一種基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預測方法與流程
本發(fā)明屬于油氣井鉆井風險預測技術(shù)領域，尤其涉及一種基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預測方法。
背景技術(shù)：
井漏是深井超深井鉆井工程中最普遍的復雜性事件之一。為了避免發(fā)生井漏和保護油氣層，必須提前預測全井各層段發(fā)生井漏風險的可能性，提前進行鉆井方案的優(yōu)化或采取預防措施，在施工過程中密切關注高風險井段，或及時識別即將發(fā)生的井漏風險，有的放矢，確保鉆井安全。
為解決上述難題，國內(nèi)外專家學者已開展了一些研究，現(xiàn)有漏失的預測識別方法，或是通過傳感器觀察現(xiàn)場現(xiàn)象，或是在井漏發(fā)生之后根據(jù)井漏的各種特性來確定，或是對引起井漏發(fā)生的地質(zhì)特征進行模糊評價宏觀得到某地區(qū)的潛在井漏風險，或是利用待預測井的部分參數(shù)同鄰井井漏的一些“特征值”相匹配的方法來預測井漏。
然而，大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)是事后判斷的方法，雖然可以控制風險，挽回部分損失，但是這樣不可避免地導致鉆井液漏失和油氣層污染。而事先預測的方法沒有考慮具體的鉆井工程設計信息與地質(zhì)情況之間的相互作用關系，因此無法針對具體的井采取針對性措施來進行優(yōu)化的預防。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是需要提供一種基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預測方法，該方法能夠結(jié)合地質(zhì)參數(shù)信息和工程參數(shù)信息對鉆井全井段潛在井漏風險進行預測。
為了解決上述技術(shù)問題，本申請的實施例提供了一種基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預測方法，該方法包括：采集當前井的井眼軌道數(shù)據(jù)，以獲取井眼軌道每一位置處的坐標；根據(jù)井眼軌道中每一位置處的坐標，從當前井的數(shù)字巖體中獲取每 一位置處的地質(zhì)參數(shù)信息；根據(jù)井眼軌道中每一位置處的坐標，獲取每一位置處的工程參數(shù)信息；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險值。
優(yōu)選地，在從當前井的數(shù)字巖體中獲取每一位置處的地質(zhì)參數(shù)信息的步驟中，包括：從當前井的數(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)來源和構(gòu)建過程，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、巖石類型、滲透率、地層孔隙壓力當量密度和地層破裂壓力當量密度。
優(yōu)選地，在獲取每一位置處的工程參數(shù)信息的步驟中，包括：從鉆井工程設計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、水眼直徑和激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度；基于提取的每一位置處的工程參數(shù)信息計算得到每一位置處的當量循環(huán)密度信息。
優(yōu)選地，在計算得到每一位置處的壓力當量循環(huán)密度信息的步驟中，包括：根據(jù)每一位置處的工程參數(shù)信息，選擇相應算法來計算每一位置處的壓力當量循環(huán)密度；根據(jù)計算壓力當量循環(huán)密度所采用的算法和參與計算的參數(shù)得到壓力當量循環(huán)密度的可信度。
優(yōu)選地，在根據(jù)計算壓力當量循環(huán)密度所采用的算法和參與計算的參數(shù)得到壓力當量循環(huán)密度ECD的可信度的步驟中，進一步包括：假設參與計算的有n個參數(shù)E1…En，計算每個參數(shù)對于ECD計算的獨立可信度CF(Ei)＝CF(E)[i]*CF(ECD算法)，CF(ECD算法)表示計算ECD的算法的可信度，CF(E)[i]表示參數(shù)Ei的可信度；計算E1和E2的綜合可信度CF(E1E2)＝CF(E1)+CF(E2)-CF(E1)*CF(E2)，然后將CF(E1E2)作為獨立可信度，將其與CF(E3)進行計算得到CF(E1E2E3)，依次迭代計算直至最后一個參數(shù)En，進而得到最終的綜合可信度CF(ECD)，將其作為壓力當量循環(huán)密度ECD的可信度。
