本發(fā)明屬于油氣井鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預(yù)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

井漏是深井超深井鉆井工程中最普遍的復(fù)雜性事件之一。為了避免發(fā)生井漏和保護(hù)油氣層，必須提前預(yù)測(cè)全井各層段發(fā)生井漏風(fēng)險(xiǎn)的可能性，提前進(jìn)行鉆井方案的優(yōu)化或采取預(yù)防措施，在施工過(guò)程中密切關(guān)注高風(fēng)險(xiǎn)井段，或及時(shí)識(shí)別即將發(fā)生的井漏風(fēng)險(xiǎn)，有的放矢，確保鉆井安全。

為解決上述難題，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者已開(kāi)展了一些研究，現(xiàn)有漏失的預(yù)測(cè)識(shí)別方法，或是通過(guò)傳感器觀察現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)象，或是在井漏發(fā)生之后根據(jù)井漏的各種特性來(lái)確定，或是對(duì)引起井漏發(fā)生的地質(zhì)特征進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)宏觀得到某地區(qū)的潛在井漏風(fēng)險(xiǎn)，或是利用待預(yù)測(cè)井的部分參數(shù)同鄰井井漏的一些“特征值”相匹配。

然而，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法結(jié)合地質(zhì)和工程信息對(duì)鉆井全井段潛在井漏風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是需要提供一種基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預(yù)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠結(jié)合地質(zhì)和工程信息對(duì)鉆井全井段潛在井漏風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)的實(shí)施例首先提供了一種基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預(yù)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：系統(tǒng)初始化模塊，其采集當(dāng)前井的井眼軌道數(shù)據(jù)，以獲取井眼軌道每一位置處的坐標(biāo)；地質(zhì)參數(shù)抽取模塊，其根據(jù)井眼軌道中每一位置處的坐標(biāo)，從當(dāng)前井的數(shù)字巖體中獲取每一位置處的地質(zhì)參數(shù)信息；工程參數(shù)采集與計(jì)算模塊，其根據(jù)井眼軌道中每一位置處的坐標(biāo)，獲取每一位置處的工程參數(shù)信息；井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊，其根據(jù)每一位置處的地質(zhì)參數(shù)信息和工程參數(shù) 信息獲取該位置處的鉆井井漏風(fēng)險(xiǎn)值。

優(yōu)選地，所述地質(zhì)參數(shù)抽取模塊進(jìn)一步用于，從當(dāng)前井的數(shù)字巖體中提取每一位置處的地質(zhì)參數(shù)的數(shù)值；根據(jù)數(shù)字巖體的數(shù)據(jù)來(lái)源和構(gòu)建過(guò)程，獲取每一位置處的地質(zhì)參數(shù)的可信度值，其中，所述地質(zhì)參數(shù)包括如下：溶洞信息、斷層信息、裂縫信息、巖石類(lèi)型、滲透率、地層孔隙壓力當(dāng)量密度和地層破裂壓力當(dāng)量密度。

優(yōu)選地，所述工程參數(shù)采集與計(jì)算模塊進(jìn)一步用于，從鉆井工程設(shè)計(jì)方案或隨鉆采集的數(shù)據(jù)中提取每一位置處的工程參數(shù)的數(shù)值；根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源確定每種工程參數(shù)的可信度，其中，所述工程參數(shù)包括如下：鉆井液密度、鉆井液塑性粘度、排量、鉆速、巖屑尺寸、巖屑、井眼直徑、鉆具內(nèi)徑、鉆具外徑、水眼直徑和激動(dòng)壓力系數(shù)或者激動(dòng)壓力當(dāng)量密度；基于提取的每一位置處的工程參數(shù)信息計(jì)算得到每一位置處的當(dāng)量循環(huán)密度信息。

優(yōu)選地，所述工程參數(shù)采集與計(jì)算模塊進(jìn)一步用于，根據(jù)每一位置處的工程參數(shù)信息，選擇相應(yīng)算法來(lái)計(jì)算每一位置處的壓力當(dāng)量循環(huán)密度；根據(jù)計(jì)算壓力當(dāng)量循環(huán)密度所采用的算法和參與計(jì)算的參數(shù)得到壓力當(dāng)量循環(huán)密度的可信度。

