CN117077440A - 漏失压力预测模型构建方法、漏失压力预测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书涉及石油勘探开发领域,尤其涉及漏失压力预测模型构建方法、漏失压力预测方法及装置。所述方法包括:根据井下样本层段的成像解释数据,确定样本层段的裂缝物理参数;根据样本层段的岩石强度参数、钻井工程参数及裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型,确定裂缝宽度,其中,岩石强度参数包括岩石弹性模量及岩石泊松比,钻井工程参数包括井眼半径;根据样本漏失层段的钻井液漏失速度、裂缝宽度以及钻井工程参数,确定漏失压力预测模型,其中,漏失层段的钻井液漏失速度根据钻井录井数据确定。本方案准确估计漏失压力计算结果、减少泥浆漏失损失,有效提高地层漏失压力预测精度、钻井时效、减少井漏事故的发生,提高单井压裂产能。
Description
技术领域
本说明书涉及石油勘探开发领域,尤其是漏失压力预测模型构建方法、漏失压力预测方法及装置。
背景技术
钻井施工过程中,因不合理的钻井操作、地层原因,容易发生井眼垮塌、缩径、卡钻遇阻、井漏等安全事故。
井漏是钻井施工过程中发生频率最高、最难预测的钻井事故,若严重的漏失得不到及时的发现和处理,不仅损失大量的生产时间,还可能引发井塌、井喷和卡钻等恶性事故,甚至导致部分井段或全井段的报废。井漏问题是钻井工程中最常见的技术难题之一。
井漏的发生主要与钻井液柱压力、地层孔隙压力和地层破裂压力有关。现有技术中,钻井液柱压力可以通过试算得到,但精确计算井眼漏失压力比较困难,不同的地层或者不同的岩性对应的漏失压力不同。而且未钻井的漏失压力因没有参考数据,预测难度较大。
发明内容
为解决上述现有技术中预测地层漏失压力难度大的问题,本说明书实施例提供了漏失压力预测模型构建方法、漏失压力预测方法及装置。
本说明书实施例提供了一种漏失压力预测模型构建方法,包括:根据井下样本层段的成像解释数据,确定样本层段的裂缝物理参数;根据样本层段的岩石强度参数、钻井工程参数及所述裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型,确定裂缝宽度,其中,所述岩石强度参数包括岩石弹性模量及岩石泊松比,所述钻井工程参数包括井眼半径;根据样本漏失层段的钻井液漏失速度、所述裂缝宽度以及钻井工程参数,确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型,其中,漏失层段的钻井液漏失速度根据钻井录井数据确定。
根据本说明书实施例的一个方面,所述构建裂缝开度预测模型进一步包括:利用成像解释数据中的成像倾角数据,对井眼半径进行校正,得到校正井眼半径;利用样本层段的岩石强度参数、所述校正井眼半径及所述裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型。
根据本说明书实施例的一个方面,样本层段的钻井液漏失速度通过如下方式获取:
根据钻井录井数据,确定钻井漏失深度及样本漏失层段;根据井口泥浆池的槽面变化,确定漏失层段的钻井液漏失速度。
根据本说明书实施例的一个方面,利用样本层段的岩石强度参数、所述校正井眼半径及所述裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型包括:
根据如下公式确定校正井眼半径对应的裂缝开口位移:
,其中,x表示裂缝与井眼中心的距离,/>为修正后的井眼半径,L为裂缝长度;
根据如下公式构建裂缝开度预测模型:
,其中,x为裂缝末端与井眼中心的距离,L为裂缝长度,/>为修正后的井眼半径,/>表示井眼半径为/>时裂缝开口位移参量,无量纲;/>表示地层孔隙压力,其属于地层压力参数;/>为钻井液产生的液柱压力,其属于钻井工程参数,E为岩石弹性模量,v为岩石泊松比。
根据本说明书实施例的一个方面,所述构建裂缝开度模型进一步包括:将利用裂缝开度模型确定的裂缝宽度与所述成像解释数据中的裂缝开度匹配,得到匹配度结果;若所述匹配度小于或等于预设匹配度阈值,调整样本层段的岩石弹性模量及岩石泊松比,更新所述裂缝开度模型,直到所述裂缝开度模型确定的裂缝宽度与成像解释数据中的裂缝开度的匹配度大于预设匹配度阈值。