優(yōu)選地，在根據(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險值的步驟中，包括：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設條件：若滿足，則根據(jù)預設條件確定初始風險值，并計算該初始風險值的可信度，基于初始風險值及其可信度得到最終風險值；若不滿足預 設條件，則確定最終風險值為0。
優(yōu)選地，所述預設條件包括以下至少之一：存在溶洞或存在斷層；壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層破裂壓力當量密度；裂縫為非常發(fā)育，且壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層孔隙壓力當量密度；裂縫為一般發(fā)育，且壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層孔隙壓力當量密度；巖石類型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且滲透率大于一定值，壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層孔隙壓力當量密度；巖石類型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層孔隙壓力當量密度；巖石類型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且壓力當量循環(huán)密度大于等于地層孔隙壓力當量密度；壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層孔隙壓力當量密度；壓力當量循環(huán)密度大于地層孔隙壓力當量密度。
優(yōu)選地，根據(jù)所滿足的預設條件中各參數(shù)的可信度來計算初始風險值的可信度。
優(yōu)選地，還包括：基于地質(zhì)參數(shù)信息、工程參數(shù)信息和鉆井井漏風險值，以同一個井深為基準以曲線形式來顯示井漏風險預測剖面。
優(yōu)選地，還包括：在一位置處的鉆井井漏風險值大于等于設定門限時，對該位置處的工程參數(shù)信息進行調(diào)整，以使該位置處的鉆井井漏風險值小于設定門限。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述方案中的一個或多個實施例可以具有如下優(yōu)點或有益效果。
本發(fā)明的基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預測方法，能夠基于相關地質(zhì)參數(shù)和鉆井工程參數(shù)，對鉆井全井段進行井漏風險預測，得到既體現(xiàn)井漏嚴重度又體現(xiàn)發(fā)生概率的量化風險級別，既可以用來進行鉆井設計方案的評價和優(yōu)化，又能在鉆井施工過程中及時識別井漏苗頭，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)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明的技術(shù)方案而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)和/或流程來實現(xiàn)和獲得。
附圖說明
附圖用來提供對本申請的技術(shù)方案或現(xiàn)有技術(shù)的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分。其中，表達本申請實施例的附圖與本申請的實施例一起用于解釋本申請的技術(shù)方案，但并不構(gòu)成對本申請技術(shù)方案的限制。
圖1為本發(fā)明實施例一的基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預測方法的流程示意圖。
