[发明专利]基于摩阻系数进行钻井作业监测的方法、装置及设备

说明书

本说明书实施例公开了一种基于摩阻系数进行钻井作业监测的方法、装置及设备，在摩阻系数的反演过程中考虑了时间效应的影响，引入与井深相关的权系数，将大钩载荷或转盘扭矩的计算值的加权平均误差作为目标函数，能够实现钻进过程中摩阻系数动态反演，根据摩阻系数反演结果，来判断井眼清洁情况、地层性质、井眼曲折度等的变化情况，并对大钩载荷以及转盘扭矩进行预测，实现了在钻进过程中井眼条件以及作业条件的实时监测。提升了摩阻系数的计算准确度，进而提升了钻井作业条件以及井眼条件等的监测的准确性，提升了钻井作业的安全性。

技术领域

本说明书属于油气开采技术领域，尤其涉及一种基于摩阻系数进行钻井作业监测的方法、装置及设备。

背景技术

井下管柱摩阻扭矩的精确计算在钻井优化设计与安全控制中具有重要意义，钻机适应性评估、井眼轨迹优化设计、钻柱整体受力与优化设计、完井管柱下入可行性分析、井下事故预测预防、钻完井措施的推荐与调整等都与井下管柱摩阻扭矩有关。在井下管柱摩阻扭矩的计算过程中，摩阻系数十分关键，目前一般通过反演方法来确定。因此，基于摩阻系数可以对钻井过程中的摩阻扭矩等参数进行监测，以确保钻井作业的安全性。

传统的摩阻系数反演方法通常使用一个摩阻系数来描述整个井眼状况，或者将井眼分为套管段和裸眼段，采用两个摩阻系数来描述整个井眼状况。然而，摩阻系数取决于众多影响因素，如地层性质、钻井液性质、井眼曲折度、井眼清洁情况等，是井眼条件的综合反映。此外，实际钻进过程中井眼条件不断变化，摩阻系数采用固定值来计算也是不准确的。若摩阻系数计算不准确，进而会影响摩阻扭矩等参数的准确性，进一步影响钻井作业的安全性。

因此，如何提供一种方案能够准确计算出钻井作业过程中的摩阻系数，进而对钻井作业进行安全监测是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本说明书实施例的目的在于提供一种基于摩阻系数进行钻井作业监测的方法、装置及设备，提高了摩阻系数计算的准确性以及钻井作业的安全性。

一方面，本说明书实施例提供了一种基于摩阻系数进行钻井作业监测的方法，所述方法包括：

基于摩阻系数计算出不同井深处的大钩载荷和转盘扭矩；

根据各个数据点距离井眼底部的距离，计算各个数据点的摩阻系数权重值；

基于各个数据点对应的摩阻系数权重值计算不同井深处大钩载荷或转盘扭矩的计算误差的加权平均值，将所述加权平均值作为目标函数；

对所述目标函数进行求解，获得所述目标函数取最小值时的目标摩阻系数；

基于所述目标摩阻系数对钻井作业过程中的井眼条件、作业条件进行监测。

进一步地，所述根据各个数据点距离井眼底部的距离，计算各个数据点的摩阻系数权重值，包括采用下述公式计算所述摩阻系数权重值：

其中，ρ_i表示第i个数据点的摩阻系数权重值，n表示数据点的总数量，d_i表示第i个数据点距离井眼底部的距离，d_i为各个数据点从井眼底部向上排序的序号，其中，各个数据点按照井深从小到大排序，p表示幂指数，p≥0。

进一步地，所述幂指数为0、1、2中的至少一个。

进一步地，所述摩阻系数包括套管段摩阻系数和裸眼段摩阻系数。

进一步地，所述基于各个数据点对应的摩阻系数权重值计算不同井深处大钩载荷或转盘扭矩的计算误差的加权平均值，包括：

对于管柱滑动作业的数据点，则计算基于各个数据点对应的摩阻系数权重值计算对应井深处大钩载荷的大钩载荷加权平均值；