根据本说明书实施例的一个方面,确定漏失压力预测模型进一步包括:利用裂缝迂曲度参数对裂缝宽度进行校正,得到不同的校正裂缝宽度;根据样本层段的钻井液漏失速度、所述校正裂缝宽度以及钻井工程参数,确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型,构建不同的漏失压力预测模型。
所述根据所述样本漏失层段的钻井液漏失速度、所述裂缝宽度以及钻井工程参数,确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型包括:根据如下公式确定样本漏失层段的钻井液漏失总量;,其中,/>为考虑粗糙度的裂缝宽度,L为裂缝长度,
为井眼半径,v表示钻井液漏失总量;
根据如下公式确定样本漏失层段的漏失速度系数:
,其中,/>为钻井液漏失速度,/>为考虑粗糙度的裂缝宽度,k表示漏失速度系数;根据如下公式确定样本漏失层段的漏失正压差:
;
;其中,/>表示漏失正压差,K为漏失速度系数,μ 表示钻井液黏度系数,/>表示考虑粗糙度的裂缝宽度,V为钻井液漏失总量;/>为地层漏失压力,/>为地层孔隙压力。
本说明书实施例还提供了一种漏失压力预测方法,所述方法利用所述漏失压力预测模型,包括:确定未知井目标层段的钻井漏失量及钻井液漏失速度;将所述钻井漏失量及漏失速度输入至所述裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型,得到漏失压力预测结果。
本说明书实施例还提供了一种漏失压力预测模型构建装置,所述装置包括:裂缝参数确定单元,用于根据井下样本层段的成像解释数据,确定样本层段的裂缝物理参数;裂缝开度预测模型构建单元,用于根据样本层段的岩石强度参数、钻井工程参数及所述裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型,确定裂缝宽度,其中,所述岩石强度参数包括岩石弹性模量及岩石泊松比,所述钻井工程参数包括井眼半径;漏失压力预测模型构建单元,用于根据样本漏失层段的钻井液漏失速度、所述裂缝宽度、钻井工程参数,确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型,其中,漏失层段的钻井液漏失速度根据钻井录井数据确定。
本说明书实施例提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述漏失压力预测模型构建方法、漏失压力预测方法。
本说明书实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述漏失压力预测模型构建方法、漏失压力预测方法。
本方案能够准确漏失压力计算结果、实时优化钻井泥浆密度窗口设计、减少泥浆漏失损失有效提高地层漏失压力的精度,可以提高钻井时效,减少井漏事故的发生,提高单井压裂产能。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本说明书实施例一种漏失压力预测模型构建方法的流程图;
图2所示为本说明书实施例一种构建裂缝开度预测模型的方法流程图;
图3所示为本说明书实施例一种确定样本层段钻井液漏失速度的方法流程图;
图4所示为本说明书实施例另一种构建裂缝开度模型的方法流程图;
图5所示为本说明书实施例一种确定漏失压力预测模型的方法流程图;
图6所示为本说明书实施例一种确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型的方法流程图;
图7所示为本说明书实施例一种漏失压力预测方法的流程图;
图8所示为本说明书实施例一种基漏失压力预测模型构建装置的结构示意图;
图9所示为本说明书实施例漏失压力预测模型构建装置的具体结构示意图;
图10所示为本说明书实施例一种裂缝几何形状数据的示意图;
图11所示为本说明书实施例一种孔隙压力及泥浆密度的示意图;
图12所示为本说明书实施例一种计算机设备的结构示意图。
