[發(fā)明專利]一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鉆井堵漏配方預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110419715.0
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113111586B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇俊霖;程瀚銳;黃誠;尹玉紅;張愛;蒲亮
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/00;G06N3/08;G06Q10/04;G06F111/06
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本發(fā)明是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鉆井堵漏配方預(yù)測方法，其中實施例涉及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)領(lǐng)域和鉆井堵漏領(lǐng)域，具體涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘的鉆井堵漏配方預(yù)測方法。所述方法為：首先基于數(shù)據(jù)挖掘采集堵漏配方井史數(shù)據(jù)資料；將采集到的井史數(shù)據(jù)資料進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，數(shù)據(jù)預(yù)處理內(nèi)容包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)歸約、數(shù)據(jù)歸一化處理，最終得到經(jīng)過預(yù)處理后的井史數(shù)據(jù)資料；將預(yù)處理后的堵漏配方井史數(shù)據(jù)資料作為輸入，堵漏配方作為輸出，以真實堵漏配方為標(biāo)準(zhǔn)值，構(gòu)建并優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)堵漏配方預(yù)測模型；訓(xùn)練改進(jìn)后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；正鉆井堵漏配方即時預(yù)測；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井循環(huán)壓耗自動預(yù)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)挖掘的鉆井堵漏配方預(yù)測方法，屬于鉆井液裂縫性漏失及堵漏領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在鉆井施工作業(yè)中，隨著鉆井液密度增加，常常會因井下地層孔隙壓力小于鉆井液柱壓力而發(fā)生井漏。井漏是鉆井施工中耗時最多和增加成本很多的井下復(fù)雜情況，據(jù)估計由于井漏占用的鉆井時間和材料等費用每年需花費十億美元以上。鉆井作業(yè)中，井漏嚴(yán)重制約鉆井速度，各類復(fù)雜情況與井漏直接相關(guān)，并造成巨大經(jīng)濟損失，特別是造成鉆井液成本居高不下的主要原因，井漏的治理事關(guān)勘探開發(fā)進(jìn)程。一直是國內(nèi)外石油工程界特別關(guān)注的問題。由于漏失原因復(fù)雜、制約因素很多，使之成為國內(nèi)外鉆井、完井工程至今未能完全解決的重大技術(shù)難題。

無論在陸地還是海洋，鉆井作業(yè)環(huán)境相對都比較惡劣，施工過程中存在著多種不安全因素，其中井漏是石油鉆井、完井過程中經(jīng)常遇到的復(fù)雜問題，由此引起的井下復(fù)雜情況和由它誘發(fā)的其它井下惡性事故,對鉆井、完井工程危害很大，井漏問題的復(fù)雜性，使之至今防止井漏和堵漏技術(shù)仍具有很強的針對性，堵漏技術(shù)仍以現(xiàn)場實踐經(jīng)驗為主。通過設(shè)計合理的井身結(jié)構(gòu)、鉆井液密度、類型、配方、性能及工程技術(shù)措施，有效地預(yù)防了一些井漏的發(fā)生，同時注重了堵漏材料的發(fā)展，從單一的橋接堵漏材料轉(zhuǎn)化成了復(fù)合堵漏材料，并開發(fā)出了酸溶性的暫堵劑和單向壓力封閉劑等一系列有儲層保護(hù)作用的堵漏材料。但是在堵漏配方方面依然需要通過現(xiàn)場實踐來進(jìn)行，增加了石油鉆井進(jìn)程，增大了石油開采成本，因此本專利運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測堵漏配方，極大的提高了工作效率，更加精確快速的預(yù)測出不同情況下的堵漏配方，確保鉆井過程中安全施工。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高效準(zhǔn)確預(yù)測堵漏配方的方法。解決了鉆井過程中堵漏配方難以快速選出、準(zhǔn)確掌握的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)如以下步驟：

1)基于數(shù)據(jù)挖掘采集堵漏配方井史數(shù)據(jù)資料

通過對采集到的井史數(shù)據(jù)資料整理得到預(yù)測堵漏配方所需的10個參數(shù)：各層段巖性、地層孔隙壓力系數(shù)、井深結(jié)構(gòu)、鉆井液粘度、鉆井液密度、井史漏失泵壓、井史漏失鉆速、井史漏失速度、井史漏失量、井史不同層段漏失所用配方；將所采集的井史數(shù)據(jù)資料作為訓(xùn)練模型的標(biāo)準(zhǔn)樣本。

2)將采集到的井史數(shù)據(jù)資料進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，數(shù)據(jù)預(yù)處理內(nèi)容包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)歸約、數(shù)據(jù)歸一化處理，最終得到經(jīng)過預(yù)處理后的井史數(shù)據(jù)資料

上述數(shù)據(jù)預(yù)處理的進(jìn)一步特征在于：

2-1)所述數(shù)據(jù)清洗的內(nèi)容為檢查數(shù)據(jù)的一致性、處理邏輯錯誤、數(shù)據(jù)缺失值填補、噪聲處理；

2-2)所述數(shù)據(jù)集成指把不同來源、格式、特點性質(zhì)的數(shù)據(jù)在邏輯上或物理上有機地集中，從而為之后數(shù)據(jù)分析提供全面共享；

2-3)所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是指將原始數(shù)據(jù)變化成適合數(shù)據(jù)分析的形式，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的主要內(nèi)容有數(shù)據(jù)平滑、數(shù)據(jù)聚集、數(shù)據(jù)泛化、數(shù)據(jù)規(guī)范化；

2-4)所述數(shù)據(jù)歸約是指在盡可能保持?jǐn)?shù)據(jù)原貌的前提下，最大限度地精簡數(shù)據(jù)量，

2-5)所述數(shù)據(jù)歸一化處理采用Min-Max標(biāo)準(zhǔn)化來進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。