一种实现智能控制钻井的自主决策方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种实现智能控制钻井的自主决策方法及系统，该方法通过判断当前钻井工作所属的智能场景及智能点，针对各个智能点依据设定的影响因素确定其综合智能能力进行智能化程度评估；进而结合计算的综合智能能力和该智能点对应的能力门槛值确定当前钻井智能点的智能化等级；最终统合智能化等级及智能化评估步骤中的参数内容，决策当前钻井智能点最佳的智能化控制措施。采用该方案，针对不同钻井场景的每个智能点建立起其成熟度量化评价矩阵，根据评析结果能够有效决策出各个智能点适合采用的最佳智能控制策略，最大程度发挥智能控制优势的同时，避免盲目控制导致的控制质量低下，实现钻井时效和稳定性兼顾的最优控制。制。制。

【技术实现步骤摘要】
一种实现智能控制钻井的自主决策方法及系统


[0001]本专利技术涉及油气井钻井及优化
，尤其涉及一种实现智能控制钻井的自主决策方法及系统。

技术介绍

[0002]实现完整的钻井是一个复杂的系统工程，必须同时解决轨迹控制、效率优化、风险控制等多项任务，任务之间又存在相互关联、相互影响的关系，而每项任务又必须通过很多分支决策控制点联合实现，理想状态是每个决策点通过决策自动发送操作指令到钻井设备上，实现全闭环或局部闭环自动控制钻井。而限于工程技术水平、对地质条件的认识程度不同，只有部分的分析结果能可靠地用于自动控制，而哪些点能用于自动闭环控制，在现有的研究中无从得知。
[0003]智能钻井的关键变革，是在钻井过程中尽量减少人的干预，直至完全脱离人的干预，达到全自动闭环控制钻井效果。智能钻井的最终目标是通过对钻井过程中各类数据的处理分析，进而对钻井方案进行动态优化，以最佳方案输出各种指令，控制钻井设备运行，形成一套大的技术体系，智能钻井闭环技术体系如图1所示，以达到最佳钻井效率、速度和质量。现有技术中多针对闭环控制系统的结构或通信逻辑进行阐述，未提供智能控制决策的可靠指导；然而，钻井是一个非常复杂的系统工程，在一定时期内无法达到终极理想目标，尤其是对于复杂疑难井更是无法完全实现全自动闭环钻井，也就是说，即使所使用的设备具有根据控制指令智能自动运行的能力，但是控制指令的质量无法保障依然无法实现有效的完全智能控制。因此，在该大闭环技术体系中，自主决策对于钻井成败起着决定性作用，一旦决策失误将非最佳方案(甚至是最差方案)付诸实施，将可能导致完全偏离钻井目的，甚至造成重大事故。
[0004]公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提供了一种实现智能控制钻井的自主决策方法及系统，通过针对不同钻井场景的每个智能点建立起其成熟度量化评价矩阵，有效识别出哪些智能点适合采用完全智能控制，并针对不适合完全智能控制的钻井智能点决策最佳的控制策略。在一个实施例中，所述方法包括：
[0006]施工判识步骤、判断当前钻井工作所属的智能场景及智能点；
[0007]智能化评估步骤、考虑影响智能点智能化程度的不同施工因素计算当前钻井智能点的综合智能能力，以表征各个智能点的真实智能化程度；
[0008]等级评析步骤、结合计算得到的综合智能能力和该智能点对应的能力门槛值确定当前钻井智能点的智能化等级；
[0009]控制决策步骤、统合确定的智能化等级及智能化评估步骤中的评估参数和数据内容，决策当前钻井智能点最佳的智能化控制措施。
[0010]一个优选的实施例中，所述方法还包括：
[0011]场景划分步骤、预先根据井区地层数据和钻井要求将钻井过程划分为若干智能场景及智能点，各个智能点的控制逻辑可独立描述和实施。
[0012]进一步地，一个实施例中，根据钻井工程中不同智能控制形式设置每个智能点的技术成熟度等级，所述智能控制形式包括智能描述、智能诊断、智能预测级、智能咨询优化以及智能控制优化，对智能化程度的要求逐级提升。
[0013]具体地，一个实施例中，在所述智能化评估步骤中，影响智能点智能化程度的不同施工因素包括数据成熟度、模型成熟度和设备成熟度，在所述智能化评估步骤中，基于上述施工因素为每个智能点设置对应的多项评价指标。
[0014]一个可选的实施例中，按照以下操作依据各项评价指标确定每个智能点的综合智能能力A：
[0015]A＝k*MIN(D,M,E)+(1
‑
k)*AVERAGE(D,M,E)
[0016]式中，k表示当前智能点的主导因素常量，D表示当前智能点的数据成熟度、M表示当前智能点的模型成熟度，E表示当前智能点的设备成熟度。
[0017]进一步地，一个实施例中，在所述等级评析步骤中，将智能点的综合智能能力值与智能描述、智能诊断、智能预测级、智能咨询优化以及智能控制优化各个等级对应的能力门槛值进行对比，若智能点对应的Lx层级的综合智能能力值超过L
X
层级的能力门槛值，则将该智能点在该层级的智能标志设置为设定值，表示该智能点在对应层级的施工可交由软件系统自动执行。
[0018]可选地，一个实施例中，所述能力门槛值是依据每个智能点的施工任务对智能化的要求针对每个智能点的各智能化层级设定的，对于钻井安全性要求越高的能力门槛值越高。