圖2為本發(fā)明一個例子的基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預測方法的流程示意圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成相應技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。本申請實施例以及實施例中的各個特征，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)明的保護范圍之內(nèi)。
另外，附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執(zhí)行指令的計算機系統(tǒng)中執(zhí)行。并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
(實施例一)
圖1為本發(fā)明實施例的基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預測方法的流程示意圖，下面參考圖1來詳細說明本方法的各個步驟。
在步驟S110中，采集當前井的井眼軌道數(shù)據(jù)，以獲取井眼軌道每一位置處的坐標。
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，在本例中每隔1米取1個點，依次采集每個點的數(shù)據(jù)，然后將每個點的數(shù)據(jù)通過計算轉(zhuǎn)換為笛卡爾坐標值X、Y、Z，最終得到一個有關當前井的井眼軌道的坐標序列。
在步驟S120中，根據(jù)井眼軌道中每一位置處的坐標，從當前井的數(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)。
需要說明的是，數(shù)字巖體是指系列三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)體，每個網(wǎng)格節(jié)點都有坐標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)，能夠精細優(yōu)化鉆井施工方案，提高預測鉆井井漏的精度。
具體地，在從當前井的數(shù)字巖體中獲取每一位置處的地質(zhì)參數(shù)信息的步驟中，包括：從當前井的數(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)來源和構(gòu)建過程，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、巖石類型、滲透率、地層孔隙壓力當量密度和地層破裂壓力當量密度等。
在步驟S130中，根據(jù)井眼軌道中每一位置處的坐標，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，需要執(zhí)行以下步驟：從鉆井工程設計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)，根據(jù)數(shù)據(jù)來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、水眼直徑和設定的激動壓力系數(shù)或者計算獲得的激動壓力當量密度等。然后，根據(jù)提取的每一位置處的工程參數(shù)信息，計算得到每一位置處的壓力當量循環(huán)密度(也為一個工程參數(shù))信息。
在計算得到每一位置處的壓力當量循環(huán)密度信息的步驟中，具體地，根據(jù)每一位置處的工程參數(shù)信息，選擇相應算法來計算每一位置處的壓力當量循環(huán)密度，然后根據(jù)計算壓力當量循環(huán)密度所采用的算法和參與計算的參數(shù)得到壓力當量循環(huán)密度的可信度。
在根據(jù)計算壓力當量循環(huán)密度所采用的算法和用到的參數(shù)得到壓力當量循環(huán)密度ECD的可信度的步驟中，進一步包括：假設參與計算的有n個參數(shù)E1…En，則先計算每個參數(shù)對于ECD計算的獨立可信度CF(Ei)＝CF(E)[i]*CF(ECD算法)，CF(ECD算法)表示計算ECD的算法的可信度，CF(E)[i]表示參數(shù)Ei的可信度。然后計算E1和E2的綜合可信度CF(E1E2)＝CF(E1)+CF(E2)-CF(E1)*CF(E2)，然后將CF(E1E2)作為獨立可信度用類似的方法與CF(E3)計算得到CF(E1E2E3)，即CF(E1E2E3)＝CF(E1E2)+CF(E3)-CF(E1E2)*CF(E3)，……依次迭代計算直至最后一個參數(shù)En的位置，得到最終的綜合可信度CF(ECD)，將其作為壓力當量循環(huán)密度ECD的可信度。
