[發明專利]鉆井系統故障風險分析方法

在審

• 申請號: 201380024261.0
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN104271882A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: S·曼奇尼
• 申請（專利權）人: 哈里伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/003;E21B43/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 宋靜嫻

1.一種用于評估與利用鉆井系統在地層中鉆探井眼段相關聯的風險的方法，包括：

提供在鉆井期間所述鉆井系統觸發故障模式的風險的概率模型；以及

基于所述模型評估在鉆探所述井眼段期間所述鉆井系統觸發所述故障模式中之一的風險。

2.如權利要求1所述方法，其特征在于，評估所述鉆井系統觸發所述故障模式中之一的風險包括確定在沿所述井眼段的一個或多個點處觸發故障模式的瞬時風險的值。

3.如權利要求2所述方法，其特征在于，評估所述鉆井系統觸發所述故障模式中之一的風險可包括確定在沿所述井眼段的多個點處觸發故障模式的瞬時風險的值，并且計算所述井眼段風險的值作為所述瞬時風險值的附加風險。

4.一種用于評估與利用所述鉆井系統在地層中鉆探井眼段相關聯的風險的方法，包括：

定義所述鉆井系統的關鍵控制參數；以及

標識與每個關鍵控制參數相關聯的鉆井系統的一個或多個故障模式，所述一個或多個故障模式可在鉆探地層的所述井眼段期間出現。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括：

評估每個關鍵控制參數以確定當所述關鍵控制參數變化時觸發與所述控制參數相關聯的每個故障模式的概率。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，對與沿著所述井眼段的位置對應的外部鉆井條件的固定集合來評估每個關鍵控制參數。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，對與沿著所述井眼段的相應多個位置對應的外部鉆井條件的多個集合中的每一集合來評估每個關鍵控制參數。

8.如權利要求5所述的方法，其特征在于，當所述關鍵控制參數變化時觸發與每個關鍵控制參數相關聯的每個故障模式的經評估的概率用于定義所述鉆井系統的操作窗口。

9.如權利要求6或7所述的方法，其特征在于，當所述關鍵控制參數變化時觸發與每個關鍵控制參數相關聯的每個故障模式的經評估的概率用于定義在沿著所述井眼段的每個位置處的所述鉆井系統的操作窗口。

10.如權利要求8或9所述的方法，其特征在于，進一步包括確定一個或多個單獨的關鍵控制參數的每個操作窗口的寬度。

11.如權利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述系統具有N個關鍵控制參數并且進一步包括確定對應于每個操作窗口的尺寸的N維體積。

12.如權利要求10或11所述的方法，其特征在于，進一步包括分別對應于每個關鍵控制參數的瞬時值在每個相應的操作窗口或所述N維體積內繪制所述系統的瞬時操作點。

13.如權利要求8、9、10、11或12所述的方法，其特征在于，進一步包括評估在鉆探所述井眼段的整個期間所述鉆井系統對所述外部鉆井條件的變化是否是穩健的。

14.如權利要求5至13中的任一項所述的方法，其特征在于，當所述關鍵控制參數變化時觸發與每個關鍵控制參數相關聯的每個故障模式的經評估的概率用于確定如果所述鉆井系統用于鉆探所述井眼段的所述鉆井系統故障的風險的值。

15.如直接或間接引用權利要求6或權利要求7的權利要求14所述的方法，其特征在于，進一步包括確定在沿著所述井眼段的每個點處所述鉆井系統故障的瞬時風險的值。

16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，進一步包括通過對沿著所述井眼段的基本每個點處的瞬時風險的值求和來整體地確定如果所述鉆井系統用于鉆探所述井眼段的所述鉆井系統故障的風險的值。

17.如權利要求15或16所述的方法，其特征在于，進一步包括通過計算表示所述鉆井系統的、或表示包括所述鉆井系統的多個備選鉆井系統的單位矩陣與表示當多個關鍵控制參數在沿著所述井眼段的基本每個點處變化時在所述鉆井系統或每個鉆井系統配置中出現的故障模式中的任一故障模式的瞬時風險的風險矩陣的標積來整體地確定如果鉆井系統用于鉆探所述井眼段的所述鉆井系統故障的風險的值。

18.如權利要求5至17中任一項所述的方法，其特征在于，可通過模擬或以其他方式對采用所述鉆井系統鉆探所述井眼段進行數學上的建模，或通過測量在使用所述鉆井系統的實際鉆井操作期間改變關鍵控制參數的效果、或通過它們的組合來完成評估每個關鍵控制參數。