[發(fā)明專利]一種基于智能修正策略的隨鉆摩扭實(shí)時(shí)計(jì)算方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN116187488A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李昌盛;段繼男;付宣;黃歷銘;徐術(shù)國
• 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: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02;G06F30/23;G06F18/23;E21B44/00;E21B47/022;G06F119/14
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 朱繪

本發(fā)明提供了一種基于智能修正策略的隨鉆摩扭實(shí)時(shí)計(jì)算方法及系統(tǒng)，該方法先加載錄井?dāng)?shù)據(jù)以及用于構(gòu)建隨鉆摩阻扭矩模型的靜態(tài)數(shù)據(jù)，以地面大鉤載荷和扭矩為初始條件計(jì)算全井軸向力和扭矩，并繪制沿井深的全井軸向力曲線；進(jìn)而根據(jù)錄井?dāng)?shù)據(jù)自動識別起下鉆工況，確定工況滿足條件時(shí)對不同深度的大鉤載荷進(jìn)行標(biāo)注，以依據(jù)大鉤載荷標(biāo)定值與軸向力曲線的弗雷歇距離選取相似度最大的曲線，將對應(yīng)的最優(yōu)摩擦系數(shù)應(yīng)用于隨鉆摩阻扭矩模型的修正；最終利用修正后的隨鉆摩阻扭矩模型實(shí)施計(jì)算。采用該方案在實(shí)施計(jì)算的過程中能夠?qū)崟r(shí)優(yōu)化修正計(jì)算模型的摩阻系數(shù)，克服了現(xiàn)有技術(shù)精確度不足的缺陷，且提升了隨鉆摩扭計(jì)算的智能化和時(shí)效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油鉆井工程優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于智能修正策略的隨鉆摩扭實(shí)時(shí)計(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

對于井下摩阻扭矩的監(jiān)測和控制是鉆井成敗的關(guān)鍵，通過對比分析實(shí)時(shí)監(jiān)測大鉤載荷與轉(zhuǎn)盤扭矩?cái)?shù)據(jù)和理論計(jì)算數(shù)據(jù)差距，可用于評價(jià)井眼清潔程度、識別井眼縮頸、垮塌等井下復(fù)雜狀態(tài)，及時(shí)掌握鉆井液性能變化、井眼軌跡光滑度、減摩降扭工具的使用情況。鉆井施工過程中，當(dāng)實(shí)測數(shù)據(jù)與理論計(jì)算模型相差較大時(shí)，需要利用實(shí)測數(shù)據(jù)，通常采用摩阻扭矩模型人工反算摩擦系數(shù)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)算分析；另外若收集的實(shí)測參數(shù)不是精確的起下鉆數(shù)據(jù)或離底旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，會導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。

部分技術(shù)人員針對了摩阻扭矩的實(shí)時(shí)監(jiān)測方案開展了研究，例如，唐洪林、孫銘新等在《大位移井摩阻扭矩監(jiān)測方法》一文開展了摩阻扭矩的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法研究，其通過在鉆進(jìn)過程中，連續(xù)記錄接立柱時(shí)上提鉆具、下放鉆具和旋轉(zhuǎn)提離井底時(shí)的大鉤載荷，記錄不同井深條件下復(fù)合鉆進(jìn)扭矩值和旋轉(zhuǎn)提離井底扭矩值；將所記錄的值標(biāo)注于摩阻扭矩監(jiān)測圖版上，形成實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)與理論計(jì)算數(shù)據(jù)的對比曲線，人工進(jìn)行判別；陳煒卿、孫海芳等在《氣體鉆水平井中的摩扭系數(shù)反算與分析》中結(jié)合川東北氣體鉆水平段現(xiàn)場試驗(yàn)，開展了氣體鉆水平段摩阻扭矩預(yù)測分析研究，模擬計(jì)算分析表明，氣體鉆井條件下摩擦系數(shù)比常規(guī)鉆井大許多，是導(dǎo)致氣體鉆水平段嚴(yán)重摩阻扭矩的直接原因。綜上所述，現(xiàn)有的研究中均是直接采用既有的靜態(tài)摩扭模型進(jìn)行計(jì)算，靜態(tài)模型的摩阻系數(shù)是固定的，無法保障該模型的計(jì)算結(jié)果相對于鉆井工程中不同的工況或情況都可靠。

公開于本發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成己為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于智能修正策略的隨鉆摩扭實(shí)時(shí)計(jì)算方法，該方法通過實(shí)時(shí)識別鉆井工況，結(jié)合智能數(shù)據(jù)挖掘-聚類方法，提取有價(jià)值的錄井?dāng)?shù)據(jù)用于隨鉆摩阻扭矩模型自動智能修正，減少人為干預(yù)，提高模型計(jì)算準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)全井摩阻扭矩的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測，以便隨鉆分析井下異常工況。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括：

數(shù)據(jù)加載步驟、收集加載待測井的實(shí)時(shí)錄井?dāng)?shù)據(jù)以及用于構(gòu)建隨鉆摩阻扭矩模型的靜態(tài)數(shù)據(jù)；

全井曲線繪制步驟、以地面大鉤載荷和扭矩為初始條件，分別計(jì)算全井軸向力和扭矩，并繪制計(jì)算結(jié)果沿井深的變化曲線，作為全井軸向力曲線；

載荷標(biāo)注步驟、利用所述實(shí)時(shí)錄井?dāng)?shù)據(jù)自動識別實(shí)時(shí)的起下鉆工況，滿足設(shè)定的目標(biāo)工況條件時(shí)按照設(shè)定的參數(shù)對不同深度的大鉤載荷進(jìn)行標(biāo)注；

修正系數(shù)決策步驟、計(jì)算大鉤載荷標(biāo)定值與所述全井軸向力曲線的弗雷歇距離，判斷是否具備修正需求，若具備，選取相似度最大的曲線，將對應(yīng)曲線的摩擦系數(shù)作為目標(biāo)最優(yōu)摩阻系數(shù)，應(yīng)用于隨鉆摩阻扭矩模型的修正；

計(jì)算實(shí)施步驟、利用修正后的隨鉆摩阻扭矩模型對待測井鉆進(jìn)過程中的實(shí)時(shí)摩阻扭矩進(jìn)行計(jì)算。

優(yōu)選地，一個(gè)實(shí)施例中，在所述數(shù)據(jù)加載步驟中，設(shè)置所述實(shí)時(shí)錄井?dāng)?shù)據(jù)包括：鉆壓、轉(zhuǎn)速及扭矩?cái)?shù)據(jù)；所述靜態(tài)數(shù)據(jù)包括：井眼軌道數(shù)據(jù)、井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、鉆具組合以及鉆井液參數(shù)。