一种基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算方法及系统，该方法先加载录井数据以及用于构建随钻摩阻扭矩模型的静态数据，以地面大钩载荷和扭矩为初始条件计算全井轴向力和扭矩，并绘制沿井深的全井轴向力曲线；进而根据录井数据自动识别起下钻工况，确定工况满足条件时对不同深度的大钩载荷进行标注，以依据大钩载荷标定值与轴向力曲线的弗雷歇距离选取相似度最大的曲线，将对应的最优摩擦系数应用于随钻摩阻扭矩模型的修正；最终利用修正后的随钻摩阻扭矩模型实施计算。采用该方案在实施计算的过程中能够实时优化修正计算模型的摩阻系数，克服了现有技术精确度不足的缺陷，且提升了随钻摩扭计算的智能化和时效性。效性。效性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及石油钻井工程优化
，尤其涉及一种基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算方法及系统。

技术介绍

[0002]对于井下摩阻扭矩的监测和控制是钻井成败的关键，通过对比分析实时监测大钩载荷与转盘扭矩数据和理论计算数据差距，可用于评价井眼清洁程度、识别井眼缩颈、垮塌等井下复杂状态，及时掌握钻井液性能变化、井眼轨迹光滑度、减摩降扭工具的使用情况。钻井施工过程中，当实测数据与理论计算模型相差较大时，需要利用实测数据，通常采用摩阻扭矩模型人工反算摩擦系数，费时费力，无法实现实时计算分析；另外若收集的实测参数不是精确的起下钻数据或离底旋转数据，会导致结果出现严重偏差。
[0003]部分技术人员针对了摩阻扭矩的实时监测方案开展了研究，例如，唐洪林、孙铭新等在《大位移井摩阻扭矩监测方法》一文开展了摩阻扭矩的实时监测方法研究，其通过在钻进过程中，连续记录接立柱时上提钻具、下放钻具和旋转提离井底时的大钩载荷，记录不同井深条件下复合钻进扭矩值和旋转提离井底扭矩值；将所记录的值标注于摩阻扭矩监测图版上，形成实时监测数据与理论计算数据的对比曲线，人工进行判别；陈炜卿、孙海芳等在《气体钻水平井中的摩扭系数反算与分析》中结合川东北气体钻水平段现场试验，开展了气体钻水平段摩阻扭矩预测分析研究，模拟计算分析表明，气体钻井条件下摩擦系数比常规钻井大许多，是导致气体钻水平段严重摩阻扭矩的直接原因。综上所述，现有的研究中均是直接采用既有的静态摩扭模型进行计算，静态模型的摩阻系数是固定的，无法保障该模型的计算结果相对于钻井工程中不同的工况或情况都可靠。
[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基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算方法，该方法通过实时识别钻井工况，结合智能数据挖掘
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聚类方法，提取有价值的录井数据用于随钻摩阻扭矩模型自动智能修正，减少人为干预，提高模型计算准确性，实现全井摩阻扭矩的在线实时监测，以便随钻分析井下异常工况。在一个实施例中，所述方法包括：
[0006]数据加载步骤、收集加载待测井的实时录井数据以及用于构建随钻摩阻扭矩模型的静态数据；
[0007]全井曲线绘制步骤、以地面大钩载荷和扭矩为初始条件，分别计算全井轴向力和扭矩，并绘制计算结果沿井深的变化曲线，作为全井轴向力曲线；
[0008]载荷标注步骤、利用所述实时录井数据自动识别实时的起下钻工况，满足设定的目标工况条件时按照设定的参数对不同深度的大钩载荷进行标注；
[0009]修正系数决策步骤、计算大钩载荷标定值与所述全井轴向力曲线的弗雷歇距离，判断是否具备修正需求，若具备，选取相似度最大的曲线，将对应曲线的摩擦系数作为目标最优摩阻系数，应用于随钻摩阻扭矩模型的修正；
[0010]计算实施步骤、利用修正后的随钻摩阻扭矩模型对待测井钻进过程中的实时摩阻扭矩进行计算。
[0011]优选地，一个实施例中，在所述数据加载步骤中，设置所述实时录井数据包括：钻压、转速及扭矩数据；所述静态数据包括：井眼轨道数据、井身结构数据、钻具组合以及钻井液参数。
[0012]进一步地，一个实施例中，所述方法还包括，在数据加载步骤后，以软杆摩阻扭矩模型为基础，设计实时计算模型输入和输出数据接口，研发摩阻扭矩实时计算模型作为随钻摩阻扭矩模型。
[0013]具体地，一个实施例中，在所述数据加载步骤中，还包括：若为初次修正，则基于预设的数据设置原则针对构建的随钻摩阻扭矩模型设定初始的3组套管和裸眼摩阻系数，否则，以上一次修正所用的摩阻系数为基础，上下浮动0.1，形成3组摩阻系数，进行下一井段的摩阻扭矩计算。
[0014]一个可选的实施例中，在所述载荷标注步骤中，通过以下步骤识别实时的起下钻工况：
[0015]通过钻井工况识别模型，基于实时录井数据自动判断当前的钻井工况；
[0016]确定属于起下钻工况后，通过钻头位置变化计算获得钻具当前的运动加速度；