需要說明的是，現(xiàn)有的方法均假設所使用的數(shù)據(jù)的可信度是100％準確，所 使用的計算和判斷方法也是100％可靠，然而在實際工作中這些數(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)和計算方法的可靠度，進一步提高了預測鉆井井漏的精確度。
在步驟S140中，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)信息獲取該位置處的鉆井井漏風險值。
具體地，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設條件，若滿足，則根據(jù)預設條件確定初始風險值，計算該初始風險值的可信度，基于初始風險值及其可信度得到最終風險值。若不滿足預設條件，則確定最終風險值為0。在本例中，根據(jù)所滿足的預設條件中各參數(shù)的可信度來計算初始風險值的可信度。
進一步，上述預設條件可以包括以下至少之一：(1)存在溶洞或存在斷層；(2)壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層破裂壓力當量密度；(3)裂縫為非常發(fā)育，且壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層孔隙壓力當量密度；(4)裂縫為一般發(fā)育，且壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層孔隙壓力當量密度；(5)巖石類型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且滲透率大于一定值，壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層孔隙壓力當量密度；(6)巖石類型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層孔隙壓力當量密度；(7)巖石類型為砂巖、礫巖或砂礫巖，且壓力當量循環(huán)密度大于等于地層孔隙壓力當量密度；(8)壓力當量循環(huán)密度與激動壓力系數(shù)或者激動壓力當量密度之和大于地層孔隙壓力當量密度；(9)壓力當量循環(huán)密度大于地層孔隙壓力當量密度。
由于本發(fā)明在確定風險值時不僅考慮了初始風險值，還考慮初始風險值的可信度，因此所得到的鉆井井漏風險值的精確度較高。雖然現(xiàn)有技術(shù)中事后判斷的方法可以盡量控制風險，挽回部分損失，但這樣不可避免地導致鉆井液漏失和油氣層污染，而且如果采取措施不及時，容易使事態(tài)惡化，釀成事故。而本發(fā)明在設計初期就能夠較準確地預測井漏發(fā)生的風險，能夠及早地避免風險的發(fā)生。
另外，如圖1所示，該方法還可以包括步驟S150。
在步驟S150中，基于地質(zhì)參數(shù)信息、工程參數(shù)信息和鉆井井漏風險值，以同一個井深軸為基準以曲線形式來顯示井漏風險預測剖面。在該井漏風險預測剖 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)曲線和風險級別曲線。如果設置了報警門限，那么該井漏風險預測剖面還可以顯示出風險報警提示信息。
在一位置處的鉆井井漏風險值大于等于設定門限時，對該位置處的工程參數(shù)信息進行調(diào)整，以使該位置處的鉆井井漏風險值小于設定門限。
通過該步驟能夠輔助技術(shù)人員全面查看全井段的地質(zhì)、工程情況以及對應的風險級別，尤其是風險級別高的井段，通過進一步分析原因，制定改進或應對措施，能夠控制風險的發(fā)生。
圖2為本發(fā)明一個例子的基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預測方法的流程示意圖。該例是對鉆井設計方案進行井漏風險預測的，下面參考圖2來詳細說明獲取鉆井井漏風險值的方法。
