钻柱摩阻分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种钻柱摩阻分析方法及装置，涉及油气钻井技术领域，该方法包括：获取摩阻计算理论模型；根据井底钻压扭矩预测模型，确定当前钻井的井底钻压和井底扭矩；所述井底钻压扭矩预测模型是先利用神经网络建立，再根据预设钻井数据集训练后得到的；根据当前钻井的井底钻压和井底扭矩，利用摩阻计算理论模型确定摩阻系数；获取摩阻系数影响参数，根据摩阻系数和摩阻系数影响参数，训练利用神经网络建立的摩阻系数智能分析模型；根据摩阻系数智能分析模型，确定常规摩阻系数和附加摩阻系数；其中，常规摩阻系数为井壁引起的摩阻系数，附加摩阻系数为岩屑床与井眼轨迹耦合作用引起的摩阻系数。起的摩阻系数。起的摩阻系数。

【技术实现步骤摘要】
钻柱摩阻分析方法及装置


[0001]本专利技术涉及油气钻井
，尤指一种钻柱摩阻分析方法及装置。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]近年来，随着非常规油气资源的勘探开发以及“三低”油气田的高效开发，大位移井、水平井等开采非常规油气的主要井型已经得到了较为广泛的应用。随着水平段长度的增加，钻柱的摩阻扭矩也在不断增加，尤其是在滑动钻进工况中，由于钻柱未旋转，容易造成井眼不清洁，在大斜度段和水平段形成岩屑床，增加钻柱整体的摩阻，影响钻进效率。
[0004]为计算钻柱摩阻扭矩，目前大多采用建立软杆模型或刚杆模型的方法，该类方法在摩阻计算时，由于设定了一定的假设条件，对摩阻影响因素考虑不全面，导致计算精度较低。