優(yōu)選地，所述工程參數(shù)采集與計(jì)算模塊進(jìn)一步用于，假設(shè)參與計(jì)算的有n個(gè)參數(shù)E1…En，計(jì)算每個(gè)參數(shù)對(duì)于ECD計(jì)算的獨(dú)立可信度CF(Ei)＝CF(E)[i]*CF(ECD算法)，CF(ECD算法)表示計(jì)算ECD的算法的可信度，CF(E)[i]表示參數(shù)Ei的可信度；計(jì)算E1和E2的綜合可信度CF(E1E2)＝CF(E1)+CF(E2)-CF(E1)*CF(E2)，然后將CF(E1E2)作為獨(dú)立可信度，將其與CF(E3)進(jìn)行計(jì)算得到CF(E1E2 E3)，依次迭代計(jì)算直至最后一個(gè)參數(shù)En，進(jìn)而得到最終的綜合可信度CF(ECD)，將其作為壓力當(dāng)量循環(huán)密度ECD的可信度。

優(yōu)選地，所述井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊進(jìn)一步用于，根據(jù)每一位置處的地質(zhì)參數(shù)信息和工程參數(shù)信息判斷是否滿足預(yù)設(shè)條件：若滿足，則根據(jù)預(yù)設(shè)條件確定初始風(fēng)險(xiǎn)值，并計(jì)算該初始風(fēng)險(xiǎn)值的可信度，基于初始風(fēng)險(xiǎn)值及其可信度得到最終風(fēng)險(xiǎn)值；若不滿足預(yù)設(shè)條件，則確定最終風(fēng)險(xiǎn)值為0。

優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)條件包括以下至少之一：存在溶洞或存在斷層；壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激動(dòng)壓力系數(shù)或者激動(dòng)壓力當(dāng)量密度之和大于地層破裂壓力當(dāng)量密度；裂縫為非常發(fā)育，且壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激動(dòng)壓力系數(shù)或者激動(dòng)壓力當(dāng)量密度之和大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；裂縫為一般發(fā)育，且壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激 動(dòng)壓力系數(shù)之和大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；巖石類(lèi)型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且滲透率大于一定值，壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激動(dòng)壓力系數(shù)之和大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；巖石類(lèi)型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激動(dòng)壓力系數(shù)或者激動(dòng)壓力當(dāng)量密度之和大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；巖石類(lèi)型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且壓力當(dāng)量循環(huán)密度大于等于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激動(dòng)壓力系數(shù)或者激動(dòng)壓力當(dāng)量密度之和大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；壓力當(dāng)量循環(huán)密度大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度。

優(yōu)選地，所述井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊根據(jù)所滿足的預(yù)設(shè)條件中各參數(shù)的可信度來(lái)計(jì)算初始風(fēng)險(xiǎn)值的可信度。

優(yōu)選地，還包括井漏風(fēng)險(xiǎn)剖面可視化及報(bào)警模塊，其基于地質(zhì)參數(shù)信息、工程參數(shù)信息和鉆井井漏風(fēng)險(xiǎn)值，以同一個(gè)井深為基準(zhǔn)以曲線形式來(lái)顯示井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)剖面，以及在鉆井井漏風(fēng)險(xiǎn)值大于等于預(yù)設(shè)門(mén)限時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

優(yōu)選地，還包括：地質(zhì)參數(shù)修正模塊，其在隨鉆過(guò)程中，實(shí)時(shí)修正部分或全部的地質(zhì)參數(shù)信息；工程參數(shù)修正模塊，其在隨鉆過(guò)程中，更新部分或全部的工程參數(shù)信息；以及，所述井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊每隔設(shè)定時(shí)間間隔提取更新后的地質(zhì)參數(shù)信息和工程參數(shù)信息，井漏風(fēng)險(xiǎn)剖面可視化及報(bào)警模塊以一定的時(shí)間間隔，自動(dòng)刷新相關(guān)曲線。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述方案中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果。