在步驟1中，從0m開始，以井深1m為間隔，從井眼設計軌道數(shù)據(jù)中提取每個點的坐標值(井深、北坐標、東坐標)，得到一坐標數(shù)組T[N][3](假設一共有N個坐標點)。
在步驟2中，依據(jù)步驟1得到的坐標數(shù)組，從數(shù)字巖體中抽取每個坐標點的地質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)，形成地質(zhì)參數(shù)數(shù)組G[N][I](I＝7)，其中i從0到6分別代表溶洞(有或無)、斷層(有或無)、裂縫(非常發(fā)育、一般發(fā)育、無)、巖石類型、滲透率K、地層孔隙壓力當量密度rp、地層破裂壓力當量密度rf。同時，根據(jù)數(shù)字巖體的初始數(shù)據(jù)來源和構(gòu)建過程，給定每個深度每個屬性的可信度CF(G)[n][i]，得到可信度數(shù)組CF(G)[N][I](I＝7)。
需要說明的是，數(shù)字巖體主要是基于鄰井的歷史數(shù)據(jù)來構(gòu)建的，因此鄰井數(shù)量、鄰井與本井的平均距離、鄰井數(shù)據(jù)準確度都將影響數(shù)字巖體的可信度。
一般，可根據(jù)專家經(jīng)驗和一定規(guī)則來設定三者的獨立可信度：①構(gòu)建數(shù)字巖體的鄰井數(shù)據(jù)準確度的可信度(由專家綜合考慮這些鄰井各項數(shù)據(jù)的原始準確度、計算方法的成熟度而給定)，比如該區(qū)塊滲透率K的可信度定義為CF(K0)。②鄰井數(shù)量可信度CF(W)可根據(jù)經(jīng)驗劃定隸屬度，如W<3則設CF(W)＝0.4，3≤W＜10則設CF(W)＝0.5，10≤W＜20則設CF(W)＝0.6，20≤W＜50則設CF(W)＝0.7，50≤W＜200則設CF(W)＝0.8，200≤W＜800則設CF(W)＝0.9，W>800則設CF(W)＝1。③平均距離可信度CF(D)可根據(jù)經(jīng)驗劃定隸屬度，如D<100m 則設CF(D)＝1，100≤D＜2000則設CF(D)＝0.9，2000≤D＜5000則設CF(D)＝0.8，5000≤D＜10000則設CF(D)＝0.7，10000≤D＜20000則設CF(D)＝0.6，20000≤D＜50000則設CF(D)＝0.5，50000≤D＜100000則設CF(D)＝0.4…，最后計算三者的幾何平均值(或加權(quán)幾何平均值)得到該點的可信度CF(K)。不同的隸屬區(qū)間劃分會影響CF(K)值的大小，但不會影響其相對變化規(guī)律，因此不會影響其工程應用價值。
在步驟3中，依據(jù)步驟1得到的坐標數(shù)組，從鉆井工程設計方案中或者隨鉆采集的數(shù)據(jù)中提取每個坐標點的工程參數(shù)，形成工程參數(shù)數(shù)組E[N][I](I＝11)，其中i從0到10分別代表鉆井液密度、鉆井液塑性粘度、設計排量、設計鉆速、巖屑尺寸、巖屑、井眼直徑、鉆具內(nèi)徑、鉆具外徑、水眼直徑，設定的激動壓力系數(shù)Sg。根據(jù)數(shù)據(jù)來源情況給定每種工程參數(shù)的可信度值CF(E)[i]。
如果這些數(shù)據(jù)來自于工程設計，因此認為所有參數(shù)完全可信，設定每個參數(shù)的可信度值CF(E)[i]＝1；如果來自于隨鉆，可根據(jù)現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的可靠度重新設定某些參數(shù)的CF(E)[i]的值。
需要說明的是，對于一口井的設計或?qū)嶃@來說，數(shù)據(jù)來源方式相同，因此對于同一個參數(shù)在不同深度的可信度沒有差別，因此這里忽略數(shù)組中的[N]，即任何深度點都用CF(E0)[I]這一組可信度。
在步驟4中，基于步驟3中的數(shù)據(jù)，利用SY/T 6613-2005標準提供的算法(也可采用其他類似算法)，計算出每個坐標點的壓力當量循環(huán)密度(即ECD)，用rc表示，形成ECD數(shù)組rc[N]。
如果采用的是行業(yè)標準算法，則認為該算法很可信，可設定該算法的可信度(即規(guī)則強度)CF(ECD算法)＝0.98；如果利用其他算法，可根據(jù)對該算法的認可度給定相應的CF值，CF∈[0，1]。
針對此算法用到的每個工程參數(shù)，按照如下方法計算最終ECD的可信度：