附图符号说明:
801、裂缝物理参数确定单元;
802、裂缝开度预测模型构建单元;
8021、校正模块;
8022、匹配模块;
803、漏失压力预测模型构建单元;
8031、裂缝宽度校正模块;
1202、计算机设备;
1204、处理器;
1206、存储器;
1208、驱动机构;
1210、输入/输出模块;
1212、输入设备;
1214、输出设备;
1216、呈现设备;
1218、图形用户接口;
1220、网络接口;
1222、通信链路;
1224、通信总线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案,下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本说明书保护的范围。
需要说明的是,本说明书的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本说明书的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤,但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式,不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或装置产品执行时,可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。
需要说明的是,本说明书的漏失压力预测模型构建方法、漏失压力预测方法可用石油勘探开发领域,本说明书对漏失压力预测模型构建方法、漏失压力预测方法的应用领域不做限定。
图1所示为本说明书实施例所示一种漏失压力预测模型构建方法的流程图,具体包括如下步骤:
步骤101,根据井下样本层段的成像解释数据,确定样本层段的裂缝物理参数。在本步骤中,根据井下样本层段的成像解释结果,确定裂缝物理参数。裂缝物理参数包括但不限于:裂缝倾角、方位、力学开度。其中,力学开度为地层原始状态没有液体作用时的开度。
步骤102,根据样本层段的岩石强度参数、钻井工程参数及所述裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型,确定裂缝宽度,其中,所述岩石强度参数包括岩石弹性模量及岩石泊松比,所述钻井工程参数包括井眼半径。
本步骤中,通过开展目标层位岩石力学实验,包括单轴抗压强度实验、三轴抗压强度实验,获得样本层段的岩石强度参数,包括但不限于:杨氏模量、泊松比、抗压强度及抗拉强度等数据。尤其是裂缝面或者节理面的岩石弹性模量和岩石泊松比。
在本步骤中,钻井工程参数包括:井筒半径、泥浆当量密度和孔隙压力当量密度。具体的,分别从钻井现场的泥浆池和泥浆循环泵进行泥浆取样,测量泥浆池内泥浆密度和循环泵内泥浆的密度、流度及粘度参数,从而得到泥浆当量密度及孔隙压力当量密度。在本说明书一些实施例中,泥浆池内泥浆密度即为泥浆当量密度,循环泵内泥浆的密度即为循环当量密度。本说明书的一些实施例中,泥浆可以作为钻井液,因此泥浆当量密度也可称为钻井液当量密度。进一步的,根据钻井液当量密度,可以确定全井筒各层位泥浆柱压力;根据测井曲线计算孔隙压力,并用实测值(通常使用MDT孔隙压力测量仪测量部分深度段孔隙压力)进行校正,获得全井筒孔隙压力。
步骤103,根据样本漏失层段的钻井液漏失速度、所述裂缝宽度以及钻井工程参数,确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型,其中,漏失层段的钻井液漏失速度根据钻井录井数据确定。本步骤关于确定漏失压力预测模型的方法详见图6描述。
本方案旨在准确的漏失压力计算结果、实时优化钻井泥浆密度窗口设计、减少泥浆漏失损失有效提高地层漏失压力的精度,可以提高钻井时效,减少井漏事故的发生,提高单井压裂产能。
图2所示为本说明书实施例一种构建裂缝开度预测模型的方法流程图,具体包括如下步骤:
步骤201,利用成像解释数据中的成像倾角数据,对井眼半径进行校正,得到校正井眼半径。具体的,利用如下公式校正井眼半径:
,其中,/>为校正前的井眼半径,α为成像裂缝倾角,为校正后的井眼半径。在本说明书实施例中,当裂缝面不垂直井筒时,需要求取裂缝到井筒中心的有效距离,因此要乘以裂缝倾角的余弦,得到校正后的井眼半径。
步骤202,利用样本层段的岩石强度参数、所述校正井眼半径及所述裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型。利用裂缝倾角进行开度校正,
具体的,首先根据如下公式确定校正井眼半径对应的裂缝开口位移:
,其中,x表示裂缝与井眼中心的距离,/>为修正后的井眼半径,L为裂缝长度。
确定裂缝开口位移后,根据如下公式构建裂缝开度预测模型:
,其中,x为裂缝末端与井眼中心的距离,L为裂缝长度,/>为修正后的井眼半径,/>表示井眼半径为/>时裂缝开口位移参量,无量纲;/>表示孔隙压力,其属于地层压力参数,/>为钻井液产生的液柱压力,其属于钻井工程参数,E为岩石弹性模量,v为岩石泊松比。
具体通过如下公式计算得到全井筒的孔隙压力:
,其中,/>表示上覆地层压力;/>为静水柱产生的水柱压力,/>为声波时差,/>为声波时差正常压实趋势线。
根据如下公式确定全井筒各层位泥浆柱压力当量密度:
,其中,TVD表示垂深,/>表示/>的微元,/>表示各层位的深度,表示深度h位置处的钻井液泥浆密度;
进一步的,可以根据如下公式确定孔隙压力当量密度:其中,/>为全井筒的孔隙压力。
图3所示为本说明书实施例一种确定样本层段钻井液漏失速度的方法流程图,具体包括如下步骤:
步骤301,根据钻井录井数据,确定钻井漏失深度及样本漏失层段。本步骤中根据钻井录井数据,确定钻井漏失所处的层段为通用的技术手段,本步骤在此不作赘述。
步骤302,根据井口泥浆池的槽面变化,确定漏失层段的钻井液漏失速度。在本说明书的一些实施例中,钻井现场的井口泥浆池中盛放有预先调配好的泥浆,将泥浆池中的泥浆从井口压入地下,若地下地层缝网发育,存在井漏现象,则泥浆可能发生漏失,井口泥浆池的槽面会发生变化。由此,根据泥浆池的槽面变化可以计算得到钻井液的漏失速度。进一步的,也可以根据井口泥浆池的槽面变化确定钻井液漏失量。
图4所示为本说明书实施例另一种构建裂缝开度模型的方法流程图,具体包括如下步骤:
步骤401,将利用裂缝开度模型确定的裂缝宽度与所述成像解释数据中的裂缝开度匹配,得到匹配度结果。在本说明书实施例中,成像解释数据中的裂缝开度为样本层段的真实裂缝开度。将前述步骤构建的裂缝开度模型预测计算得到的裂缝宽度预测值与成像解释数据中的裂缝开度进行比对,得到比对结果。具体,可以计算裂缝开度模型确定的裂缝宽度与成像解释数据中的裂缝开度的误差,将误差值作为匹配度结果。
步骤402,若所述匹配度小于或等于预设匹配度阈值,调整样本层段的岩石弹性模量及岩石泊松比,更新所述裂缝开度模型,直到所述裂缝开度模型确定的裂缝宽度与成像解释数据中的裂缝开度的匹配度大于预设匹配度阈值。
本步骤中,如匹配度小于预设匹配度阈值,认为裂缝开度模型的计算不是非常准确,需要调整该模型的参数,迭代更新当前裂缝开度模型,直到通过裂缝开度模型计算得到的裂缝开度与成像解释数据中的真实裂缝开度的匹配度较高,且大于预设匹配度阈值。具体的,通过调整样本层段的岩石弹性模量及岩石泊松比,不断更新裂缝开度模型,直到开度计算结果与成像计算结果的误差控制在合理的范围内。本说明书实施例中,在成像数据约束下反复迭代优化,得到符合成像数据的裂缝开度模型。
图5所示为本说明书实施例一种确定漏失压力预测模型的方法流程图,具体包括如下步骤:
步骤501,利用裂缝迂曲度参数对裂缝宽度进行校正,得到不同的校正裂缝宽度。前述步骤构建的裂缝开度预测模型所计算得到的裂缝开度(即,裂缝宽度)未考虑粗糙度对裂缝的影响。在本说明书实施例中,迂曲度表示流体介质在裂缝中实际流动距离与理想流动距离的比值,迂曲度能够直观反映裂缝的粗糙度。因此,考虑微裂缝面的粗糙度对钻井液在裂缝中的渗透作用,利用裂缝迂曲度参数对裂缝开度模型计算到的裂缝宽度进行校正,可以使得裂缝形态非光滑,且更加符合实际微裂缝的发育形态。
具体的,根据如下公式对裂缝宽度进行校正:
,其中,/>为校正后的裂缝宽度,/>为校正前的裂缝宽度,/>为裂缝迂曲度系数,取值为1至2,本说明书实施例可以通过岩样的微观测试确定迂曲度。
步骤502,根据样本层段的钻井液漏失速度、所述校正裂缝宽度以及钻井工程参数,确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型。利用样本层段进行迂曲度校正后的裂缝宽度、钻井液漏失速度、钻井工程参数,确定漏失压力预测模型。关于确定漏失压力预测模型的具体步骤见图6描述。
图6所示为本说明书实施例一种确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型的方法流程图,具体包括如下步骤:
步骤601,根据裂缝宽度、裂缝长度、井眼半径,确定样本漏失层段的钻井液漏失总量:
,其中,/>为步骤501中计算得到的考虑粗糙度的裂缝宽度,L为裂缝长度,/>为井眼半径,V为钻井液漏失总量。
步骤602,根据钻井液漏失速度、裂缝宽度,确定样本漏失层段的漏失速度系数:
;其中,/>为步骤302中计算得到的钻井液漏失速度,/>为考虑粗糙度的裂缝宽度。
步骤603,根据漏失速度系数、钻井液黏度系数、裂缝宽度、钻井液漏失总量,确定样本漏失层段的漏失正压差:
;
;
其中,表示漏失正压差,K为漏失速度系数,μ 表示钻井液黏度系数,
表示考虑粗糙度的裂缝宽度,V为钻井液漏失总量;/>为地层漏失压力,为地层孔隙压力,/>为漏失正压差。
进一步的,根据预测得到的地层漏失压力,计算钻井液泥浆池密度,具体利用如下公式计算:压力当量密度=,由此指导泥浆池的密度配置。泥浆池密度小于该压力当量密度,即可以对漏失地层进行堵漏。
由此,可以准确计算不同的地层或者不同的岩性地层的漏失压力,对于制定并采取恰当的防漏、堵漏方案和措施等钻井工程方案及石化优化方案具有重要意义。准确的地层漏失压力也是完井压裂设计的重要依据,直接关系到现场压裂施工效果及试油产量。
图7所示为本说明书实施例一种漏失压力预测方法的流程图。本方法应用前述的漏失压力预测模型构建方法,对未知井进行漏失压力预测。具体包括如下步骤:
步骤701,确定未知井目标层段的钻井漏失量及钻井液漏失速度。根据图3描述,可以确定钻井漏失量及钻井液漏失速度,本步骤在此不作赘述。
步骤702,将所述钻井漏失量及漏失速度输入至所述裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型,得到漏失压力预测结果。将步骤701中未知井目标层段的钻井漏失量及钻井液漏失速度输入至前文得到的漏失压力预测模型,经过模型计算可以得到未知井目标层段的漏失压力。
本说明书的一些实施例中,以西南油气田某区块的一口探井为例进行阐述。该井所钻地层属于高温高压地层,钻井工程复杂,周期较长,钻井成本较高。在地质方面,该井所钻地层上部为碎屑岩地层,裂缝不发育;下部为碳酸盐地层,裂缝、溶蚀孔洞较发育,易发生压差性或诱导性漏失,该井在沧浪铺和灯影组均发生不同程度的漏失,尤其是灯影组漏失钻井液1874方,主要是因为孔洞较发育、漏失压力计算不准。利用本发明计算的漏失压力,重新设计了泥浆密度和粘度参数,同时加入碎屑,成功堵漏。
具体的,首先开展沧浪铺和灯影组岩石力学实验,获得漏失层段岩石弹性模量和岩石泊松比数据。开展钻井现场和室内钻井液理化实验研究,确定钻井液静态粘度系数和循环粘度系统,以及井下不同地层的钻井液粘度系数和粘度系数随深度或地层的变化规律。利用成像解释结果和地震裂缝预测结果,统计分析漏失层段裂缝的发育特征,包括裂缝产状、长度、倾角等数据,如图10所示。根据井径测井仪器获得全井筒各钻井开次尺寸变化;根据钻井液泥浆池密度及循环当量密度计算全井筒各层位泥浆柱压力当量密度,根据声波时差曲线及MDT测量结果计算全井段孔隙压力当量密度,如图11所示。根据岩石力学参数、钻井工程参数(井筒半径、泥浆当量密度和孔隙压力当量密度),构建裂缝开度预测模型,计算裂缝开度,并与成像测井解释的开度数据进行对比,不断迭代优化开度预测模型参数,直到开度计算结果与成像计算结果的误差控制在合理的范围内(通常小于10%)。如表1所示,计算的裂缝开度结果与成像计算的开度结果对比表,认为这个结果可以进行后续的压力预测模型计算。