本發(fā)明提供的基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預(yù)測(cè)系統(tǒng)，能夠基于相關(guān)地質(zhì)參數(shù)和鉆井工程參數(shù)，對(duì)鉆井全井段進(jìn)行井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，得到既體現(xiàn)井漏嚴(yán)重度又體現(xiàn)發(fā)生概率的量化風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，既可以用來(lái)進(jìn)行鉆井設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)和優(yōu)化，又能在鉆井施工過(guò)程中及時(shí)識(shí)別井漏苗頭，從而最大限度避免井漏的發(fā)生。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)和/或流程來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案或現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō) 明書(shū)的一部分。其中，表達(dá)本申請(qǐng)實(shí)施例的附圖與本申請(qǐng)的實(shí)施例一起用于解釋本申請(qǐng)的技術(shù)方案，但并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的限制。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成相應(yīng)技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。本申請(qǐng)實(shí)施例以及實(shí)施例中的各個(gè)特征，在不相沖突前提下可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

(實(shí)施例一)

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。下面參考圖1來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本系統(tǒng)的組成和功能。

如圖1所示，本系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)初始化模塊10、地質(zhì)參數(shù)抽取模塊20、工程參數(shù)采集與計(jì)算模塊30、井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊40、井漏風(fēng)險(xiǎn)剖面可視化及報(bào)警模塊50以及鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60。

系統(tǒng)初始化模塊10，其與鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60連接，其采集當(dāng)前井的井眼軌道(跡)數(shù)據(jù)，以獲取井眼軌道每一位置處的坐標(biāo)。

井眼軌道數(shù)據(jù)包括井深、井斜角、方位角等信息。一般，最好每隔較小間隔取一點(diǎn)，在本例中為每隔1米取1個(gè)點(diǎn)，模塊10依次采集每個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，然后將每個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)換為笛卡爾坐標(biāo)值X、Y、Z，最終得到一個(gè)有關(guān)當(dāng)前井的井眼軌道的坐標(biāo)序列，將其存入鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60中。

地質(zhì)參數(shù)抽取模塊20，其與鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60連接，其依據(jù)井眼軌道上每一位置處的坐標(biāo)，從當(dāng)前井的數(shù)字巖體中獲取每一位置處的地質(zhì)參數(shù)信息(包括地質(zhì)參數(shù)值及其可信度值)，將獲取的數(shù)據(jù)(也可稱(chēng)地質(zhì)參數(shù)集)以每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)兩組數(shù)據(jù)的形式存入鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60中。

需要說(shuō)明的是，數(shù)字巖體是指系列三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)體，每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)都有坐標(biāo)值且附有巖體的屬性值(如溶洞、裂縫、孔隙度、孔隙壓力等等)。一般，基于已有的地質(zhì)構(gòu)造模型，就能夠構(gòu)建出用于鉆井的數(shù)字巖體。而且，從數(shù)字巖體中獲取沿井眼軌跡的各種工程地質(zhì)參數(shù)，能夠精細(xì)優(yōu)化鉆井施工方案，提高預(yù)測(cè)鉆 井井漏的精度。

具體地，地質(zhì)參數(shù)抽取模塊20從當(dāng)前井的數(shù)字巖體中提取每一位置處的地質(zhì)參數(shù)的數(shù)值，然后根據(jù)數(shù)字巖體的數(shù)據(jù)來(lái)源和構(gòu)建過(guò)程，獲取每一位置處的地質(zhì)參數(shù)的可信度值。其中，地質(zhì)參數(shù)包括如下：溶洞信息、斷層信息、裂縫信息、巖石類(lèi)型、滲透率、地層孔隙壓力當(dāng)量密度和地層破裂壓力當(dāng)量密度等。

例如，模塊20從井眼軌道的第一點(diǎn)開(kāi)始，逐一利用每一點(diǎn)的坐標(biāo)，從數(shù)字巖體中獲取該點(diǎn)處的如下地質(zhì)參數(shù)的值：溶洞信息、斷層信息、裂縫信息、巖石類(lèi)型、滲透率、地層孔隙壓力當(dāng)量密度和地層破裂壓力當(dāng)量密度，然后將這些值寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)60中。

