[發(fā)明專利]一種井壁穩(wěn)定性鉆井優(yōu)化方法、裝置及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110493706.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN113221347B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋先知;姚學(xué)喆;李根生;肖立志;田守嶒;劉偉;譚強(qiáng);朱碩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李雅琪;周達(dá)

本說明書實(shí)施例提供一種井壁穩(wěn)定性鉆井優(yōu)化方法、裝置及設(shè)備。所述方法包括：利用鄰井地震數(shù)據(jù)和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)建立地震參數(shù)與測(cè)井參數(shù)之間的非線性映射關(guān)系；基于鄰井的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和地層孔隙壓力數(shù)據(jù)建立地層孔隙壓力預(yù)測(cè)模型，將反演得到的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)作為輸入得到地層孔隙壓力數(shù)據(jù)；基于鄰井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和巖芯數(shù)據(jù)建立地層巖性、巖石力學(xué)性質(zhì)和地應(yīng)力預(yù)測(cè)模型，將反演得到的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)輸入得到相應(yīng)地層巖性、巖石力學(xué)性質(zhì)和地應(yīng)力；將所述巖石力學(xué)參數(shù)代入到機(jī)理模型中分別計(jì)算地層坍塌壓力和地層破裂壓力；以地層壓力、巖性、鉆井液和鉆井設(shè)計(jì)參數(shù)為基礎(chǔ)，優(yōu)選機(jī)器學(xué)習(xí)算法，建立井壁穩(wěn)定性鉆前智能預(yù)測(cè)模型。上述方法能預(yù)測(cè)井壁失穩(wěn)等事故，降低經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書實(shí)施例涉及地質(zhì)勘探開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種井壁穩(wěn)定性鉆井優(yōu)化方法、裝置及設(shè)備。

背景技術(shù)

在地質(zhì)勘探開發(fā)領(lǐng)域，針對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行勘探或開采之前，往往都需要在目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行鉆井，例如通過在目標(biāo)區(qū)域鉆取測(cè)井以獲取相應(yīng)的地質(zhì)參數(shù)，或鉆取采油井以從儲(chǔ)層中將油氣資源采出。

在實(shí)際應(yīng)用中，鉆井的井壁基本均為巖壁。而在鉆井施工的過程中，通過鉆頭鉆入以及鉆井液的注入，會(huì)對(duì)地層壓力造成改變。在地層壓力過高或過低時(shí)，受其他地層或該地層自身的壓力所影響，地層本身可能在結(jié)構(gòu)上會(huì)受到相應(yīng)的改變，并進(jìn)一步影響到該地層對(duì)應(yīng)的井壁，造成應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而導(dǎo)致井壁破裂或井壁塌陷等情況。上述情況可能會(huì)造成設(shè)備損壞、鉆井報(bào)廢等結(jié)果，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)影響其他井的使用，從而造成時(shí)間和資源的損失。為了減少上述損失，目前亟需一種能夠在鉆井施工的過程中有效避免井壁坍塌和漏失的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本說明書實(shí)施例的目的是提供一種井壁穩(wěn)定性鉆井優(yōu)化方法、裝置及設(shè)備，以解決如何在鉆井施工的過程中避免井塌或井漏的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本說明書實(shí)施例提出一種基于井壁穩(wěn)定性的鉆井方案確定方法，包括：獲取對(duì)應(yīng)于目標(biāo)鉆井區(qū)域的目標(biāo)地震數(shù)據(jù)；利用非線性映射關(guān)系確定所述地震數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)；所述非線性映射關(guān)系用于反映測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與地震數(shù)據(jù)之間的關(guān)系；通過所述目標(biāo)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)求取地層巖性、應(yīng)力參數(shù)和巖石力學(xué)參數(shù)；所述地層巖性用于表示目標(biāo)地層的巖石類別；所述應(yīng)力參數(shù)用于表示目標(biāo)地層的應(yīng)力狀態(tài)；所述巖石力學(xué)參數(shù)用于表示目標(biāo)地層的巖石在應(yīng)力狀態(tài)下的形變特征；利用所述地層巖性、應(yīng)力參數(shù)和巖石力學(xué)參數(shù)計(jì)算地層坍塌壓力和地層破裂壓力；根據(jù)所述地層坍塌壓力和地層破裂壓力優(yōu)化鉆井施工參數(shù)和鉆井液參數(shù)。

本說明書實(shí)施例還提出一種基于井壁穩(wěn)定性的鉆井方案確定裝置，包括：地震數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取對(duì)應(yīng)于目標(biāo)鉆井區(qū)域的目標(biāo)地震數(shù)據(jù)；目標(biāo)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)確定模塊，用于利用非線性映射關(guān)系確定所述地震數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)；所述非線性映射關(guān)系用于反映測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與地震數(shù)據(jù)之間的關(guān)系；參數(shù)求取模塊，用于通過所述目標(biāo)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)求取地層巖性、應(yīng)力參數(shù)和巖石力學(xué)參數(shù)；所述地層巖性用于表示目標(biāo)地層的巖石類別；所述應(yīng)力參數(shù)用于表示目標(biāo)地層的應(yīng)力狀態(tài)；所述巖石力學(xué)參數(shù)用于表示目標(biāo)地層的巖石在應(yīng)力狀態(tài)下的形變特征；地層臨界壓力計(jì)算模塊，用于利用所述地層巖性、應(yīng)力參數(shù)和巖石力學(xué)參數(shù)計(jì)算地層坍塌壓力和地層破裂壓力；鉆井方案構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述地層坍塌壓力和地層破裂壓力優(yōu)化鉆井施工參數(shù)和鉆井液參數(shù)。

本說明書實(shí)施例還提出一種基于井壁穩(wěn)定性的鉆井方案確定設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器；所述存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序指令；所述處理器，用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序指令以實(shí)現(xiàn)以下步驟：獲取對(duì)應(yīng)于目標(biāo)鉆井區(qū)域的目標(biāo)地震數(shù)據(jù)；利用非線性映射關(guān)系確定所述地震數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)；所述非線性映射關(guān)系用于反映測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與地震數(shù)據(jù)之間的關(guān)系；通過所述目標(biāo)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)求取地層巖性、應(yīng)力參數(shù)和巖石力學(xué)參數(shù)；所述地層巖性用于表示目標(biāo)地層的巖石類別；所述應(yīng)力參數(shù)用于表示目標(biāo)地層的應(yīng)力狀態(tài)；所述巖石力學(xué)參數(shù)用于表示目標(biāo)地層的巖石在應(yīng)力狀態(tài)下的形變特征；利用所述地層巖性、應(yīng)力參數(shù)和巖石力學(xué)參數(shù)計(jì)算地層坍塌壓力和地層破裂壓力；根據(jù)所述地層坍塌壓力和地層破裂壓力優(yōu)化鉆井施工參數(shù)和鉆井液參數(shù)。