一种开发井井身结构设计方法技术

本发明专利技术提供了一种开发井井身结构设计方法，包括：(1)建立区块风险发生的概率数据库，概率数据库中包括复杂发生的井深比例、复杂发生的概率、复杂发生处理的周期；(2)建立设计井复杂风险数据库，风险数据库包括设计井发生的井深、复杂发生的概率、复杂处理的周期；(3)建立井身结构设计优化方法，采用待选方案投资率、总复杂发生率、总复杂处理周期的乘积，作为判断目标方案的方法。本发明专利技术中复杂发生的深度更精确，方案对比更加全面和准确，将同一地层出现的多个复杂发生概率和复杂处理时间进行合并，一个地层位置对应一个复杂处理时间和复杂发生概率，简化计算的参数。简化计算的参数。简化计算的参数。

【技术实现步骤摘要】
一种开发井井身结构设计方法


[0001]本专利技术属于石油工程领域，具体而言，涉及一种开发井井身结构设计方法。

技术介绍

[0002]井身结构是钻井设计的关键参数，对钻井施工的风险有决定性作用。目前井身结构的设计方法有以下几种：
①
通过地层三压力剖面来决定，以地层易失稳的井深作为地质必封点、以钻进中钻井液密度大于地层破裂压力的井深作为工程必封点，再考虑井涌余量、下套管时是否发生卡套管等因素，确定井身结构。
②
罗军等，在硕士论文《深井井身结构设计风险评价方法研究》提出的，运用模糊隶属度函数评价法,将钻井过程中的事故复杂发生的可能性归为[0,1]中,分别评价了井漏、溢流、坍塌和压差卡钻风险,建立了深井井身结构设计整体风险评价模型,可以实现在不同程度的地层压力误差下的定量风险评价。根据评价结果的等级,确定是否优化井身结构或者钻井中提前做好处理事故复杂准备,同时为改进井身结构时钻井液密度选择提供参考。
③
胜亚楠等，在论文《基于钻前风险预测的井身结构优化方法》中提出的，首先基于邻井资料求取了待钻目标井含可信度的地层压力剖面,再利用钻井风险评价方法对待钻目标井井身结构设计方案进行评价,在钻前预测出可能发生的工程风险,并基于预测结果优化井身结构设计方案,规避钻井风险的发生。
④
李莹莹等，在论文《基于地层信息不确定性的钻井设计风险评估方法研究》提出的，首先通过已钻井资料对已钻地层进行处理和分析,定量描述含可信度区间的地层压力纵向剖面,评估未钻井的复杂情况的分类和分布概率,最后得出待钻目标井在实钻过程中可能发生的风险,并基于预测结果优化井身结构设计方案,将钻井风险发生的可能性控制在最低程度。以上方法都很复杂，也没有考虑投资的问题，并且也没考虑到，在处理风险过程中，复杂发生概率会出现变化，如果时间很长，可能引起复杂发生的概率大幅增加，并且不同层位的复杂会同时出现，其复杂发生的周期也会发生变化，会导致投资发生变化；复杂的发生会有互相影响的，如果复杂发生的概率太大，即使处理周期非常短，也会导致其它层位的复杂出现，从而导致复杂的发生概率和处理周期发生变化，会导致投资变化。以上方法会产生误差，影响井身结构的优选。
[0003]专利CN202010776936.9《一种基于多目标优化的深井复杂地层井身结构设计方法》，公开了一种基于多目标优化的深井复杂地层井身结构设计方法，包括：步骤一、待分析井地层压力不确定性定量描述；步骤二、待分析井安全钻井液密度窗口的建立；步骤三、针对待分析井某套特定的井身结构方案进行风险定量评估；若风险定量评估结果小于风险预设值，则选用特定的井身结构方案；若风险定量评估结果大于或等于风险预设值，则重新调整井身结构方案。基于可靠度理论的套管层次及下深潜在风险评估方法，以对不同方案的井身结构进行风险评估，从而选择风险最小的方案；同时，也可以通过对施工参数进行优化，降低风险发生概率，在设计阶段最大限度地保障钻井安全。它没有考虑在处理风险过程中，复杂发生概率会出现变化，如果时间很长，可能引起复杂发生的概率大幅增加，并且不同层位的复杂会同时出现，其复杂发生的周期也会发生变化，会导致投资发生变化；复杂的
发生会有互相影响的，如果复杂发生的概率太大，即使处理周期非常短，也会导致其它层位的复杂出现，从而导致复杂的发生概率和处理周期发生变化，会导致投资变化。
[0004]专利CN202120043045.2《一种适用于复杂地层条件的井身结构》，公开了一种适用于复杂地层条件的井身结构，具有从上至下顺序间隔分布的第一必封点、第二必封点和第三必封点，在第二必封点和第三必封点之间存在上下间隔分布的第一风险点和第二风险点，适用于复杂地层条件的井身结构包括第一开次套管、第二开次套管、第三开次套管、第四开次套管、第五开次套管以及第六开次套管，第一开次套管、第二开次套管、第三开次套管、第四开次套管、第五开次套管以及第六开次套管分别下入至第一必封点、第二必封点、第一风险点、第二风险点、第三必封点以及油气目的层。能合理增加套管层次，通过井身结构扩展安全钻达目的层，实现勘探开发目的。它没有考虑在处理风险过程中，复杂发生概率会出现变化，如果时间很长，可能引起复杂发生的概率大幅增加，并且不同层位的复杂会同时出现，其复杂发生的周期也会发生变化，会导致投资发生变化；复杂的发生会有互相影响的，如果复杂发生的概率太大，即使处理周期非常短，也会导致其它层位的复杂出现，从而导致复杂的发生概率和处理周期发生变化，会导致投资变化。