工程參數(shù)采集與計(jì)算模塊30，其與鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60連接，其根據(jù)井眼軌道中每一位置處的坐標(biāo)(主要依據(jù)井深)，獲取每一位置處的工程參數(shù)信息(包括工程參數(shù)值及其可信度值)。

具體地，工程參數(shù)采集與計(jì)算模塊30從鉆井工程設(shè)計(jì)方案或隨鉆采集的數(shù)據(jù)中提取每一位置處的工程參數(shù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源確定每種工程參數(shù)的可信度。其中，工程參數(shù)包括如下：鉆井液密度、鉆井液塑性粘度、排量、鉆速、巖屑尺寸、巖屑、井眼直徑、鉆具內(nèi)徑、鉆具外徑、水眼直徑、設(shè)定激動(dòng)壓力系數(shù)或者計(jì)算得到激動(dòng)壓力當(dāng)量密度等。然后，模塊30根據(jù)提取的每一位置處的工程參數(shù)信息，計(jì)算得到每一位置處的壓力當(dāng)量循環(huán)密度(也為一個(gè)工程參數(shù))信息。最后將以上數(shù)據(jù)(可稱(chēng)為工程參數(shù)集)存入鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60中。

工程參數(shù)采集與計(jì)算模塊30在計(jì)算得到每一位置處的壓力當(dāng)量循環(huán)密度信息時(shí)，先根據(jù)每一位置處的工程參數(shù)信息，選擇相應(yīng)算法來(lái)計(jì)算每一位置處的壓力當(dāng)量循環(huán)密度，然后根據(jù)計(jì)算壓力當(dāng)量循環(huán)密度所采用的算法和參與計(jì)算的參數(shù)得到壓力當(dāng)量循環(huán)密度的可信度。本例中可以利用水力參數(shù)(包括井深、鉆井液密度等參數(shù))來(lái)計(jì)算壓力當(dāng)量循環(huán)密度。

工程參數(shù)采集與計(jì)算模塊30在根據(jù)計(jì)算壓力當(dāng)量循環(huán)密度所采用的算法和用到的參數(shù)得到壓力當(dāng)量循環(huán)密度ECD的可信度時(shí)，進(jìn)一步假設(shè)參與計(jì)算的有n個(gè)參數(shù)E1…En，則先計(jì)算每個(gè)參數(shù)對(duì)于ECD計(jì)算的獨(dú)立可信度CF(Ei)＝CF(E)[i]*CF(ECD算法)，CF(ECD算法)表示計(jì)算ECD的算法的可信度，CF(Ei0)表示參數(shù)Ei的可信度。然后計(jì)算E1和E2的綜合可信度CF(E1E2)＝CF(E1)+CF(E2)-CF(E1)*CF(E2)，然后將CF(E1E2)作為獨(dú)立可信度用類(lèi)似的方法與 CF(E3)計(jì)算得到CF(E1E2 E3)，即CF(E1E2 E3)＝CF(E1E2)+CF(E3)-CF(E1E2)*CF(E3)，……依次迭代計(jì)算直至最后一個(gè)參數(shù)En的位置，得到最終的綜合可信度CF(ECD)，將其作為壓力當(dāng)量循環(huán)密度ECD的可信度。

需要說(shuō)明的是，現(xiàn)有的系統(tǒng)均假設(shè)所使用的數(shù)據(jù)的可信度是100％準(zhǔn)確，所使用的計(jì)算和判斷方法也是100％可靠，然而在實(shí)際工作中這些數(shù)據(jù)和方法非理想化，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明考慮了數(shù)據(jù)和計(jì)算方法的可靠度，進(jìn)一步提高了預(yù)測(cè)鉆井井漏的精確度。

井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊40，其通過(guò)數(shù)據(jù)接口與鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60連接，從該數(shù)據(jù)庫(kù)60中提取上述有關(guān)地質(zhì)參數(shù)和工程參數(shù)這兩類(lèi)數(shù)據(jù)，以每個(gè)點(diǎn)為一組數(shù)據(jù)來(lái)獲取。

