[发明专利]一种开发井井身结构设计方法

说明书

本发明提供了一种开发井井身结构设计方法，包括：(1)建立区块风险发生的概率数据库，概率数据库中包括复杂发生的井深比例、复杂发生的概率、复杂发生处理的周期；(2)建立设计井复杂风险数据库，风险数据库包括设计井发生的井深、复杂发生的概率、复杂处理的周期；(3)建立井身结构设计优化方法，采用待选方案投资率、总复杂发生率、总复杂处理周期的乘积，作为判断目标方案的方法。本发明中复杂发生的深度更精确，方案对比更加全面和准确，将同一地层出现的多个复杂发生概率和复杂处理时间进行合并，一个地层位置对应一个复杂处理时间和复杂发生概率，简化计算的参数。

技术领域

本发明属于石油工程领域，具体而言，涉及一种开发井井身结构设计方法。

背景技术

井身结构是钻井设计的关键参数，对钻井施工的风险有决定性作用。目前井身结构的设计方法有以下几种：①通过地层三压力剖面来决定，以地层易失稳的井深作为地质必封点、以钻进中钻井液密度大于地层破裂压力的井深作为工程必封点，再考虑井涌余量、下套管时是否发生卡套管等因素，确定井身结构。②罗军等，在硕士论文《深井井身结构设计风险评价方法研究》提出的，运用模糊隶属度函数评价法,将钻井过程中的事故复杂发生的可能性归为[0,1]中,分别评价了井漏、溢流、坍塌和压差卡钻风险,建立了深井井身结构设计整体风险评价模型,可以实现在不同程度的地层压力误差下的定量风险评价。根据评价结果的等级,确定是否优化井身结构或者钻井中提前做好处理事故复杂准备,同时为改进井身结构时钻井液密度选择提供参考。③胜亚楠等，在论文《基于钻前风险预测的井身结构优化方法》中提出的，首先基于邻井资料求取了待钻目标井含可信度的地层压力剖面,再利用钻井风险评价方法对待钻目标井井身结构设计方案进行评价,在钻前预测出可能发生的工程风险,并基于预测结果优化井身结构设计方案,规避钻井风险的发生。④李莹莹等，在论文《基于地层信息不确定性的钻井设计风险评估方法研究》提出的，首先通过已钻井资料对已钻地层进行处理和分析,定量描述含可信度区间的地层压力纵向剖面,评估未钻井的复杂情况的分类和分布概率,最后得出待钻目标井在实钻过程中可能发生的风险,并基于预测结果优化井身结构设计方案,将钻井风险发生的可能性控制在最低程度。以上方法都很复杂，也没有考虑投资的问题，并且也没考虑到，在处理风险过程中，复杂发生概率会出现变化，如果时间很长，可能引起复杂发生的概率大幅增加，并且不同层位的复杂会同时出现，其复杂发生的周期也会发生变化，会导致投资发生变化；复杂的发生会有互相影响的，如果复杂发生的概率太大，即使处理周期非常短，也会导致其它层位的复杂出现，从而导致复杂的发生概率和处理周期发生变化，会导致投资变化。以上方法会产生误差，影响井身结构的优选。

专利CN202010776936.9《一种基于多目标优化的深井复杂地层井身结构设计方法》，公开了一种基于多目标优化的深井复杂地层井身结构设计方法，包括：步骤一、待分析井地层压力不确定性定量描述；步骤二、待分析井安全钻井液密度窗口的建立；步骤三、针对待分析井某套特定的井身结构方案进行风险定量评估；若风险定量评估结果小于风险预设值，则选用特定的井身结构方案；若风险定量评估结果大于或等于风险预设值，则重新调整井身结构方案。基于可靠度理论的套管层次及下深潜在风险评估方法，以对不同方案的井身结构进行风险评估，从而选择风险最小的方案；同时，也可以通过对施工参数进行优化，降低风险发生概率，在设计阶段最大限度地保障钻井安全。它没有考虑在处理风险过程中，复杂发生概率会出现变化，如果时间很长，可能引起复杂发生的概率大幅增加，并且不同层位的复杂会同时出现，其复杂发生的周期也会发生变化，会导致投资发生变化；复杂的发生会有互相影响的，如果复杂发生的概率太大，即使处理周期非常短，也会导致其它层位的复杂出现，从而导致复杂的发生概率和处理周期发生变化，会导致投资变化。