]在已有的石油开采体系中，通常基于井漏预测技术采用传统理论方法或地震资料来预测钻井作业过程中的井漏现象，由于其涉及的部分计算参数难以现场获取，需要通过理论性的中间计算获取，导致上述方案在实际应用的过程中不可避免地存在计算参数与实际参数存在偏差，以及用于预测的影响因素全面性不足的问题，例如一些公式、神经网络等理论计算方法需要设定瞬时的门限值或需要数据样本足够大，而现场井漏是逐渐发生的，每5秒可能仅仅漏失0.01m3，无法基于足够大的样本数据用于中间计算，相当一部分该类型的漏失现象无法实现有效的预测；另外的，上述现有的预测方法对工作人员的经验知识依赖性过高，操作对象存在较大的局限性，实用性不足。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提供了一种预测钻井作业过程中井漏风险的方法，在一个实施例中，所述方法包括：
[0004]步骤S1、获取钻井作业过程中与井漏风险相关的影响参数；所述影响参数包括：待测井不同时间对应的入口流量、出口流量、立管压力、地层压力和各泥浆池的体积数据；
[0005]步骤S2、根据所述影响参数计算衡量待测井井漏风险的至少两个风险衡量指标值；
[0006]步骤S3、采用设定的方案捕获各风险衡量指标值的实时趋势量化分析结果，并基于其计算待测井各风险衡量指标值对应的井漏风险指数；
[0007]步骤S4、基于各井漏风险指数通过设置的不同预警策略进行提醒，并为用户提供对应的井漏处理辅助数据。
[0008]优选地，一个实施例中，在所述步骤S2中，包括：
[0009]依据待测井不同时间对应的入口流量、出口流量、立管压力和地层压力数据，结合钻井液压缩系数计算对应时间的第一风险衡量指标值；
[0010]基于参考罐容积和待测井不同时间对应的各个泥浆池的体积数据计算对应时间的第二风险衡量指标值。
[0011]一个实施例中，在所述步骤S3中，包括：
[0012]针对各风险衡量指标分别建立滑动区间散度分析模型和滑动区间斜率散度分析模型，量化分析各风险衡量指标随时间的变化趋势。
[0013]进一步地，在一个实施例中，按照以下公式计算待测井某时间的第一风险衡量指标值MFG：
[0014]MFG＝MFO-MFI*(1/(CC*(SPP-PRE)))
[0015]式中，MFG表示待测井对应时间的压力校准流量增益，MFO表示待测井对应时间的出口流量，MFI表示待测井对应时间的入口流量(L/s)，CC表示钻井液压缩系数，PRE表示待测井对应时间的地层压力(MPa)，SPP表示待测井对应时间的立管压力(MPa)。
[0016]在一个实施例中，按照以下公式计算待测井某时间的第二风险衡量指标值PITG：
[0017][0018]式中，PITG表示待测井对应时间的总池体积变化量，V
i
表示待测井第i个泥浆池的当前体积(m3)，n表示待测井对应泥浆池的总数，V
ir
表示参考罐容积(m3)。
[0019]可选地，在一个实施例中，获取的影响参数包括：待测井对应时间的钻速数据和钻压数据，在步骤S2中还包括：
[0020]依据获取的待测井钻速数据和钻压数据，结合对应的顶驱转速和钻头直径参数计算待测井的第三风险衡量指标。
[0021]进一步地，按照以下公式计算待测井某时间的第三风险衡量指标值d：
[0022]d＝lg(ROP/60N)/lg(12WOB/106DIR)
[0023]d是反映井下压力变化的钻速指数，ROP为待测井对应的钻速，N为顶驱转速，WOB为待测井对应的钻压，DIR为对应的钻头直径。
[0024]一个实施例中，在步骤S3中，根据各风险衡量指标值数据设定时间对应的短时间窗口内和长时间窗口内的实时数据进行实时趋势量化分析，根据分析结果结合设定的权值计算待测井各风险衡量指标值对应时间的井漏风险指数。
[0025]进一步地，一个实施例中，在步骤S4中，包括：
[0026]将设定时间内各风险衡量指标值对应的井漏风险指数与对应的各风险阈值比较，并根据超过风险阈值的井漏风险指数的数量建立不同程度的预警机制；
[0027]当触发设定的预警机制时，向用户输出提醒信息的同时，还向用户提供与待测井匹配的历史井漏钻井数据的井漏案例数据及处理数据作为井漏处理辅助数据；其中所述历史井漏钻井的井型数据、地层地质参数以及录井数据与待测井满足设定的匹配要求。
[0028]基于上述任意一个或多个实施例的其他方面，本专利技术还提供一种预测钻井作业过程中井漏风险的系统，该系统执行上述任意一个或多个实施例所述的方法。
