CN109409724B - 深水钻井井喷失控风险评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深水钻井井喷失控风险评价方法,包括步骤:S1、选取深水钻井井喷失控的影响因素,并将相应影响因素分层次划分,构建深水钻井井喷失控风险评价体系;S2、计算构建的深水钻井井喷失控风险评价体系中各个影响因素的权重;S3、制定每个影响因素的评价指标,并构建影响因素的风险评价标准;S4、根据每个影响因素的风险评价标准对每个影响因素进行评价,并根据评价结果以及每个影响因素的权重计算出深水钻井井喷失控风险的量化结果。该方法通过影响因素的选取、评价体系的建立、权重计算以及指标和评价标准的设置,有效地对深水钻井井喷失控风险进行评价,可以得出客观有效的评价结果,为深水钻井井控风险的控制和应急救援措施提供可靠保障。
Description
技术领域
本发明属于深水钻井技术领域,尤其涉及一种深水钻井井喷失控风险评价方法。
背景技术
深水钻井是目前油气开发的主要方向,深水钻井作业中会遇到各种复杂情况,对深水钻井构成较大风险。
在深水钻井过程中,井喷失控的是深水钻井的重大风险课题,如遇到井喷失控的情况,将会造成平台损毁,油气泄漏等情况的发生,将会造成重大的人员和财产损失,从而需要对深水钻井作业过程中的井喷失控风险进行评价,从而进行相应应对措施。
目前尚无有效地评价深水钻井井喷失控风险的评价方法,从而无法形成有效的应对措施,因此,一种可以评价深水钻井井喷失控风险的评价方法是本领域技术人员迫切需要的。
发明内容
为解决深水钻井井喷失控风险无法有效评价的问题,本发明提供了深水钻井井喷失控风险评价方法。
为实现上述目的,本发明的具体技术方案如下:
一种深水钻井井喷失控风险评价方法,包括如下步骤:
S1、选取深水钻井井喷失控的影响因素,并将相应影响因素分层次划分,以构建深水钻井井喷失控风险评价体系;
S2、计算构建的深水钻井井喷失控风险评价体系中各个影响因素的权重;
S3、制定每个影响因素的评价指标,并根据建立的影响因素的评价指标构建影响因素的风险评价标准;
S4、根据每个影响因素的风险评价标准对每个影响因素进行评价,并根据评价结果以及每个影响因素的权重计算出深水钻井井喷失控风险的量化结果。
作为优选,步骤S1进一步包括:
S11、基于海上平台钻井井喷的原因至失控的过程,将气侵、控制系统失效、防喷器失效、平台状况、转喷器失效和管外窜流作为第一层影响因素;
S12、将浅层气失控、气体侵入井筒和气体侵入隔水管作为气侵的第二层影响因素;将闸板防喷器失效和剪切防喷器失效作为防喷器失效的第二层影响因素;将平台失位、平台着火、平台爆炸和平台倾覆作为平台状况的第二层影响因素。
作为优选,所述步骤S2进一步包括:采用专家调查法和层次分析法计算第一层影响因素、第二层影响因素的权重。
作为优选,所述步骤S3进一步包括:
S31、针对选取的各个影响因素制定需要划分的等级以及对应于各个的评价指标;
S32、根据行业标准和专家经验建立针对每个影响因素各个等级的评价指标的可靠性评价标准;
S33、制定对应于每个评价指标的评价向量。
作为优选,所述步骤S31进一步包括如下步骤:将每个影响因素分为极好、好、较好、一般、较差、差、极差7个等级。
作为优选,所述步骤S4进一步包括:
S41、根据每个影响因素的风险评价标准对每个影响因素进行评价以得到每个影响因素的评价结果;
S42、将每个影响因素的评价结果转化为评价向量;
S43、根据每个影响因素的评价向量和对应的权重,利用模糊数学的计算方法计算得出深水钻井井喷失控风险评价的量化结果。
作为优选,还包括如下步骤:
S5、划分风险等级,并根据计算出的深水钻井井喷失控风险的量化结果查询对应的风险等级,从而得到深水钻井井喷失控风险等级。
本发明深水钻井井喷失控风险评价方法具有以下优点:
通过影响因素的选取、评价体系的建立、权重计算以及指标和评价标准的设置,有效地对深水钻井井喷失控风险进行评价,可以得出客观有效的评价结果,为深水钻井井控风险的控制提供可靠保障。
附图说明
图1为本发明深水钻井井喷失控风险评价方法的流程图。
具体实施方式
现在结合油田的一口油井,对本发明所述的深水钻井井喷失控风险评价方法做进一步详细的描述。
参考图1,S1、选取深水钻井井喷失控的影响因素,并将相应影响因素分层次划分,以构建深水钻井井喷失控风险评价体系,具体操作如下:
S11、基于海上平台钻井井喷的原因至失控的过程,将气侵、控制系统失效、防喷器失效、平台状况、转喷器失效和管外窜流作为第一层影响因素;
S12、将浅层气失控、气体侵入井筒和气体侵入隔水管作为气侵的第二层影响因素;将闸板防喷器失效和剪切防喷器失效作为防喷器失效的第二层影响因素;将平台失位、平台着火、平台爆炸和平台倾覆作为平台状况的第二层影响因素。
S2、计算构建的深水钻井井喷失控风险评价体系中各个影响因素的权重,具体操作如下:
在考虑深水钻井井喷失控风险等级时,许多情景指标都无法定量评价,本发明采用专家调查法和层次分析法来确定各级情景指标的权重。一级、二级情景指标权重见表1。
表1相应因素权重计算结果
S3、制定每个影响因素的评价指标,并根据建立的影响因素的评价指标构建影响因素的风险评价标准;
S31、针对选取的各个影响因素制定需要划分的等级以及对应于各个的评价指标,将每个影响因素分为极好、好、较好、一般、较差、差、极差7个等级。;
S32、根据行业标准和专家经验建立针对每个影响因素各个等级的评价指标的可靠性评价标准;
S33、制定对应于每个评价指标的评价向量;具体操作如下:
本实施例根据大量的案例剖析,针对深水钻井井喷失控的特点,结合行业标准和专家经验,建立了深水钻井井喷失控二级情景评价指标并划分等级。将等级分为极好(1级)、好(2级)、较好(3级)、一般(4 级)、较差(5级)、差(6级)、极差(7级),极好对应风险等级很低,极差对应风险等级很高,此外,考虑到评价体系中的某些指标可能没有出现,为了保证评价结果的科学合理行,这时把该指标定义为极好,具体如表2所示:
表2深水钻井井喷失控影响因素评价标准表
本实施例选用模糊评价函数,模糊集中的每一个评价向量都对应着对各个影响因素的评价等级。在计算的过程中采用模糊数学的方式。最低级因素权重与评价向量的模糊数学计算结果为上一级的评价向量,这样就可以进行逐级进行计算评价向量,最终得到最高级的评价向量,即评价结果,如表2所示,将语言性评价转化为隶属度得到表 3,从而得到相应的评价向量。
表3评价向量表
评语 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 | V6 | V7 |
极好 | 0.95 | 0.05 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
好 | 0.85 | 0.1 | 0.05 | 0 | 0 | 0 | 0 |
较好 | 0.1 | 0.8 | 0.1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
一般 | 0 | 0 | 0.2 | 0.6 | 0.2 | 0 | 0 |
较差 | 0 | 0 | 0 | 0.1 | 0.8 | 0.1 | 0 |
差 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.05 | 0.1 | 0.85 |
极差 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.05 | 0.95 |
S4、根据每个影响因素的风险评价标准对每个影响因素进行评价,并根据评价结果以及每个影响因素的权重计算出深水钻井井喷失控风险的量化结果,其包括如下步骤:
S41、根据每个影响因素的风险评价标准对每个影响因素进行评价以得到每个影响因素的评价结果;
结合海上某深水钻井平台井喷失控情景,具体情景参数见表4。
表4实例井情景指标参数表
利用表4中情景参数对照表2深水钻井井喷失控影响因素评价标准进行评价,从而得到相应的评价结果,其结果如表5所示:
表5井喷失控影响因素评价结果表
S42、将每个影响因素的评价结果转化为评价向量;
将表5中的数据对照表3,将井喷失控影响因素评价结果转换为相应的评价向量,转换结果如下表6所示:
表6井喷失控影响因素评价向量
S43、根据每个影响因素的评价向量和对应的权重,利用模糊数学的计算方法计算得出油气井套管可靠性评价的结果,其具体操作如下:
1)气侵的综合评价
由表5的数据,可以分别得到相应的评价向量。
b浅层气失控=(0,0.1,0.8,0.1,0,0,0);
b气体侵入井筒=(0.95,0.05,0,0,0,0,0);
b气体侵入隔水管=(0,0,0.2,0.6,0.2,0,0);
由指标表1查得相应权重:a浅层气失控=0.63,a气体侵入井筒=0.26,a气体侵入隔水管=0.11;
对气侵的综合评价为:
2)控制系统的综合评价
由表5的数据,可得到评价向量:b控制系统=(0,0.1,0.8, 0.1,0,0,0)
3)防喷器的综合评价
由表5的数据,可以分别得到相应的评价向量。
b闸板防喷器=(0,0,0,0,0,0.05,0.95);
b剪切防喷器=(0,0,0,0,0,0.05,0.95);
③防喷器的综合评价
由表1查得相应权重:a闸板防喷器=0.67,a剪切防喷器=0.33;
对防喷器的综合评价为:
4)平台状况的综合评价
由表5的数据,可以分别得到相应的评价向量。
b失位情况=(0.95,0.05,0,0,0,0,0);
b着火情况=(0,0,0.2,0.6,0.2,0,0);
b爆炸情况=(0,0.1,0.8,0.1,0,0,0);
b倾覆情况=(0,0.1,0.8,0.1,0,0,0);
由表1查得相应权重:
a失位情况=0.14,a着火情况=0.20,a爆炸情况=0.33,a倾覆情况=0.33;
对平台状况的综合评价为:
5)转喷器的综合评价
由表5的数据:b转喷器=(0.95,0.05,0,0,0,0,0);
6)管外窜流的综合评价
由表5的数据:b管外窜流=(0,0.1,0.8,0.1,0,0,0);
7)深水钻井井喷失控风险综合评价
由表1查得相应权重:
a气侵=0.12,a控制系统=0.17,a防喷器=0.21,a平台状况=0.35, a转喷器=0.09,a管外窜流=0.06;
对深水钻井井喷失控风险等级评价结果为:
从而得到深水钻井井喷失控风险的量化结果。
S5、划分风险等级,并根据计算出的深水钻井井喷失控风险的量化结果查询对应的风险等级,从而得到深水钻井井喷失控风险等级,具体操作如下:
本实施例将风险的量化结果的取值范围[0,1]划分五个离散值,即 1.0,0.8,0.6,0.4,0.2,在这个范围内将风险量化结果划分等级如表7所示:
表7风险等级表
可靠度,V | 0~0.2 | 0.2-0.4 | 0.4-0.6 | 0.6-0.8 | 0.8-1.0 |
评价 | 极好 | 良好 | 一般 | 较差 | 极差 |
将步骤S4中计算出的风险量化结果与表7设定的风险等级对比,并根据最大隶属度原则,得出评价结果为良好,此平台钻井井喷失控的风险等级评价为较好,符合实际情况,至此完成了深水钻井井喷失控风险评价。
本发明所述的深水钻井井喷失控风险等级评价方法通过影响因素的选取、评价体系的建立、权重计算以及指标和评价标准的设置,有效地对深水钻井井喷失控风险进行评价,可以得出客观有效的评价结果,为深水钻井井控风险的控制提供可靠保障;选用基将气侵、控制系统失效、防喷器失效、平台状况、转喷器失效和管外窜流作为第一层影响因素,选用浅层气失控、气体侵入井筒、气体侵入隔水管、闸板防喷器失效、剪切防喷器失效、平台失位、平台着火、平台爆炸和平台倾覆作为平台状况的第二层影响因素,并对三级因素进行了七个等级划分,建立了相应的评价标准和指标;运用专家调查法和层次分析法计算出各级情景的权重,建立了基于模糊综合的深水钻井井喷失控风险评价模型,利用模糊综合评价法来逐级计算,得出风险等级,使得评价结果更加客观有效。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种深水钻井井喷失控风险评价方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、选取深水钻井井喷失控的影响因素,并将相应影响因素分层次划分,以构建深水钻井井喷失控风险评价体系;
S2、计算构建的深水钻井井喷失控风险评价体系中各个影响因素的权重;
S3、制定每个影响因素的评价指标,并根据建立的影响因素的评价指标构建影响因素的风险评价标准;
S4、根据每个影响因素的风险评价标准对每个影响因素进行评价,并根据评价结果以及每个影响因素的权重计算出深水钻井井喷失控风险的量化结果;
其中,步骤S1进一步包括:
S11、基于海上平台钻井井喷的原因至失控的过程,将气侵、控制系统失效、防喷器失效、平台状况、转喷器失效和管外窜流作为第一层影响因素;
S12、将浅层气失控、气体侵入井筒和气体侵入隔水管作为气侵的第二层影响因素;将闸板防喷器失效和剪切防喷器失效作为防喷器失效的第二层影响因素;将平台失位、平台着火、平台爆炸和平台倾覆作为平台状况的第二层影响因素。
2.根据权利要求1所述的深水钻井井喷失控风险评价方法,其特征在于,所述步骤S2进一步包括:采用专家调查法和层次分析法计算第一层影响因素、第二层影响因素的权重。
3.根据权利要求2所述的深水钻井井喷失控风险评价方法,其特征在于,所述步骤S3进一步包括:
S31、针对选取的各个影响因素制定需要划分的等级以及对应于各个的评价指标;
S32、根据行业标准和专家经验建立针对每个影响因素各个等级的评价指标的可靠性评价标准;
S33、制定对应于每个评价指标的评价向量。
4.根据权利要求3所述的深水钻井井喷失控风险评价方法,其特征在于,所述步骤S31进一步包括如下步骤:将每个影响因素分为极好、好、较好、一般、较差、差、极差7个等级。
5.根据权利要求3所述的深水钻井井喷失控风险评价方法,其特征在于,所述步骤S4进一步包括:
S41、根据每个影响因素的风险评价标准对每个影响因素进行评价以得到每个影响因素的评价结果;
S42、将每个影响因素的评价结果转化为评价向量;
S43、根据每个影响因素的评价向量和对应的权重,利用模糊数学的计算方法计算得出深水钻井井喷失控风险评价的量化结果。
6.根据权利要求1-5任一项中所述的深水钻井井喷失控风险评价方法,其特征在于,还包括如下步骤:
S5、划分风险等级,并根据计算出的深水钻井井喷失控风险的量化结果查询对应的风险等级,从而得到深水钻井井喷失控风险等级。
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