[0019]具体地，一个实施例中，在所述智能化评估步骤中，针对每个数据成熟度、模型成熟度和设备成熟度都设置有评价指标；
[0020]其中，单个数据成熟度的评价包括：准确满足度指标a
d
、时效满足度指标t
d
；
[0021]按照下式确定单个数据的成熟度d
n
：
[0022]d
n
＝k*MIN(a
d
,t
d
)+(1
‑
k)*AVERAGE(a
d
,t
d
)
[0023]按照下式计算对应智能点的整体数据成熟度D：
[0024]D＝MIN(d1,d2,
…
,d
n
)；
[0025]式中，n为与当前智能点相关的参数个数，k为主导因素常量。
[0026]基于上述任意一个或多个实施例中的方法，本专利技术还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有可实现如上述任意一个或多个实施例中所述方法的程序代码。
[0027]基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的其他方面，本专利技术还提供一种实现智能控制钻井的自主决策系统，该系统用于执行上述任意一个或多个实施例中所述的方法，包括：
[0028]施工判识模块，其配置为依据预先构建的施工划分数据表判断当前钻井工作所属的智能场景及智能点；
[0029]智能化评估模块，其配置为考虑影响智能点智能化程度的不同施工因素计算当前钻井智能点的综合智能能力，以表征各个智能点的真实智能化程度；
[0030]等级评析模块，其配置为结合计算得到的综合智能能力和该智能点对应的能力门槛值确定当前钻井智能点的智能化等级；
[0031]控制决策模块，其配置为统合确定的智能化等级及智能化评估过程中的评估参数和数据内容，决策当前钻井智能点最佳的智能化控制措施。
[0032]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：
[0033]本专利技术提供了一种实现智能控制钻井的自主决策方法及系统，通过判断当前钻井工作所属的智能场景及智能点，针对各个智能点进行智能化程度评估确定其综合智能能力；适用于不同区域以及不同类型油气井的钻井施工，能够全面涵盖钻井过程中的各个施工任务点，针对各个施工任务的智能点进行针对性的智能程度评估运算，能够为可靠地进行智能能力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现智能控制钻井的自主决策方法，其特征在于，所述方法包括：施工判识步骤、依据预先构建的施工划分数据表判断当前钻井工作所属的智能场景及智能点；智能化评估步骤、考虑影响智能点智能化程度的不同施工因素评估当前钻井智能点的综合智能能力，以表征各个智能点的真实智能化程度；等级评析步骤、结合计算得到的综合智能能力和该智能点对应的能力门槛值确定当前钻井智能点的智能化等级；控制决策步骤、统合确定的智能化等级及智能化评估步骤中的评估参数和数据内容，决策当前钻井智能点最佳的智能化控制措施。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：场景划分步骤、预先根据井区地层数据和钻井要求将钻井过程划分为若干智能场景及智能点，记录形成施工划分数据表，其中各个智能点的控制逻辑可独立描述和实施。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据钻井工程中不同智能控制形式设置每个智能点的技术成熟度等级，所述智能控制形式包括智能描述、智能诊断、智能预测级、智能咨询优化以及智能控制优化，对智能化程度的要求逐级提升。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，影响智能点智能化程度的不同施工因素包括数据成熟度、模型成熟度和设备成熟度，在所述智能化评估步骤中，基于上述施工因素为每个智能点设置对应的多项评价指标。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下操作依据各项评价指标确定每个智能点的综合智能能力A：A＝k*MIN(D,M,E)+(1
‑
k)*AVERAGE(D,M,E)式中，k表示当前智能点的主导因素常量，D表示当前智能点的数据成熟度、M表示当前智能点的模型成熟度，E表示当前智能点的设备成熟度。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述等级评析步骤中，将智能点的综合智能能力值与智能描述、智能诊断、智能预测级、智能咨询优化以及智能控制优化各个等级对应的能力门槛值进行对比，若智能点对应的Lx层级的综合智能能力值超过L
X...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏生，杨传书，付宣，魏卓，
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：