技术实现思路

[0005]在本专利技术实施例提出了一种钻柱摩阻分析方法，用以量化分析岩屑床与井眼轨迹耦合作用引起的摩阻系数，包括：获取摩阻计算理论模型；根据井底钻压扭矩预测模型，确定当前钻井的井底钻压和井底扭矩；所述井底钻压扭矩预测模型是先利用神经网络建立，再根据预设钻井数据集训练后得到的；根据当前钻井的井底钻压和井底扭矩，利用摩阻计算理论模型确定摩阻系数；获取摩阻系数影响参数，根据摩阻系数和摩阻系数影响参数，训练利用神经网络建立的摩阻系数智能分析模型；其中，摩阻系数智能分析模型用于分析岩屑床与井眼轨迹耦合作用对摩阻系数的影响；根据摩阻系数智能分析模型，确定常规摩阻系数和附加摩阻系数；其中，常规摩阻系数为井壁引起的摩阻系数，附加摩阻系数为岩屑床与井眼轨迹耦合作用引起的摩阻系数。
[0006]在本专利技术实施例提出了一种钻柱摩阻分析装置，用以量化分析岩屑床与井眼轨迹耦合作用对摩阻系数的影响，包括：理论模型获取模块，用于获取摩阻计算理论模型；钻压扭矩确定模块，用于根据井底钻压扭矩预测模型，确定当前钻井的井底钻压和井底扭矩；所述井底钻压扭矩预测模型是先利用神经网络建立，再根据预设钻井数据集训练后得到的；摩阻系数确定模块，用于根据当前钻井的井底钻压和井底扭矩，利用摩阻计算理论模型确定摩阻系数；分析模型训练模块，用于获取摩阻系数影响参数，根据摩阻系数和摩阻 系数影响
参数，训练利用神经网络建立的摩阻系数智能分析模型；其中，摩阻系数智能分析模型用于分析岩屑床与井眼轨迹耦合作用对摩阻系数的影响；摩阻系数分析模块，用于根据摩阻系数智能分析模型，确定常规摩阻系 数和附加摩阻系数；其中，常规摩阻系数为井壁引起的摩阻系数，附加摩阻系数为岩屑床与井眼轨迹耦合作用引起的摩阻系数。在本专利技术实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现钻柱摩阻分析方法。
[0007]在本专利技术实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现钻柱摩阻分析方法。
[0008]在本专利技术实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现钻柱摩阻分析方法。
[0009]在本专利技术实施例提出了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现钻柱摩阻分析方法。
[0010]本专利技术实施例提出的钻柱摩阻分析方法及装置可以解决现有技术采用建立软杆模型或刚杆模型的方法计算摩阻系数考虑不全面，导致摩阻计算精度较低的问题；通过获取摩阻计算理论模型；根据井底钻压扭矩预测模型，确定当前钻井的井底钻压和井底扭矩；所述井底钻压扭矩预测模型是先利用神经网络建立，再根据预设钻井数据集训练后得到的；根据当前钻井的井底钻压和井底扭矩，利用摩阻计算理论模型确定摩阻系数；获取摩阻系数影响参数，根据摩阻系数和摩阻系数影响参数，训练利用神经网络建立的摩阻系数智能分析模型；其中，摩阻系数智能分析模型用于分析岩屑床与井眼轨迹耦合作用对摩阻系数的影响；根据摩阻系数智能分析模型，确定常规摩阻系数和附加摩阻系数；其中，常规摩阻系数为井壁引起的摩阻系数，附加摩阻系数为岩屑床与井眼轨迹耦合作用引起的摩阻系数。本专利技术实施例考虑岩屑床与井眼轨迹耦合作用对摩阻的影响，实现了量化分析岩屑床与井眼轨迹耦合作用引起的摩阻系数，有助于提高摩阻计算精度，指导工作人员及时清洁井眼，提高钻进效率。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0012]图1是本专利技术实施例中钻柱摩阻分析方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例中软杆模型受力的示意图；图3是本专利技术实施例中门控循环单元循环神经网络的结构示意图；图4是本专利技术实施例中钻柱摩阻分析方法的具体实例图一；图5是本专利技术实施例中钻柱摩阻分析方法的具体实例图二；图6是本专利技术实施例中钻柱摩阻分析方法的具体实例图三；图7是本专利技术实施例中钻柱摩阻分析方法的具体实例图四；图8是本专利技术实施例中钻柱摩阻分析方法的具体实例图五；
图9是本专利技术实施例中钻柱摩阻分析方法的具体实例图六；图10是本专利技术实施例中训练摩阻系数智能分析模型的具体实例图；图11是本专利技术实施例中摩阻系数分析装置的具体实例图；图12是本专利技术实施例中计算机设备的示意图。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0014]本文中术语“和/或”，仅仅是描述一种关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
[0015]在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
[0016]下面参考本专利技术的若干代表性实施方式，详细阐释本专利技术的原理和精神。
[0017]图1是本专利技术实施例的钻柱摩阻分析方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括：步骤101，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻柱摩阻分析方法，其特征在于，包括：获取摩阻计算理论模型；根据井底钻压扭矩预测模型，确定当前钻井的井底钻压和井底扭矩；所述井底钻压扭矩预测模型是先利用神经网络建立，再根据预设钻井数据集训练后得到的；根据当前钻井的井底钻压和井底扭矩，利用摩阻计算理论模型确定摩阻系数；获取摩阻系数影响参数，根据摩阻系数和摩阻系数影响参数，训练利用神经网络建立的摩阻系数智能分析模型；其中，摩阻系数智能分析模型用于分析岩屑床与井眼轨迹耦合作用对摩阻系数的影响；根据摩阻系数智能分析模型，确定常规摩阻系数和附加摩阻系数；其中，常规摩阻系数为井壁引起的摩阻系数，附加摩阻系数为岩屑床与井眼轨迹耦合作用引起的摩阻系数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述井底钻压扭矩预测模型是利用门控循环单元循环神经网络建立的。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预设钻井数据集中包括：输入数据集和输出数据集；其中，输入数据集包括地面大钩载荷、地面扭矩、钻柱外径、平均井斜角、钻柱线重、钻井液密度、钻柱两端井斜角之差、钻柱两端方位角之差中的其中一种或任意组合；输出数据集包括井底钻压和井底扭矩。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据井底钻压扭矩预测模型，确定当前钻井的井底钻压和井底扭矩，包括：将当前钻井的输入数据集输入井底钻压扭矩预测模型；确定当前钻井的井底钻压和井底扭矩。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据当前钻井的井底钻压和井底扭矩，利用摩阻计算理论模型确定摩阻系数，包括：设定初始摩阻系数，并确定为当前摩阻系数；重复执行以下步骤，直至计算的地面大钩载荷与实际地面大钩载荷的差值小于或等于第一预设误差，或计算的地面扭矩与实际地面扭矩的差值小于或等于第二预设误差，输出当前摩阻系数，作为确定的摩阻系数：根据当前钻井的井底钻压、井底扭矩和当前摩阻系数，利用摩阻计算理论模型计算地面大钩载荷、地面扭矩；当计算的地面大钩载荷与实际地面大钩载荷的差值大于第一预设误差或计算的地面扭矩与实际地面扭矩的差值大于第二预设误差时，修改摩阻系数，将修改后的摩阻系数作为当前摩阻系数。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取摩阻系数影响参数，根据摩阻系数和摩阻系数影响参数，训练利用神经网络建立的摩阻系数智能分析模型，包括：获取摩阻系数影响参数；其中，摩阻系数影响参数包括：地层参数、钻柱性能参数、钻井液参数、钻井施工参数、岩屑床参数和井眼轨迹参数；将第一子神经网络和第二子神经网络并联，建立摩阻系数智能分析模型；其中，第一子神经网络和第二子神经网络均为预设的BP神经网络；根据摩阻系数和摩阻系数影响参数，训练摩阻系数智能分析模型。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据摩阻系数和摩阻系数影响参数，训练摩阻系数智能分析模型，包括：将地层参数、钻柱性能参数、钻井液参数和钻井施工参数作为第一子神经网络的输入；将岩屑床参数和井眼轨迹参数作为第二子神经网络的输入；将摩阻系数作为训练摩阻系数智能分析模型的输出标签；训练摩阻系数智能分析模型。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据摩阻系数和摩阻系数影响参数，训练摩阻系数智能分析模型，还包括：根据钻井曲率获取预设第一权重和预设第二权重；在第一子神经网络的输出上添加预设第一权重，在第二子神经网络的输出上添加预设第二权重；根据摩阻系数和摩阻系数影响参数、预设第一权重、预设第二权重，训练摩阻系数智能分析模型。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据摩阻系数智能分析模型，确定常规摩阻系数和附加摩阻系数之后，还包括：确定常规摩阻系数、附加摩阻系数和摩阻系数的关系。10.一种钻柱摩阻分析装置，其特征在于，包括：理论模型获取模块，用于获取摩阻计算理论模型；钻压扭矩确定模块，用于根据井底钻压扭矩预测模型，确定当前钻井...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁光杰，付利，周倩，杨恒林，宋先知，王元，祝兆鹏，张恒，刘子豪，陈刚，曲帅，王子昕，何爱国，李臻，夏焱，郑李，郭凯杰，乔磊，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：