[0029]与最接近的现有技术相比，本专利技术还具有如下有益效果：
[0030]本专利技术提供的一种预测钻井作业过程中井漏风险的方法及系统，基于多种与井漏风险相关的影响参数计算有效衡量待测井井漏风险的多个风险衡量指标值，结合多种便于获取的钻井现场影响参数确定风险衡量指标，利用可靠的井场实时数据作为衡量井漏风险的依据，避免了理论性的中间计算过程，不会出现因中间计算导致的预测依据数据与实际数据存在偏差的问题。
[0031]此外，本专利技术先捕获分析各衡量指标的实时变化趋势，再基于衡量指标的变化趋势分析结果计算最终的井漏风险指数，利用时间序列对应的一系列衡量指标趋势表征井漏风险指数，而不是单调的指标数据集，利用全新的思路综合各衡量指标的变化趋势实现井漏风险的预测，在第一时间发现井漏的风险，将钻井作业的相关损失降至最低。
[0032]进一步地，本专利技术基于多种风险衡量指标设定了多层级预警机制输出预警提醒信息，智能化监测井漏风险的同时还能够自动提供解决风险的辅助数据，有效提升井漏风险
的处理效率，维持全井段井壁及相关钻井装置的稳定性，有助于钻井作业的高效稳定开展。
[0033]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0034]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0035]图1是本专利技术一实施例中预测钻井作业过程中井漏风险的方法的流程示意图；
[0036]图2是本专利技术另一实施例提供的预测钻井作业过程中井漏风险的方法的执行流程示例图；
[0037]图3是本专利技术又一实施例提供的预测钻井作业过程中井漏风险的系统的结构示意图；
[0038]图4是本专利技术实施例中预测钻井作业过程中井漏风险的系统的运行原理图。
具体实施方式
[0039]以下将结合附图及实施例来详细说明本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预测钻井作业过程中井漏风险的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、获取钻井作业过程中与井漏风险相关的影响参数；所述影响参数包括：待测井不同时间对应的入口流量、出口流量、立管压力、地层压力和各泥浆池的体积数据；步骤S2、根据所述影响参数计算衡量待测井井漏风险的至少两个风险衡量指标值；步骤S3、采用设定的方案捕获各风险衡量指标值的实时趋势量化分析结果，并基于其计算待测井各风险衡量指标值对应的井漏风险指数；步骤S4、基于各井漏风险指数通过设置的不同预警策略进行提醒，并为用户提供对应的井漏处理辅助数据。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，包括：依据待测井不同时间对应的入口流量、出口流量、立管压力和地层压力数据，结合钻井液压缩系数计算对应时间的第一风险衡量指标值；基于参考罐容积和待测井不同时间对应的各个泥浆池的体积数据计算对应时间的第二风险衡量指标值。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，包括：针对各风险衡量指标分别建立滑动区间散度分析模型和滑动区间斜率散度分析模型，量化分析各风险衡量指标随时间的变化趋势。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按照以下公式计算待测井某时间的第一风险衡量指标值MFG：MFG＝MFO-MFI*(1/(CC*(SPP-PRE)))式中，MFG表示待测井对应时间的压力校准流量增益，MFO表示待测井对应时间的出口流量，MFI表示待测井对应时间的入口流量(L/s)，CC表示钻井液压缩系数，PRE表示待测井对应时间的地层压力(MPa)，SPP表示待测井对应时间的立管压力(MPa)。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按照以下公式计算待测井某时间的第二风险衡量指标值PITG：式中，PITG表...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐术国，孙旭，张好林，李昌盛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：