[发明专利]一种基于Weibull函数的超高温高压开发安全钻井概率的评估方法

说明书

本发明公开了一种基于Weibull函数的超高温高压开发安全钻井概率的评估方法。该方法包括以下步骤：收集超高温高压地层的孔隙压力数据样本以及直井破裂压力数据样本；通过各区间孔隙压力和直井破裂压力出现频次，得到各区间孔隙压力和直井破裂压力的概率密度分布；确定孔隙压力和直井破裂压力概率密度双参数Weibull函数表达式；积分得到孔隙压力和直井破裂压力的累积概率函数表达式；确定直井安全压力的累积概率表达式；确定定向井的安全压力的累积概率表达式；计算超高温高压定向井的安全钻井概率值。利用本发明方法可在开发井开钻之前评估安全钻井概率，规避高风险作业，减少成本和安全事故，对于超高温高压油气田开发具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种基于Weibull函数的超高温高压开发安全钻井概率的评估方法，属于石油钻采领域。

背景技术

超高温高压油气田深部地层温度超过180℃，孔隙压力系数超过2.20，直井破裂压力系数普遍低于2.42，压力窗口窄，事故率高，钻井风险极大。为保障超高温高压油气田安全经济开发，需基于已钻井统计学分析，在钻前阶段定量评估开发井(定向井)的安全钻井概率值。

与常温常压和一般高温高压区域相比，超高温高压区域的地层温度和压力更高：1)常温常压区域：地层温度低于150℃，孔隙压力系数低于1.8；2)一般高温高压区域：地层温度介于150℃-180℃之间，孔隙压力系数介于1.8-2.2之间；3)超高温高压区域：地层温度超过180℃，孔隙压力系数超过2.2。在安全钻井概率评估方面，现有方法对于孔隙压力和破裂压力的不确定性是按照“假设为正态分布”来处理，这只是一种定性假设，并未采用实测值样本和概率统计分析。因此需要对现有方法进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Weibull函数的超高温高压开发安全钻井概率的评估方法，能够准确地定量评估超高温高压油气田开发钻井的安全概率。

本发明的研究对象聚焦超高温高压区域，突破了常温常压和普通高温高压区域的局限性，同时克服了现有评估方法的假设性缺陷，从超高温高压已钻探井实测值和概率统计角度出发，实现拟钻超高温高压开发井的安全钻井概率定量评估。

本发明提供的基于Weibull函数的超高温高压开发安全钻井概率的评估方法，包括如下步骤：

1)获取超高温高压地层的孔隙压力数据样本，并从最低值到最高值等间距划分为若干区间单元进行统计，得到孔隙压力在各区间内出现的频次，进而得到孔隙压力在各区间内的概率密度分布；

2)获取直井破裂压力数据样本，并从最低值到最高值等间距划分为若干区间单元进行统计，得到直井破裂压力在各区间内出现的频次，进而得到直井破裂压力在各区间内的概率密度分布；

3)利用双参数Weibull函数刻画孔隙压力的概率密度曲线和直井破裂压力的概率密度曲线，利用最小二乘法分别拟合得到形状参数α、α′与尺度参数β、β′，代入函数得到孔隙压力的概率密度函数表达式以及直井破裂压力的概率密度函数表达式；

4)对孔隙压力的概率密度函数和直井破裂压力的概率密度函数分别进行积分，得到孔隙压力的累积概率函数表达式和直井破裂压力累积概率函数表达式；

5)基于直井破裂压力的累积概率，根据互逆事件概率运算的基本法则，得到直井安全压力的累积概率函数表达式，直井安全压力的累积概率表示直井不发生破裂的累积概率；

6)在定向井一般不进行破裂压力测试的现实情况下，根据定向井与直井破裂压力比例的解析解，获得定向井安全压力的累积概率函数表达式，定向井安全压力的累积概率表示定向井不发生破裂的累积概率；

7)根据概率运算基本法则，将孔隙压力的累积概率和定向井安全压力的累积概率进行概率乘积，最终得到超高温高压定向井的安全钻井概率值，该值越高则表示钻井风险越低。