[發明專利]一種實時仿真模擬鉆井狀態的閉環鉆井優化系統及方法

在審

• 申請號: 202110374885.1
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN115203877A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 張好林;楊傳書;李昌盛;何江;段繼男;徐術國;付宣
• 申請（專利權）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研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯

1.一種實時仿真模擬鉆井狀態的閉環鉆井優化系統，其特征在于，所述系統包括：

數據接入模塊，其配置為接入目標井的各項靜態數據和各項實時鉆井數據并對所述實時鉆井數據進行清洗處理；

實時監測及預測模塊，其配置為在作業過程中，基于靜態數據及對應的實時鉆井數據確定目標井的鉆井風險識別結果，監測目標井的參數異常情況，并結合設定的計算策略預測目標井的鉆井趨勢數據；

隨鉆優化模塊，其配置為根據鉆井趨勢數據的預測結果按照設定邏輯調取相應的實時優化模型確定優化后的隨鉆作業數據；

顯示模塊，其與所述實時監測及預測模塊和隨鉆優化模塊通信連接，配置為將確定的鉆井風險識別結果、參數異常情況、鉆井趨勢數據及優化后的隨鉆作業數據面向用戶顯示；

鉆后學習模塊，其配置為分析已鉆井段或完鉆井的鉆后測量數據，對實時監測及預測模塊和隨鉆優化模塊的處理結果進行評估，結合評估結果對所述實時監測及預測模塊和隨鉆優化模塊進行改進。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述數據接入模塊包括：

靜態數據接入單元，配置為從預先建立的數據庫中提取目標井的各項靜態數據，

實時數據接入單元，配置為從所述數據庫中提取目標井對應的實時鉆井數據；

數據處理單元，配置為應用估算處理、整例刪除、變量刪除和成對刪除中至少一種策略對所述實時鉆井數據進行清洗，并將清洗后的實時鉆井數據與靜態數據關聯，供后續調用。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述數據庫中包括靜態數據存儲區、實時數據存儲區、歷史案例數據區以及仿真模擬數據存儲區；

所述靜態數據存儲區，用于存儲各井的地質資料數據和鉆井設計數據；

所述實時數據存儲區，用于存儲各井從鉆井井場、錄井裝置和測井裝置傳輸來的實時鉆井數據；所述實時鉆井數據包括但不限于：實時錄井數據、巖屑錄井數據、實時測井數據、鉆具使用記錄和鉆井液性能數據；

所述歷史案例數據區，用于存儲各鄰井的歷史案例數據，所述歷史案例數據包括但不限于：風險類別、風險發生前后的實時錄井數據、風險對應的處理措施信息以及風險處理結果的評估信息；

仿真模擬數據存儲區，用于存儲閉環鉆井優化系統應用過程中的計算、識別、預測、優化及模型改進操作的相關數據信息。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述實時監測及預測模塊包括：

鉆井風險智能識別單元，其配置為在鉆井過程中基于處理后的實時數據，利用內部部署的對應鉆井風險智能識別模型實時識別鉆井風險，存儲識別結果并生成對應的提示信息面向用戶顯示；

參數異常監測單元，其配置為基于處理后的實時數據，利用內部部署的參數趨勢計算模型實時監測設定錄井核心參數的變化趨勢，存儲監測結果并針對趨勢異常的參數生成相應的提示信息面向用戶顯示；

實時計算單元，其配置為結合目標井的靜態數據和處理后的實時數據對無法直接測量的各項鉆井狀態參數進行實時計算；

實時預測單元，其配置為基于所述實時計算單元的計算結果，利用內部部署的預測模型實時預測鉆井過程中井筒狀態、鉆具狀態及鉆井作業狀態的趨勢數據。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述參數異常監測單元配置為通過以下方法中的至少一種監測設定錄井核心參數的變化趨勢：

針對各種連續工況，分別計算各個錄井核心參數在當前第一預設時段內的平均值和當前時間段前第二預設時段內的平均值，進而計算對應的變化率作為變化趨勢監測依據。

針對各種連續工況，分別計算各個錄井核心參數在當前第三預設時段內的數據曲線斜率和當前時間段前第四預設時段內的數據曲線斜率，計算兩者斜率差值的絕對值作為變化趨勢監測依據；

針對各種連續工況分別計算各個錄井核心參數在當前第五預設時段內的數據曲線波動振幅和頻率以及當前時間段前第六預設時段內的數據曲線波動振幅和頻率，統計各階段振幅數據對應的頻率作為變化趨勢監測依據。