一种基于数字岩体的钻井井漏预测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于数字岩体的钻井井漏预测系统，该系统包括：系统初始化模块，其采集当前井的井眼轨道数据，以获取井眼轨道每一位置处的坐标；地质参数抽取模块，其根据井眼轨道中每一位置处的坐标，从当前井的数字岩体中获取每一位置处的地质参数信息；工程参数采集与计算模块，其获取每一位置处的工程参数信息；井漏风险预测模块，其根据每一位置处的地质参数信息和工程参数信息获取该位置处的钻井井漏风险值。本发明专利技术系统能够基于相关地质参数和钻井工程参数，对钻井全井段进行井漏风险预测，既可以用来进行钻井设计方案的评价和优化，又能在钻井施工过程中及时识别井漏苗头，从而最大限度避免井漏的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油气井钻井
，尤其涉及一种基于数字岩体的钻井井漏预测系统。
技术介绍
井漏是深井超深井钻井工程中最普遍的复杂性事件之一。为了避免发生井漏和保护油气层，必须提前预测全井各层段发生井漏风险的可能性，提前进行钻井方案的优化或采取预防措施，在施工过程中密切关注高风险井段，或及时识别即将发生的井漏风险，有的放矢，确保钻井安全。为解决上述难题，国内外专家学者已开展了一些研究，现有漏失的预测识别方法，或是通过传感器观察现场现象，或是在井漏发生之后根据井漏的各种特性来确定，或是对引起井漏发生的地质特征进行模糊评价宏观得到某地区的潜在井漏风险，或是利用待预测井的部分参数同邻井井漏的一些“特征值”相匹配。然而，现有技术无法结合地质和工程信息对钻井全井段潜在井漏风险的预测。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是需要提供一种基于数字岩体的钻井井漏预测系统，该系统能够结合地质和工程信息对钻井全井段潜在井漏风险进行预测。为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种基于数字岩体的钻井井漏预测系统，该系统包括：系统初始化模块，其采集当前井的井眼轨道数据，以获取井眼轨道每一位置处的坐标；地质参数抽取模块，其根据井眼轨道中每一位置处的坐标，从当前井的数字岩体中获取每一位置处的地质参数信息；工程参数采集与计算模块，其根据井眼轨道中每一位置处的坐标，获取每一位置处的工程参数信息；井漏风险预测模块，其根据每一位置处的地质参数信息和工程参数信息获取该位置处的钻井井漏风险值。优选地，所述地质参数抽取模块进一步用于，从当前井的数字岩体中提取每一位置处的地质参数的数值；根据数字岩体的数据来源和构建过程，获取每一位置处的地质参数的可信度值，其中，所述地质参数包括如下：溶洞信息、断层信息、裂缝信息、岩石类型、渗透率、地层孔隙压力当量密度和地层破裂压力当量密度。优选地，所述工程参数采集与计算模块进一步用于，从钻井工程设计方案或随钻采集的数据中提取每一位置处的工程参数的数值；根据数据来源确定每种工程参数的可信度，其中，所述工程参数包括如下：钻井液密度、钻井液塑性粘度、排量、钻速、岩屑尺寸、岩屑、井眼直径、钻具内径、钻具外径、水眼直径和激动压力系数或者激动压力当量密度；基于提取的每一位置处的工程参数信息计算得到每一位置处的当量循环密度信息。优选地，所述工程参数采集与计算模块进一步用于，根据每一位置处的工程参数信息，选择相应算法来计算每一位置处的压力当量循环密度；根据计算压力当量循环密度所采用的算法和参与计算的参数得到压力当量循环密度的可信度。优选地，所述工程参数采集与计算模块进一步用于，假设参与计算的有n个参数E1…En，计算每个参数对于ECD计算的独立可信度CF(Ei)＝CF(E)[i]*CF(ECD算法)，CF(ECD算法)表示计算ECD的算法的可信度，CF(E)[i]表示参数Ei的可信度；计算E1和E2的综合可信度CF(E1E2)＝CF(E1)+CF(E2)-CF(E1)*CF(E2)，然后将CF(E1E2)作为独立可信度，将其与CF(E3)进行计算得到CF(E1E2E3)，依次迭代计算直至最后一个参数En，进而得到最终的综合可信度CF(ECD)，将其作为压力当量循环密度ECD的可信度。优选地，所述井漏风险预测模块进一步用于，根据每一位置处的地质参数信息和工程参数信息判断是否满足预设条件：若满足，则根据预设条件确定初始风险值，并计算该初始风险值的可信度，基于初始风险值及其可信度得到最终风险值；若不满足预设条件，则确定最终风险值为0。优选地，所述预设条件包括以下至少之一：存在溶洞或存在断层；压力当量循环密度与激动压力系数或者激动压力当量密度之和大于地层破裂压力当量密度；裂缝为非常发育，且压力当量循环密度与激动压力系数或者激动压力当量密度之和大于地层孔隙压力当量密度；裂缝为一般发育，且压力当量循环密度与激动压力系数之和大于地层孔隙压力当量密度；岩石类型为砂岩、砾岩或砂砾岩，且渗透率大于一定值，压力当量循环密度与激动压力系数之和大于地层孔隙压力当量密度；岩石类型为砂岩、砾岩或砂砾岩，且压力当量循环密度与激动压力系数或者激动压力当量密度之和大于地层孔隙压力当量密度；岩石类型为砂岩、砾岩或砂砾岩，且压力当量循环密度大于等于地层孔隙压力当量密度；压力当量循环密度与激动压力系数或者激动压力当量密度之和大于地层孔隙压力当量密度；压力当量循环密度大于地层孔隙压力当量密度。优选地，所述井漏风险预测模块根据所满足的预设条件中各参数的可信度来计算初始风险值的可信度。优选地，还包括井漏风险剖面可视化及报警模块，其基于地质参数信息、工程参数信息和钻井井漏风险值，以同一个井深为基准以曲线形式来显示井漏风险预测剖面，以及在钻井井漏风险值大于等于预设门限时进行报警。