井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊40針對(duì)每個(gè)點(diǎn)的每組數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一判別來(lái)計(jì)算得到鉆井井漏的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別R序列值。

具體地，井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊40根據(jù)井眼軌道的每一位置處的地質(zhì)參數(shù)信息和工程參數(shù)信息來(lái)獲取該位置處的鉆井井漏風(fēng)險(xiǎn)值。進(jìn)一步，模塊40根據(jù)每一位置處的地質(zhì)參數(shù)信息和工程參數(shù)信息判斷是否滿足預(yù)設(shè)條件，若滿足，則根據(jù)預(yù)設(shè)條件確定初始風(fēng)險(xiǎn)值，計(jì)算該初始風(fēng)險(xiǎn)值的可信度，基于初始風(fēng)險(xiǎn)值及其可信度得到最終風(fēng)險(xiǎn)值。若不滿足預(yù)設(shè)條件，則確定最終風(fēng)險(xiǎn)值為0。在本例中，根據(jù)所滿足的預(yù)設(shè)條件中各參數(shù)的可信度來(lái)計(jì)算初始風(fēng)險(xiǎn)值的可信度，例如，可以利用計(jì)算壓力當(dāng)量循環(huán)密度ECD的可信度的上述迭代方法來(lái)計(jì)算R0的可信度CF(R0)，還可以利用各因素的可信度的幾何平均值來(lái)得到R0的可信度CF(R0)，在此不作限定。

進(jìn)一步，上述預(yù)設(shè)條件可以包括以下至少之一：(1)存在溶洞或存在斷層；(2)壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激動(dòng)壓力系數(shù)之和大于地層破裂壓力當(dāng)量密度；(3)裂縫為非常發(fā)育，且壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激動(dòng)壓力系數(shù)之和大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；(4)裂縫為一般發(fā)育，且壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激動(dòng)壓力系數(shù)之和大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；(5)巖石類(lèi)型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且滲透率大于一定值，壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激動(dòng)壓力系數(shù)之和大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；(6)巖石類(lèi)型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激動(dòng)壓力系數(shù)之和大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；(7)巖石類(lèi)型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且壓力當(dāng)量循環(huán)密度大于等于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；(8)壓力當(dāng)量循環(huán)密度與激動(dòng)壓力系 數(shù)之和大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度；(9)壓力當(dāng)量循環(huán)密度大于地層孔隙壓力當(dāng)量密度。

由于本發(fā)明在確定風(fēng)險(xiǎn)值時(shí)不僅考慮了初始風(fēng)險(xiǎn)值，還考慮初始風(fēng)險(xiǎn)值的可信度，因此所得到的鉆井井漏風(fēng)險(xiǎn)值的精確度較高。雖然現(xiàn)有技術(shù)中事后判斷的方法可以盡量控制風(fēng)險(xiǎn)，挽回部分損失，但這樣不可避免地導(dǎo)致鉆井液漏失和油氣層污染，而且如果采取措施不及時(shí)，容易使事態(tài)惡化，釀成事故。而本發(fā)明在設(shè)計(jì)初期就能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)井漏發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，能夠及早地避免風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

另外，還可以包括井漏風(fēng)險(xiǎn)剖面可視化及報(bào)警模塊50，其與井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊40和鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60連接，模塊50從鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60中提取地質(zhì)參數(shù)集、工程參數(shù)集和風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別序列值，以同一個(gè)井深軸為基準(zhǔn)以曲線形式來(lái)顯示井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)剖面。在該井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)剖面圖中可以顯示出該井的井眼軌道的地質(zhì)參數(shù)曲線、工程參數(shù)曲線和風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別曲線。如果設(shè)置了報(bào)警門(mén)限，那么該井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)剖面還可以顯示出風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警提示信息。另外，在風(fēng)險(xiǎn)值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，該模塊50還會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警提示，例如以聲音或者點(diǎn)燈方式來(lái)發(fā)出報(bào)警。