假設參與計算的有n個參數(shù)E1…En，則先計算每個參數(shù)對于ECD計算的獨立可信度CF(Ei)＝CF(E)[i]*CF(ECD算法)，CF(ECD算法)表示計算ECD的算法的可信度，CF(E)[i]表示參數(shù)Ei的可信度。然后計算E1和E2的綜合可信度CF(E1E2)＝CF(E1)+CF(E2)-CF(E1)*CF(E2)，然后將CF(E1E2)作為獨立可信度用類似的方法與CF(E3)計算得到CF(E1E2E3)，依次迭代計算直至最后一個參數(shù)位置，得到最終的總和可信度CF(ECD)。相比其他方法，利用上述方法計算到的可 信度精度較高。
在步驟5中，啟動井漏風險的預測，令n＝0。
在步驟6中，依據(jù)n值，分別從地質(zhì)參數(shù)數(shù)組G[N][I]提取數(shù)據(jù)G[n]，從ECD數(shù)組rc[N]中提取rc[n]，從地質(zhì)參數(shù)可信度數(shù)組CF(G)[N][I]中提取數(shù)組CF(G)[n]，從工程參數(shù)數(shù)組E[N][I]中提取數(shù)組E[n]。
在步驟7中，若(溶洞＝有)或(斷層＝有)，則初始風險值R0＝5，然后基于溶洞和斷層的可信度(即CF(溶洞)和CF(斷層))計算出R0的可信度CF(R0)，最終風險值R＝R0*CF(R0)，然后執(zhí)行步驟17。其中，CF(R0)＝max(CF(溶洞),CF(斷層))。
在步驟8中，若rc+Sg>rf，則R0＝5，然后基于rc、Sg、rf的可信度計算出R0的可信度CF(R0)，最終風險值R＝R0*CF(R0)，然后執(zhí)行步驟17。由于此處Sg為設計值，因此不涉及到其可信度的問題，則CF(R0)＝CF(rc)+CF(rf)-CF(rc)*CF(rf)。在其他例子中，若為實鉆的下鉆過程，則Sg為實際計算的激動壓力當量密度，此時需按照步驟4來的迭代計算rc、Sg、rf這三個因素的綜合可信度。
在步驟9中，若(裂縫＝非常發(fā)育)且(rc+Sg>rp)，則R0＝5，然后基于裂縫、rc、Sg、rf的可信度計算出R0的可信度CF(R0)，最終風險值R＝R0*CF(R0)，然后執(zhí)行步驟17。這里R0的可信度可按照步驟4的方法來迭代計算裂縫、rc、rf這三個因素的綜合可信度。在實鉆過程的下鉆狀態(tài)下，用激動壓力當量密度替代Sg，此時考慮其可信度，R0的可信度可按照步驟4的方法來迭代計算裂縫、rc、Sg、rf這四個因素的綜合可信度。
在步驟10中，若(裂縫＝一般發(fā)育)且(rc+Sg>rp)，則R0＝4，然后基于裂縫、rc、Sg、rf的可信度計算出R0的可信度CF(R0)，最終風險值R＝R0*CF(R0)，然后執(zhí)行步驟17。R0的可信度CF(R0)的具體計算方法可與步驟9相同。
在步驟11中，若(巖石類型＝砂巖或礫巖或砂礫巖)且(K>14μm2)且(rc+Sg>rp)，則R0＝4，然后基于巖石類型、K、rc、Sg、rf的可信度計算出R0的可信度CF(R0)，最終風險值R＝R0*CF(R0)，然后執(zhí)行步驟17。R0的可信度CF(R0)的具體計算方法可與步驟10類似。
通過該步驟可以看出，本例不僅考慮了縫洞性漏失，而且還可以對滲透性漏失進行識別。
在步驟12中，若(巖石類型＝砂巖或礫巖或砂礫巖)且(rc+Sg>rp)，則R0＝3， 然后基于巖石類型、rc、Sg、rf的可信度計算出R0的可信度CF(R0)，最終風險值R＝R0*CF(R0)，然后執(zhí)行步驟17。R0的可信度CF(R0)的具體計算方法可與步驟10類似。
在步驟13中，若(巖石類型＝砂巖或礫巖或砂礫巖)且rc≥rp，則R0＝2，然后基于巖石類型、rc、rf的可信度計算出R0的可信度CF(R0)，最終風險值R＝R0*CF(R0)，然后執(zhí)行步驟17。這里R0的可信度可按照步驟4的方法來迭代計算巖石類型、rc、rf這三個因素的綜合可信度。
在步驟14中，若rc+Sg>rp，則R0＝2，然后基于rc、Sg、rf的可信度計算出R0的可信度CF(R0)，最終風險值R＝R0*CF(R0)；執(zhí)行步驟17。由于此處Sg為設計值，因此不涉及到其可信度的問題，則CF(R0)＝CF(rc)+CF(rf)-CF(rc)*CF(rf)。若為實鉆的下鉆過程，則Sg為實際計算的激動壓力當量密度，此時需按照步驟4來的迭代計算rc、Sg、rf這三個因素的綜合可信度。
在步驟15中，若rc>rp，則R0＝1，然后基于rc、rf的可信度計算出R0的可信度CF(R0)，最終風險值R＝R0*CF(R0)，然后執(zhí)行步驟17。其中，CF(R0)＝max(CF(rc),CF(rf))。
