[發(fā)明專利]一種鉆井過程中實時識別巖性的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010835104.X
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN114077861A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張洪寶;楊順輝;趙向陽;金鑫;李夢剛;侯緒田;廖璐璐;張華衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F17/18;G06N20/00;E21B49/00
• 代理公司: 北京知舟專利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

本發(fā)明提供了一種鉆井過程中實時識別巖性的方法和系統(tǒng)，屬于石油天然氣勘探開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：(1)收集鄰井?dāng)?shù)據(jù)；(2)構(gòu)建特征集和標(biāo)簽集：利用鄰井?dāng)?shù)據(jù)構(gòu)建特征集和標(biāo)簽集；(3)訓(xùn)練巖性識別基礎(chǔ)模型：利用特征集和標(biāo)簽集訓(xùn)練巖性識別基礎(chǔ)模型；(4)實時校正巖性識別基礎(chǔ)模型；(5)巖性實時識別：利用校正后的巖性識別基礎(chǔ)模型進(jìn)行巖性實時識別，得到巖性的類別。本發(fā)明基于已鉆鄰井的資料，利用隨機森林方法建立巖性識別基礎(chǔ)模型，利用概率模型校正基礎(chǔ)模型，避免了模型在新井部署中由于地質(zhì)和工程條件差異導(dǎo)致的預(yù)測誤差，極大提高了巖性識別的準(zhǔn)確性和時效性，為提高鉆井速度、降低鉆頭磨損和提高井下工具壽命提供依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油天然氣勘探開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉆井過程中實時識別巖性的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

石油鉆井過程中，對鉆井參數(shù)的調(diào)整主要依據(jù)對井下巖性的判斷，對于巖性變化劇烈的地層，及時調(diào)整鉆井參數(shù)對于提高鉆井速度、降低鉆頭磨損和提高井下工具壽命具有重要意義。

中國專利公開文獻(xiàn)CN105888657B公開了一種利用元素錄井進(jìn)行沉積巖的巖性識別方法，其根據(jù)元素錄井測量數(shù)據(jù)作為參數(shù)，通過分析各種巖性的化學(xué)成分和成巖原理建立一套巖性識別模型，解決了元素錄井的巖性隨鉆判別的問題。該方法通過對巖屑的化學(xué)成分分析確定巖石巖性，但是依賴鉆井過程中從井口返出巖屑，受遲到時間影響，時效性降低，深井和超深井中尤為明顯。中國專利公開文獻(xiàn)CN107489417A公開了一種基于XRF錄井的巖礦組成反演法砂泥巖巖性識別方法，其主要步驟包括：首先,建立砂泥巖巖礦組成成分反演的理論基礎(chǔ)和解釋原則,然后計算巖性特征量參數(shù)、巖性特征量指數(shù)及衍生解釋比值參數(shù),建立砂泥巖巖性識別的評價標(biāo)準(zhǔn)與參數(shù)組合,建立砂泥巖巖性識別解釋評價模型及流程。極大消除了人為主觀判斷因素影響,實現(xiàn)快速、定量化的巖性識別評價。中國專利公開文獻(xiàn)CN111007064A公開了一種基于圖像識別的錄井巖性智能識別方法，其中包括以下步驟：步驟一：構(gòu)建基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的礦物類別智能識別方法；步驟二：應(yīng)用上述智能識別方法識別石英、長石、巖屑一類礦物類別；步驟三：智能識別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的強化學(xué)習(xí)與更新,根據(jù)診斷結(jié)果更新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法；步驟四：識別巖石顆粒邊緣；步驟五：利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法識別每個顆粒內(nèi)部礦物類型；步驟六：根據(jù)巖石名稱命名方法對每一個顆粒進(jìn)行命名。

目前，鉆井過程中對井下巖性的判斷方法主要有五種：

1)電纜測井：在完成某段井眼之后，下入電纜測井工具，如自然伽馬、中子孔隙度等，下載電測數(shù)據(jù)之后，通過專業(yè)軟件和算法對巖性進(jìn)行解釋，該方法必須待井段完成之后才能獲取井下巖性結(jié)果，不具備時效性，對實鉆過程指導(dǎo)意義不大；

2)隨鉆測井：在近鉆頭處安裝隨鉆測量短節(jié)，可實時探測井下巖性等信息，但是由于測量短節(jié)同鉆頭之間有一段距離，無法反應(yīng)鉆頭處的巖性信息，且費用高昂，難以進(jìn)行大范圍推廣應(yīng)用；

3)地質(zhì)錄井直觀判斷：鉆井現(xiàn)場對巖性的判斷主要通過井口返出巖屑判斷，但是由于巖屑從井底鉆頭處運移至井口需要一定時間，且隨著井深增加，遲到時間增加，該方法時效性差；

4)經(jīng)驗判斷：根據(jù)錄井參數(shù)(鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量、泵壓、扭矩、鉆時)綜合判斷井下巖性，對工程師經(jīng)驗要求較高，且難以實現(xiàn)定量評價。

5)數(shù)據(jù)科學(xué)方法：通過模糊數(shù)學(xué)、多元回歸或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法建立錄井參數(shù)同巖性之間的關(guān)系，該類方法在一定應(yīng)用范圍內(nèi)可以取得較高的精度，但是忽略了井間工程和地質(zhì)環(huán)境的差異，在新井模型部署過程中容易產(chǎn)生較大偏差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種鉆井過程中實時識別巖性的方法和系統(tǒng)，解決鉆井過程中井下巖性信息實時獲取困難的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明的第一個發(fā)明，提供了一種鉆井過程中實時識別巖性的方法，所述方法包括：

(1)收集鄰井?dāng)?shù)據(jù)；