在一位置處的鉆井井漏風(fēng)險(xiǎn)值大于等于設(shè)定門(mén)限時(shí)，技術(shù)人員可以對(duì)工程參數(shù)信息進(jìn)行調(diào)整，以使該位置處的鉆井井漏風(fēng)險(xiǎn)值小于設(shè)定門(mén)限。

綜上，該模塊50能夠輔助技術(shù)人員全面查看全井段的地質(zhì)、工程情況以及對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，尤其是風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別高的井段，通過(guò)進(jìn)一步分析原因，制定改進(jìn)或應(yīng)對(duì)措施，能夠控制風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)可用于鉆井設(shè)計(jì)階段對(duì)全井進(jìn)行井漏預(yù)測(cè)，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)，并提出應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)案。在各種數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完整的前提下，本系統(tǒng)只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的初始化，整個(gè)預(yù)測(cè)過(guò)程由系統(tǒng)自動(dòng)完成，無(wú)需人工干預(yù)，使用非常方便。

(實(shí)施例二)

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。下面參考圖2來(lái)說(shuō)明本實(shí)施例的系統(tǒng)的組成和功能。

為了便于說(shuō)明，不再對(duì)與前述實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)展開(kāi)，而僅重點(diǎn)說(shuō)明與前述實(shí)施例的不同之處。在圖2中，對(duì)與前述實(shí)施例相同或相似的結(jié)構(gòu)，采用了相同的附圖標(biāo)記。

實(shí)施例一主要應(yīng)用在對(duì)鉆井設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)和優(yōu)化中，而應(yīng)用在隨鉆過(guò)程中時(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)的工程參數(shù)是實(shí)鉆數(shù)據(jù)而非設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，部分地質(zhì)參數(shù)也會(huì)通過(guò)測(cè)量和計(jì)算進(jìn)行更新，因此，本系統(tǒng)還包括地質(zhì)參數(shù)修正模塊70和工程參數(shù)修正模塊80。

地質(zhì)參數(shù)修正模塊70，其與鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60連接，在隨鉆過(guò)程中實(shí)時(shí)修正部分或全部地質(zhì)參數(shù)。

工程參數(shù)修正模塊80，其與鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)60連接，在隨鉆過(guò)程中，根據(jù)例如傳感器采集、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)對(duì)部分或全部工程參數(shù)進(jìn)行更新。例如，可以對(duì)鉆井液密度、鉆井液塑性粘度、排量、鉆速等工程參數(shù)進(jìn)行更新，在更新了這些參數(shù)后，重新計(jì)算得到所需的當(dāng)量循環(huán)密度。

另外，由于地質(zhì)參數(shù)和工程參數(shù)會(huì)被實(shí)時(shí)更新，因此為了保證鉆井井漏的預(yù)測(cè)精度，井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊50每隔設(shè)定時(shí)間間隔從數(shù)據(jù)庫(kù)60中提取更新后的有關(guān)地質(zhì)參數(shù)和工程參數(shù)這兩類(lèi)數(shù)據(jù)。

而且，井漏風(fēng)險(xiǎn)剖面可視化及報(bào)警模塊50也以一定的時(shí)間間隔，自動(dòng)刷新相關(guān)曲線(地質(zhì)參數(shù)曲線、工程參數(shù)曲線和風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別曲線)，當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)值超過(guò)門(mén)限值(可以是事先設(shè)定的某個(gè)值)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警提示。

而且，在實(shí)鉆過(guò)程中，處于“下鉆”狀態(tài)時(shí)，上述激動(dòng)壓力系數(shù)統(tǒng)一用實(shí)際計(jì)算的激動(dòng)壓力當(dāng)量密度替代。

本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)在施工過(guò)程中，對(duì)鉆前預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)修正并預(yù)警，能最大程度控制井漏的發(fā)生或在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)并采取有效處理措施，將損失降至最低。而且，在各種數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完整的前提下，本系統(tǒng)只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的初始化，整個(gè)預(yù)測(cè)過(guò)程由系統(tǒng)自動(dòng)完成，無(wú)需人工干預(yù)，使用非常方便。

