[發明專利]一種深水鉆井隔水管輔助管線試壓優化決策方法

有效

• 申請號: 201910312620.1
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110069847B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 劉康;陳國明;暢元江;胡東旭;劉秀全
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/27;G06F111/10;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/02;G06F119/14
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本發明公開了一種深水鉆井隔水管輔助管線試壓優化決策方法。首先獲取深水鉆井隔水管下放試壓參數和初始條件，然后采用零一編碼形式隨機產生一組可行解向量，基于可行解對深水鉆井隔水管下放試壓過程的期望時間和風險進行量化評估，進而計算獲得相應的適應度，最后通過局部尋優與迭代求解獲取最優的隔水管輔助管線試壓單元序列。本發明具有較好的全局搜索能力和探索能力，依據優化結果開展試壓作業有望節約可觀的鉆井時間和經濟成本，且操作方便、實用性強，可在深水隔水管輔助管線試壓領域廣泛應用。

技術領域

本發明屬于深水石油鉆井技術領域，尤其涉及一種深水鉆井隔水管輔助管線試壓優化決策方法。

背景技術

深水鉆井隔水管系統是連接海底井口與浮式平臺的紐帶，也是深水鉆井區別于陸地作業的關鍵裝備。隔水管系統由多個相對獨立的單根首尾銜接而成，以適應不同井位水深的作業需求。隔水管主管連接時，周邊輔助管線無法實現螺紋密封，通常采用插入連接的方式。隔水管輔助管線的插入連接失效，不僅會導致鉆井作業被迫停止，增加非生產時間和經濟成本，還可能因管內液體泄漏而造成環境污染。因此，在隔水管下放過程中需對節流、壓井等輔助管線的插入連接進行試壓，以保證隔水管系統的密封安全性。

目前，美國石油學會標準API RP 16Q建議五根隔水管單根為一個試壓單元，Cameron公司隔水管操作手冊則建議每下放三根隔水管單根便進行一次試壓作業。然而，隨著作業水深的增加及連接可靠性的提高，按照現有規范或相關手冊進行作業，試壓次數多、耗時長，顯然已不是最佳方案。目前國內外針對隔水管輔助管線下放試壓優化的問題沒有得到很好的解決。海上油氣勘探開發屬于高投入、高風險的行業，目前海上平臺作業的綜合日費高達數百萬元。因此，迫切需要一種針對深水鉆井隔水管輔助管線的試壓優化決策方法，確定隔水管下放過程中輔助管線的試壓最優試壓次數及位置，為深水鉆井隔水管輔助管線試壓作業的降本增效提供技術途徑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種深水鉆井隔水管輔助管線試壓優化決策方法。首先獲取深水鉆井隔水管下放試壓參數和初始條件，然后對深水鉆井隔水管下放試壓單元的時間和風險進行計算分析，進而得到適應度函數，建立面向深水鉆井隔水管下放過程的輔助管線試壓優化模型，最終求出最優的隔水管輔助管線試壓單元序列。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

(1)獲取深水鉆井隔水管系統基礎參數和優化參數：裸單根數目a及位置、浮力單根數目b及位置、裸單根下放時間裸單根回收時間浮力單根下放時間浮力單根回收時間隔水管連接與拆卸時間t₂、試壓時間t₃、維修檢查時間t₅、隔水管單根之間密封可靠性p、搜索者數目M、最大迭代次數maxCycle、最大試壓次數maxN，初始試壓次數n，迭代計數器Counter初始設置為0；

(2)令1代表隔水管連接位置進行試壓，0代表隔水管連接位置不進行試壓，通過背包算法隨機產生M個由0-1編碼的可行解向量，根據可行解向量的適應度F進行降序排序，并將適應度較大的一半可行解轉變為第一類搜索者，適應度較小的一半可行解轉變為第二類搜索者；

(3)每一個第一類搜索者均使用局部搜索策略尋找新的可行解，并計算新可行解的適應度，若其大于原搜索者的適應度，則替換原搜索者對應的可行解，否則原搜索者對應的可行解不進行更新，令Counter＝Counter+1；

(4)每一個第二類搜索者隨機跟隨一個第一類搜索者，并在其鄰域使用局部搜索策略發現新的可行解，計算新可行解的適應度，若其大于原第二類搜索者的適應度，則替換原第二類搜索者對應的可行解，否則原第二類搜索者對應的可行解不進行更新；

(5)重復步驟(3)-(4)，直到Counter等于預設的maxCycle，最終M個搜索者中適應度最大者對應的可行解向量即為當前試壓次數下的最優解；