[0017]当钻具的运动加速度小于设定阈值时，确定当前工况满足目标工况条件，以保障钻具在匀速运动并处于相对稳定状态。
[0018]进一步地，一个实施例中，在所述载荷标注步骤中，通过以下操作对不同深度的大钩载荷进行标注：
[0019]记录待测井不同深度的大钩载荷值，每隔10m标注一次，直至到最大上提深度为止，并在轴向力图中进行大钩载荷标记点绘制。
[0020]具体地，一个实施例中，在所述修正系数决策步骤中，包括以下步骤：
[0021]依据不同井深的大钩载荷标定值与多组理论轴向力曲线之间的弗雷歇距离，每个标记点的深度对应一个距离值，建立相似度评价算法F(A，B)；
[0022]选取相似度最大对应曲线的摩擦系数为当前对应的最优摩擦系数，以最优摩阻系数对随钻摩阻扭矩模型进行修正，直至实测大钩载荷与理论曲线的相似度满足设定条件，修正结束；
[0023]其中，评价算法的系数α，β由设定的实时数据多元回归得到。
[0024]可选地，一个实施例中，通过将两条线所有深度点的弗雷歇距离求和，建立相似度评价算法F(A，B)。
[0025]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存储介质，该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。
[0026]基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的应用方面，本专利技术还提供一种基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算系统，该系统执行如上述任意一个或多个实施例中所述的方法。
[0027]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：
[0028]本专利技术提供的一种基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算方法及系统，该方法先加载录井数据以及用于构建随钻摩阻扭矩模型的静态数据，进而根据录井数据自动识别起下钻工况，本专利技术基于录井数据结合智能数据挖掘方法，识别钻井工况，从复杂的实时录井数据中提取有价值的数据用于模型自修正，避免了中间数据的参与，从根本上保障了数据的精确性，且可减免人为干预，提升智能化；
[0029]确定工况满足条件时对不同深度的大钩载荷进行标注，以依据大钩载荷标定值与轴向力曲线的弗雷歇距离选取相似度最大的曲线，将对应的最优摩擦系数应用于随钻摩阻扭矩模型的修正，针对随钻摩阻扭矩模型实现智能的自动调参，完成模型的可靠自修正，有效提高了模型计算的准确性，实现全井摩阻扭矩的可靠在线监测。
[0030]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
[0031]附图用来提供对本专利技术的进一步理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算方法，其特征在于，所述方法包括：数据加载步骤、收集加载待测井的实时录井数据以及用于构建随钻摩阻扭矩模型的静态数据；全井曲线绘制步骤、以地面大钩载荷和扭矩为初始条件，分别计算全井轴向力和扭矩，并绘制计算结果沿井深的变化曲线，作为全井轴向力曲线；载荷标注步骤、利用所述实时录井数据自动识别实时的起下钻工况，满足设定的目标工况条件时按照设定的参数对不同深度的大钩载荷进行标注；修正系数决策步骤、计算大钩载荷标定值与所述全井轴向力曲线的弗雷歇距离，判断是否具备修正需求，若具备，选取相似度最大的曲线，将对应曲线的摩擦系数作为目标最优摩阻系数，应用于随钻摩阻扭矩模型的修正；计算实施步骤、利用修正后的随钻摩阻扭矩模型对待测井钻进过程中的实时摩阻扭矩进行计算。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述数据加载步骤中，设置所述实时录井数据包括：钻压、转速及扭矩数据；所述静态数据包括：井眼轨道数据、井身结构数据、钻具组合以及钻井液参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，在数据加载步骤后，以软杆摩阻扭矩模型为基础，设计实时计算模型输入和输出数据接口，研发摩阻扭矩实时计算模型作为随钻摩阻扭矩模型。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述数据加载步骤中，还包括：若为初次修正，则基于预设的数据设置原则针对构建的随钻摩阻扭矩模型设定初始的3组套管和裸眼摩阻系数，否则，以上一次修正所用的摩阻系数为基础，上下浮动0.1，形成3组摩阻系数，进行下一井段的摩阻扭矩计算。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌盛，段继男，付宣，黄历铭，徐术国，
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：