[發(fā)明專利]深井超深井壓裂套管失效風(fēng)險實時定量評估方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710446101.5
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107451325B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡瑾秋;張來斌;王倩琳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E21B47/00
• 代理公司: 11127 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李輝;劉飛

1.一種深井超深井壓裂套管失效風(fēng)險實時定量評估方法，其特征在于，包括：

確定套管的壓力載荷及抗壓強度的概率分布；

根據(jù)所述概率分布確定所述套管的靜態(tài)性失效概率；

根據(jù)壓裂施工曲線和壓裂施工記錄，獲取套管的在線工況監(jiān)測參數(shù)，確定所述在線工況監(jiān)測參數(shù)與套管失效概率之間的價值函數(shù)，并根據(jù)所述價值函數(shù)確定壓裂過程中所述套管的動態(tài)性失效概率；

根據(jù)所述靜態(tài)性失效概率及所述動態(tài)性失效概率，構(gòu)建所述套管的風(fēng)險評估矩陣，并根據(jù)所述風(fēng)險評估矩陣評估所述套管的失效風(fēng)險；

所述根據(jù)所述靜態(tài)性失效概率及所述動態(tài)性失效概率，構(gòu)建所述套管的風(fēng)險評估矩陣包括：

將所述靜態(tài)性失效概率與所述動態(tài)性失效概率分級關(guān)聯(lián)，構(gòu)建所述套管的失效概率分級矩陣；

將所述所述套管的失效概率分級與預(yù)設(shè)的后果嚴(yán)重度分級關(guān)聯(lián)，構(gòu)建所述套管的風(fēng)險評估矩陣。

2.如權(quán)利要求1所述的深井超深井壓裂套管失效風(fēng)險實時定量評估方法，其特征在于，所述確定套管的壓力載荷及抗壓強度的概率分布，包括：

基于蒙特卡洛隨機抽樣法確定套管的外擠荷載、內(nèi)壓荷載、抗外擠強度和抗內(nèi)壓強度的概率分布。

3.如權(quán)利要求2所述的深井超深井壓裂套管失效風(fēng)險實時定量評估方法，其特征在于，在基于蒙特卡洛隨機抽樣法，確定套管的外擠荷載的概率分布過程中，所述套管的外擠荷載根據(jù)以下公式確定：

式中，p_ce為套管外擠載荷；E_c為套管彈性模量；v_c為套管泊松比；m為套管內(nèi)外徑比；E_s為地層彈性模量；v_s為地層泊松比；σ為均勻地應(yīng)力，且，σ_max為最大地應(yīng)力，σ_min為最小地應(yīng)力；C_c為水泥環(huán)卸載系數(shù)；k_m為掏空系數(shù)；ρ為鉆井液密度；h為套管計算點深度。

4.如權(quán)利要求2所述的深井超深井壓裂套管失效風(fēng)險實時定量評估方法，其特征在于，在基于蒙特卡洛隨機抽樣法，確定套管的內(nèi)壓荷載的概率分布過程中，所述套管的內(nèi)壓荷載根據(jù)以下公式確定：

p_be2＝p_p-0.00981ρ_wh

式中，p_be1為表層套管或技術(shù)套管的內(nèi)壓載荷；p_be2為生產(chǎn)套管或套管管尾的內(nèi)壓載荷的概率分布；ρ_max為最大鉆井液密度；H_s為套管下深或套管鞋深度；h為套管計算點深度；ρ_g為油氣相對密度；ρ_w為地層水密度；p_p為地層或油氣層壓力載荷。

5.如權(quán)利要求2所述的深井超深井壓裂套管失效風(fēng)險實時定量評估方法，其特征在于，在基于蒙特卡洛隨機抽樣法，確定套管的抗外擠強度的概率分布過程中，所述套管的抗外擠強度根據(jù)以下公式確定：

式中，p_ca為套管的抗外擠強度；K_p為載荷不均勻系數(shù)，且K_p＝|(q₁+q₂)/q₁|，q₁為均勻載荷，q₂為橢圓形載荷；K為套管外內(nèi)徑比，且K＝r_o/r_i，r_o為套管外半徑，r_i為套管內(nèi)半徑；p₀為套管API抗擠強度；R_y為管材的屈服極限。