[发明专利]一种基于岩屑和元素录井数据的井壁崩落、掉块检测方法

说明书

本发明提供一种基于岩屑和元素录井数据的井壁崩落、掉块检测方法，涉及钻井施工技术领域。本方法融合了实时元素录井数据、邻井历史元素录井数据、邻井地层评价数据、实时返出岩屑数据，计算了各元素相对含量与邻井对应元素数据的均方根偏差值Δ、实时岩屑返出率，建立基于支持向量机的地层智能分类模型，用于实时判识当前返出岩屑返出层位。设定元素相对含量均方根偏差值Δ阈值λ以及岩屑返出率的阈值范围(a,b)，并结合以上计算数据实时对当前井眼井壁崩落情况进行检测，弥补了现有技术的不足之处，能够有效检测井壁崩落、掉块的情况使现场工作人员能够及时处理，避免其发展为复杂钻井事故，提高了钻井施工的效率、节约了成本。

技术领域

本发明属于钻井施工技术领域，尤其涉及一种基于岩屑和元素录井数据的井壁崩落、掉块检测方法。

背景技术

在钻井过程中，井壁出现崩落、掉块会导致井壁井径变化、地层破裂等多种问题，严重时还会造成整井坍塌、卡钻、钻具掉落等更为复杂的事故，同时还会对储集层造成严重污染，增加资源勘探难度影响开采效率，最为严重的是导致井眼直接报废，因此井壁崩落、掉块检测问题是钻井工程中的世界性技术难题，也是安全高效钻井的核心问题之一。目前钻井施工中的井壁崩落、掉块检测往往是通过现场工程师凭借长期工作积累的经验判断，这样的方法不仅效率低而且不准确，不能对钻遇不同岩性地层时井壁崩落、掉块做出快速准确的判断。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于岩屑和元素录井数据的井壁崩落、掉块检测方法，实时采集元素录井数据、岩屑返出数据，利用支持向量机地层智能评价模型实时判断地层，再结合邻井历史元素录井数据和地层评价数据综合判断检测井壁崩落、掉块，给现场施工提供重要指导性意见，有效避免复杂钻井事故的发生，提高了钻井作业的效率。

本发明采用如下技术方案：

一种基于岩屑资料和元素录井数据的井壁崩落、掉块检测方法，包括如下步骤：

步骤1.获取邻井历史元素录井数据、邻井地层评价数据、实时元素录井数据以及实时岩屑返出数据；

步骤2.计算实时元素录井中各元素相对含量与邻井对应元素数据的均方根偏差值Δ，称重并计算实时岩屑返出体积V_实际和理论岩屑返出体积V_理论；

步骤3.建立基于支持向量机的地层智能判识分类模型，并利用邻井历史元素录井数据训练该模型，将实时获取的元素录井数据导入模型进行实时判层，利用步骤2获取的数据计算实时岩屑返出率R_返出；

步骤4.利用实时判断的地层与邻井地层数据做对比，判断并筛选用于井壁崩落、掉块检测的参数；

步骤5.设定各元素相对含量均方根偏差值的阈值范围λ以及实时岩屑返出率的阈值范围(a,b)；

步骤6.利用所述步骤3中地层判识结果和所述步骤5中各元素相对含量均方根偏差值的阈值范围λ以及实时岩屑返出率阈值范围(a,b)进行井壁崩落、掉块综合检测。

进一步的技术方案是，步骤1中实时元素录井数据包括：钠元素(Na)、镁元素(Mg)、铝元素(Al)、硅元素(Si)、磷元素(P)、硫元素(S)、锰元素(Mn)、钾元素(K)、钙元素(Ca)。

进一步的技术方案是，步骤1中邻井地层评价数据为地层岩性。

进一步的技术方案是，所述步骤3中建立地层智能判识分类模型：

(1)构建输入集，各元素相对含量P＝[P₁,P₂,……P_n]；

(2)确定支持向量机算法模型中的惩罚系数C、核函数K以及核参数；

(3)利用邻井元素录井历史数据和地层评价数据训练算法模型，并保存；