示例1

在YB***井鉆井設(shè)計(jì)階段，按照常規(guī)的設(shè)計(jì)流程，將井眼軌道、井身結(jié)構(gòu)、鉆具組合、鉆頭、水力參數(shù)設(shè)計(jì)完成。將這個(gè)設(shè)計(jì)方案的相關(guān)工程參數(shù)錄入本系統(tǒng)，同時(shí)選擇該井所在的YB區(qū)塊的數(shù)字巖體，利用系統(tǒng)自動(dòng)抽取巖體屬性。運(yùn)行系統(tǒng)其其他系列模塊后，界面顯示了該井從0m至6756m的所有地質(zhì)數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)曲線，同時(shí)以相同比例顯示了井漏風(fēng)險(xiǎn)曲線。發(fā)現(xiàn)在4801m至5112m井段的風(fēng)險(xiǎn)曲線處于峰值段，井漏風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別R>4，設(shè)計(jì)人員認(rèn)為這種潛在風(fēng)險(xiǎn)太高， 之后通過(guò)仔細(xì)研究，多次調(diào)整相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，每次重新進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，直至風(fēng)險(xiǎn)值R<3，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期，才最終定稿。

本例考慮了具體的鉆井工程設(shè)計(jì)信息與地質(zhì)情況之間的相互作用關(guān)系，因此可以針對(duì)具體的井采取針對(duì)性措施進(jìn)行優(yōu)化和預(yù)防。

示例2

在SB***井鉆井施工過(guò)程中，將測(cè)量的井眼軌跡信息、錄井信息實(shí)時(shí)自動(dòng)接入本系統(tǒng)，選擇讀取該井所在區(qū)塊的數(shù)字巖體，運(yùn)行該系統(tǒng)，界面上每個(gè)數(shù)秒鐘自動(dòng)刷新相關(guān)的曲線，不斷更新全井的風(fēng)險(xiǎn)曲線，鉆進(jìn)正常進(jìn)行。某日，在接單根下鉆過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)人員設(shè)置下鉆速度，開(kāi)始下鉆，系統(tǒng)顯示當(dāng)前井底位置(5263.2m)的風(fēng)險(xiǎn)曲線達(dá)到峰值報(bào)警，且風(fēng)險(xiǎn)值R＝4.6，技術(shù)人員認(rèn)為可能因下鉆過(guò)快引起壓力波動(dòng)所致，立即放慢下鉆速度，警報(bào)解除，避免了井漏的發(fā)生。

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種井漏預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)初始化模塊、地質(zhì)參數(shù)抽取模塊、工程參數(shù)采集與計(jì)算模塊、鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、地質(zhì)參數(shù)修正模塊、工程參數(shù)修正模塊、數(shù)據(jù)接口、井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊、井漏風(fēng)險(xiǎn)可視化及報(bào)警模塊。利用地質(zhì)參數(shù)抽取模塊從數(shù)字巖體中抽取相關(guān)地質(zhì)參數(shù)集；利用工程參數(shù)采集與計(jì)算模塊獲取相關(guān)的鉆井工程參數(shù)集；將這兩個(gè)參數(shù)集都實(shí)時(shí)存入鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中；數(shù)據(jù)接口從該數(shù)據(jù)庫(kù)提取數(shù)據(jù)，并按井深對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組；井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊接收數(shù)據(jù)接口發(fā)送的數(shù)據(jù)，每組逐一判別得到風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別序列值存入鉆井風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)；井漏風(fēng)險(xiǎn)可視化及報(bào)警模塊從該數(shù)據(jù)庫(kù)提取地質(zhì)參數(shù)集、工程參數(shù)集和風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別序列值，以曲線形式分別顯示。利用本系統(tǒng)在鉆前進(jìn)行全井段或局部井段的潛在井漏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，隨鉆過(guò)程中對(duì)井漏風(fēng)險(xiǎn)的苗頭進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別預(yù)警，能輔助鉆井設(shè)計(jì)人員和施工技術(shù)人員優(yōu)化方案、控制鉆井風(fēng)險(xiǎn)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。

雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明 而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。