在步驟16中，如果上述條件都不滿足，則R＝0。
在步驟17中，令R[n]＝R。
在步驟18中，若n<N，則n＝n+1，返回執(zhí)行步驟6～17，否則結(jié)束。
除了利用上述迭代方法來計算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得到R0的可信度CF(R0)，在此不作限定。
需要說明的是，若是用于隨鉆，工程參數(shù)是實鉆數(shù)據(jù)而非設計數(shù)據(jù)，部分地質(zhì)參數(shù)信息也會通過測量和計算進行更新。在實鉆過程中，處于“下鉆”狀態(tài)時，上述Sg統(tǒng)一用實際計算的激動壓力當量密度替代。
本發(fā)明適用于鉆井工程設計人員、現(xiàn)場技術(shù)人員、后方?jīng)Q策專家和生產(chǎn)管理人員進行全井段的潛在井漏風險預測，并在實鉆過程中實時監(jiān)測風險苗頭，從而降低施工風險。
示例1
在YB***井鉆井設計階段，按照常規(guī)的設計流程，將井眼軌道、井身結(jié)構(gòu)、鉆具組合、鉆頭、水力參數(shù)設計完成(井深0m～6756m)。從這個設計方案中提 取本方法所需的工程參數(shù)集，同時從該井所在YB區(qū)塊的數(shù)字巖體中，抽取該井眼軌道所穿過的巖體屬性值，即地質(zhì)參數(shù)集。上述工程參數(shù)集和地質(zhì)參數(shù)集分別以相同的井深間隔抽取，比如1m。然后利用本發(fā)明所述的方法判別得到井眼軌道上每個點的風險級別，發(fā)現(xiàn)在4801m至5112m井段井漏風險級別R>4，設計人員認為這種潛在風險太高，于是通過仔細研究，多次調(diào)整相關設計參數(shù)，每次重新進行風險預測，直至風險值R<3，達到設計預期，才最終定稿。
本例考慮了具體的鉆井工程設計信息與地質(zhì)情況之間的相互作用關系，因此可以針對具體的井采取針對性措施進行優(yōu)化和預防。
示例2
在SB***井鉆井施工過程中，利用實時測量的井眼軌跡信息和錄井信息，實時得到工程參數(shù)集，并實時計算ECD以及激動壓力；從該井所在區(qū)塊的數(shù)字巖體中，抽取該實鉆井眼軌跡所穿過或正在穿過的巖體屬性值，同時利用實時測量的工程參數(shù)計算地層孔隙壓力以修正原數(shù)字巖體抽取的地層壓力值。然后利用本發(fā)明所述的方法判別得到井眼軌跡最前端或鉆頭所在位置或整個井段的井漏風險級別。某日，在接單根下鉆過程中，現(xiàn)場人員設置好下鉆速度，開始下鉆，通過本方法判斷，顯示當前井底位置(5263.2m)的井漏風險值R＝4.6，表示風險很高，技術(shù)人員認為可能因下鉆過快引起壓力波動所致，立即放慢下鉆速度，更新數(shù)據(jù)重新判別，風險級別降至3以下，有效避免了惡性事件發(fā)生。
本發(fā)明設計了一種基于數(shù)字巖體的鉆井井漏預測方法，從數(shù)字巖體中抽取的地質(zhì)參數(shù)，與鉆井工程參數(shù)耦合分析，在鉆前進行全井段或局部井段的潛在井漏風險預測，隨鉆過程中對井漏風險的苗頭進行實時識別預警，能輔助鉆井設計人員和施工技術(shù)人員控制鉆井風險。
本發(fā)明可用于鉆井設計階段對全井進行井漏預測，進而優(yōu)化設計，并提出應對風險的預案；在施工過程中，對鉆前預測的風險進行自動實時修正并預警，能最大程度控制井漏的發(fā)生或在第一時間發(fā)現(xiàn)風險并采取有效處理措施，將損失降至最低。
雖然本發(fā)明所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本發(fā)明技術(shù)方案而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬領域內(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，可以在實施的形式及細節(jié)上 進行任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
本領域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括該實施例中方法的步驟，所述的存儲介質(zhì)，如：ROM/RAM、磁碟、光盤等。
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