优选地，还包括：地质参数修正模块，其在随钻过程中，实时修正部分或全部的地质参数信息；工程参数修正模块，其在随钻过程中，更新部分或全部的工程参数信息；以及，所述井漏风险预测模块每隔设定时间间隔提取更新后的地质参数信息和工程参数信息，井漏风险剖面可视化及报警模块以一定的时间间隔，自动刷新相关曲线。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果。本专利技术提供的基于数字岩体的钻井井漏预测系统，能够基于相关地质参数和钻井工程参数，对钻井全井段进行井漏风险预测，得到既体现井漏严重度又体现发生概率的量化风险级别，既可以用来进行钻井设计方案的评价和优化，又能在钻井施工过程中及时识别井漏苗头，从而最大限度避免井漏的发生。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的技术方案而了解。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和/或流程来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。图1为本专利技术实施例一的基于数字岩体的钻井井漏预测系统的结构示意图。图2为本专利技术实施例二的基于数字岩体的钻井井漏预测系统的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。(实施例一)图1为本专利技术实施例一的基于数字岩体的钻井井漏预测系统的结构示意图。下面参考图1来详细说明本系统的组成和功能。如图1所示，本系统主要包括系统初始化模块10、地质参数抽取模块20、工程参数采集与计算模块30、井漏风险预测模块40、井漏风险剖面可视化及报警模块50以及钻井风险预测数据库60。系统初始化模块10，其与钻井风险预测数据库60连接，其采集当前井的井眼轨道(迹)数据，以获取井眼轨道每一位置处的坐标。井眼轨道数据包括井深、井斜角、方位角等信息。一般，最好每隔较小间隔取一点，在本例中为每隔1米取1个点，模块10依次采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数字岩体的钻井井漏预测系统，该系统包括：系统初始化模块，其采集当前井的井眼轨道数据，以获取井眼轨道每一位置处的坐标；地质参数抽取模块，其根据井眼轨道中每一位置处的坐标，从当前井的数字岩体中获取每一位置处的地质参数信息；工程参数采集与计算模块，其根据井眼轨道中每一位置处的坐标，获取每一位置处的工程参数信息；井漏风险预测模块，其根据每一位置处的地质参数信息和工程参数信息获取该位置处的钻井井漏风险值。

【技术特征摘要】
1.一种基于数字岩体的钻井井漏预测系统，该系统包括：系统初始化模块，其采集当前井的井眼轨道数据，以获取井眼轨道每一位置处的坐标；地质参数抽取模块，其根据井眼轨道中每一位置处的坐标，从当前井的数字岩体中获取每一位置处的地质参数信息；工程参数采集与计算模块，其根据井眼轨道中每一位置处的坐标，获取每一位置处的工程参数信息；井漏风险预测模块，其根据每一位置处的地质参数信息和工程参数信息获取该位置处的钻井井漏风险值。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地质参数抽取模块进一步用于，从当前井的数字岩体中提取每一位置处的地质参数的数值；根据数字岩体的数据来源和构建过程，获取每一位置处的地质参数的可信度值，其中，所述地质参数包括如下：溶洞信息、断层信息、裂缝信息、岩石类型、渗透率、地层孔隙压力当量密度和地层破裂压力当量密度。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述工程参数采集与计算模块进一步用于，从钻井工程设计方案或随钻采集的数据中提取每一位置处的工程参数的数值；根据数据来源确定每种工程参数的可信度，其中，所述工程参数包括如下：钻井液密度、钻井液塑性粘度、排量、钻速、岩屑尺寸、岩屑、井眼直径、钻具内径、钻具外径、水眼直径和激动压力系数或者激动压力当量密度；基于提取的每一位置处的工程参数信息计算得到每一位置处的当量循环密度信息。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述工程参数采集与计算模块进一步用于，根据每一位置处的工程参数信息，选择相应算法来计算每一位置处的压力当量循环密度；根据计算压力当量循环密度所采用的算法和参与计算的参数得到压力当量循环密度的可信度。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述工程参数采集与计算模块进一步用于，假设参与计算的有n个参数E1…En，计算每个参数对于ECD计算的独立可信度CF(Ei)＝CF(E)[i]*CF(ECD算法)，CF(ECD算法)表示计算ECD的算法的可信度，CF(E)[i]表示参数Ei的可信度；计算E1和E2的综合可信度CF(E1E2)＝CF(E1)+CF(E2)-CF(E1)*CF(E2)，然后将CF(E1E2)作为独立可信度，将其与CF(E3)进行计算得到CF(E1E2E3)，依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖莉，杨传书，曾义金，孙旭，赵勇，段继男，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，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：北京;11