技术实现思路

[0005]井身结构的确定应综合考虑投资和工程风险，采用邻井出现复杂的深度，作为待优化井发生复杂的深度。这样方法存在误差，即使和邻井井深相同的位置，其地质分层可能不同，复杂发生的概率也不同，因此基于井深统计复杂发生的概率，误差很大。针对这个问题，本专利技术采用邻井复杂发生的井深在地层中位置的比例，是基于地质分层来表述复杂发生的井深参数，更加精确。
[0006]本专利技术提供了一种开发井井身结构设计方法，包括：
[0007](1)建立区块风险发生的概率数据库，概率数据库中包括复杂发生的井深比例、复杂发生的概率、复杂发生处理的周期；
[0008](2)建立设计井复杂风险数据库，风险数据库包括设计井发生的井深、复杂发生的概率、复杂处理的周期；
[0009](3)建立井身结构设计优化方法，采用待选方案投资率、总复杂发生率、总复杂处理周期的乘积，作为判断目标方案的方法。
[0010]其中，步骤(1)包括：
[0011]将邻井发生复杂的井深，转换为在各层位中的位置比例；复杂发生的概率为同一地层位置出现的复杂次数之和除以样本数量；复杂处理的周期为同一地层位置出现的复杂的处理周期之和。
[0012]其中，步骤(2)包括：
[0013]复杂数据库中的井深比例转换为设计井发生的井深；复杂发生的概率和复杂处理的周期按复杂数据库取值。
[0014]其中，步骤(3)包括：待选方案投资率、总复杂发生率、总复杂处理周期的乘积最小的方案为目标方案。
[0015]其中，步骤(1)包括：
[0016]统计和计算分析已钻井复杂发生的井号、复杂发生的井深、处理的时间数据，包
含：井号A
i
，井深H
j
，复杂处理时间T
j
，非人为复杂发生的次数S
j
，复杂发生的概率为F
i
，复杂处理的时间为T
i
,相关样本井的数量P,发生复杂所在地质层位的顶为C
j
，发生复杂所在地质层位的底为C
j+1
；
[0017]建立已钻井情况数据库矩阵X：(A
i
，H
j
，T
j
，S
j
，C
j
，C
j+1
)；
[0018]复杂发生的在地层中的C
j
位置：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开发井井身结构设计方法，其特征在于，包括：(1)建立区块风险发生的概率数据库，概率数据库中包括复杂发生的井深比例、复杂发生的概率、复杂发生处理的周期；(2)建立设计井复杂风险数据库，风险数据库包括设计井发生的井深、复杂发生的概率、复杂处理的周期；(3)建立井身结构设计优化方法，采用待选方案投资率、总复杂发生率、总复杂处理周期的乘积，作为判断目标方案的方法。2.根据权利要求1所述开发井井身结构设计方法，其特征在于，步骤(1)包括：将邻井发生复杂的井深，转换为在各层位中的位置比例；复杂发生的概率为同一地层位置出现的复杂次数之和除以样本数量；复杂处理的周期为同一地层位置出现的复杂的处理周期之和。3.根据权利要求2所述开发井井身结构设计方法，其特征在于，步骤(2)包括：复杂数据库中的井深比例转换为设计井发生的井深；复杂发生的概率和复杂处理的周期按复杂数据库取值。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述开发井井身结构设计方法，其特征在于，步骤(3)包括：待选方案投资率、总复杂发生率、总复杂处理周期的乘积最小的方案为目标方案。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述开发井井身结构设计方法，其特征在于，步骤(1)包括：统计和计算分析已钻井复杂发生的井号、复杂发生的井深、处理的时间数据，包含：井号A
i
，井深H
j
，复杂处理时间T
j
，非人为复杂发生的次数S
j
，复杂发生的概率为F
i
，复杂处理的时间为T
i
,相关样本井的数量P,发生复杂所在地质层位的顶为C
j
，发生复杂所在地质层位的底为C
j+1
；建立已钻井情况数据库矩阵X：(A
i
，H
j
，T
j
，S
j
，C
j
，C
j+1
)；复杂发生的在地层中的C
j
位置：将复杂发生地层的位置bili
j
初始化处理，表示为n+bili
j
，n为地层序列，从地面开始第一层为0，第二个层位记为1，依次类推，记为bili
k
；若bili
k
相同，则认为是同一地层相同位置，令同一地层相同位置数量为m；计算在同一地层相同位置的不同复杂类型综合风险发生的概率：计算在同一地层相同位置的不同复杂类型的综合风险处理的时间：建立处复杂发生的概率的数据库Y矩阵：(bili
k
，F
k
，T
k
)；其中，A
i
为目标区块的井号；H
j
为在井号A
i
中复杂发生的井深；T
j
在井号A
i
中井深H
j
处复杂发生处理的时间；S
j
为在井号A
i<...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢鑫，窦正道，孙越冬，唐玉华，付成林，金晶，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司，
类型：发明
国别省市：