[发明专利]钻井工程预警方法及系统

说明书

(一)、技术领域：本发明涉及一种预警方法及系统，特别是涉及一种钻井工程预警方法及系统。

(二)、背景技术：石油钻探是一项高风险性、耗资巨大的系统工程，在钻井施工过程中，存在着大量的模糊性、随机性等不确定性问题，工程事故随时可能发生，如井喷、井漏、塌落、钻具损毁等，一旦发生将造成资金和时间，甚至生命财产的重大损失。比如2003年12月23日，重庆市开县的井喷事故，直接造成9.3万余人受灾，6.5万余人被迫疏散转移，累计门诊治疗27011人(次)，住院治疗2142人(次)，243位无辜人员遇难，直接经济损失达8200余万元。据近年来的钻井资料分析，钻井过程中，处理复杂情况和钻井事故的时间，约占施工总时间的6～8％。

因此，安全钻井和优化钻井一直是钻探工程的重要研究课题之一。随着综合录井和计算机技术的迅猛发展，各大油田和仪器制造商都在对钻井安全的有关内容进行研究，也取得了一定的成果。但从国内录井行业的总体情况来看，目前尚没有一套完整的、全面的又能反映工程事故复杂多变特性的自动预警系统，钻井过程中工程事故的分析和判断主要依靠人工完成，依靠某一个参数的简单阀值、逻辑判断。误判、漏判以及判断不及时的现象经常发生，无法满足当前钻井技术飞速发展的需要。

(三)、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的缺陷，提供一种自动化、智能化、预测准确的钻井工程预警方法及系统。

本发明的技术方案：

一种钻井工程预警方法，通过定制工程事故复杂模型的方式来实现，该工程事故复杂模型的定制过程为：

步骤a：定制工程事故复杂的钻井状态：

按照钻井过程中的状态依存与转化关系，结合各种参数传感器的实际测量结果，根据生产工艺的要求，将钻井过程分为一定个数的典型状态，并将各典型状态对应的传感器参数划归为各典型状态所对应的状态模型后进行处理；

步骤b：定制工程事故复杂的预警方式：

工程事故复杂的预警方式含有逻辑判断预警模式和模糊推理预警模式；工程事故复杂发生时，由工程参数原始值大小能够表征的工程事故复杂的预警，采用逻辑判断预警模式；工程事故复杂发生时，由两个或两个以上工程参数的变化趋势才能表征的工程事故复杂的预警，采用模糊推理预警模式；

步骤c：定制工程事故复杂的参数优先级：

工程事故复杂发生时，与工程事故复杂关联的一定个数的工程参数在一段时间内按一定的次序发生，不同的次序对应不同的工程事故复杂，根据现场专家经验、数理统计理论和随机过程理论确定工程事故复杂对应的关联参数的优先级顺序；工程事故复杂的参数优先级的定制只针对条件参数和判断参数；

步骤d：定制工程事故复杂的主判参数和副判参数：

根据概率统计理论和随机过程理论将判断参数分为主判参数与副判参数；当工程事故复杂发生时必异常变化的工程参数称为此工程事故复杂的主判参数；当工程事故复杂发生时按一定的概率出现的工程参数称为此工程事故复杂的副判参数；主判参数和副判参数通过不同的影响因子进入到模糊推理预警模式中，对模糊推理预警模式输出的结果有不同的影响权重；

步骤e：定制工程事故复杂的预警模型：

首先，定制工程事故复杂的名称：根据工程事故复杂发生后对钻井的影响和处理工程事故复杂操作规程的不同，对工程事故复杂命名；

其次，定制工程事故复杂的参数：工程事故复杂的参数含有条件参数和判断参数，在分析工程事故复杂的参数时，只有当所有的条件参数都满足设置的情况下才考虑分析判断参数，当条件参数和判断参数均满足设置的情况下，预警模型被触发；

然后，定制工程事故复杂的判断参数的特征量：对传感器所采集的工程参数通过相关分析、小波变换、频谱分析和时域分析确定工程参数在各个钻井工作状态的波动幅度、波动频率、变化率和变化趋势；

最后，定制工程事故复杂的判断参数特征量的变化特征：定性分析各工程事故复杂发生时地层压力不平衡导致的工程参数异常变化趋势，并通过数理统计理论和随机过程理论对以往发生此工程事故复杂时工程参数数据变化趋势进行统计分析，确定工程事故复杂发生时对应工程参数特征量的变化趋势；

步骤f：定制界面模型。

在步骤a中：钻井状态含有：钻进状态、离井底状态、起钻状态、下钻状态、划眼状态；每一个钻井状态含有稳态过程和暂态过程。