表1为裂缝参数数据和漏失参数数据,把表1数据代入漏失压力预测模型进行漏失压力预测,得到漏失压力结果。如表2所示,表中3个漏失深度点对应各种方法计算的漏失压力数据,径向漏失压力都小于钻井液密度,发生漏失,符合实际情况。
表1 漏失点计算的裂缝参数和统计的漏失参数
表2 径向漏失模型计算的漏失压力与其他方法对比
如图8所示为本说明书实施例一种漏失压力预测模型构建装置的结构示意图,在本图中描述了漏失压力预测模型构建装置的基本结构,其中的功能单元、模块可以采用软件方式实现,也可以采用通用芯片或者特定芯片实现漏失压力预测模型构建,该装置具体包括:
裂缝物理参数确定单元801,用于根据井下样本层段的成像解释数据,确定样本层段的裂缝物理参数;
裂缝开度预测模型构建单元802,用于根据样本层段的岩石强度参数、钻井工程参数及所述裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型,确定裂缝宽度,其中,所述岩石强度参数包括岩石弹性模量及岩石泊松比,所述钻井工程参数包括井眼半径;
漏失压力预测模型构建单元803,用于根据样本漏失层段的钻井液漏失速度、所述裂缝宽度、钻井工程参数,确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型,其中,漏失层段的钻井液漏失速度根据钻井录井数据确定。
本方案旨在准确的漏失压力计算结果、实时优化钻井泥浆密度窗口设计、减少泥浆漏失损失有效提高地层漏失压力的精度。提高钻井时效,减少井漏事故的发生,提高单井压裂产能。
作为本说明书的一个实施例,还可以参考如图9所示为本实施例漏失压力预测模型构建装置的具体结构示意图。
作为本说明书的一个实施例,所述裂缝开度预测模型构建单元802进一步包括:
校正模块8021,用于利用成像解释数据中的成像倾角数据,对井眼半径进行校正,得到校正井眼半径;
匹配模块8022,用于将利用裂缝开度模型确定的裂缝宽度与所述成像解释数据中的裂缝开度匹配,得到匹配度结果;
作为本说明书的一个实施例,所述漏失压力预测模型构建单元803进一步包括:
裂缝宽度校正模块8031,用于利用裂缝迂曲度参数对裂缝宽度进行校正 ,得到不同的校正裂缝宽度。
图10所示为本说明书实施例一种裂缝几何形状数据的示意图。本说明书实施例中,在对某区块的探井进行试验时,根据该探井的成像解释结果和地震裂缝预测结果,统计分析漏失层段裂缝的发育特征。如图所示,发育特征包括裂缝产状、长度、倾角等数据。
图11所示为本说明书实施例一种孔隙压力及泥浆密度的示意图。图11中的横坐标表示曲线数值范围,纵坐标表示深度。本说明书实施例中,在对某区块的探井进行试验时,根据井径测井仪器获得全井筒各钻井开次尺寸变化,根据钻井液泥浆池密度及循环当量密度,计算全井筒各层位泥浆柱压力当量密度,根据声波时差曲线及MDT测量结果计算全井段孔隙压力。
如图12所示,为本说明书实施例提供的一种计算机设备,所述漏失压力预测模型构建方法、漏失压力预测方法应用于计算机设备。所述计算机设备1202可以包括一个或多个处理器1204,诸如一个或多个中央处理单元(CPU),每个处理单元可以实现一个或多个硬件线程。计算机设备1202还可以包括任何存储器1206,其用于存储诸如代码、设置、数据等之类的任何种类的信息。非限制性的,比如,存储器1206可以包括以下任一项或多种组合:任何类型的RAM,任何类型的ROM,闪存设备,硬盘,光盘等。更一般地,任何存储器都可以使用任何技术来存储信息。进一步地,任何存储器可以提供信息的易失性或非易失性保留。进一步地,任何存储器可以表示计算机设备1202的固定或可移除部件。在一种情况下,当处理器1204执行被存储在任何存储器或存储器的组合中的相关联的指令时,计算机设备1202可以执行相关联指令的任一操作。计算机设备1202还包括用于与任何存储器交互的一个或多个驱动机构1208,诸如硬盘驱动机构、光盘驱动机构等。
计算机设备1202还可以包括输入/输出模块1210(I/O),其用于接收各种输入(经由输入设备1212)和用于提供各种输出(经由输出设备1214)。一个具体输出机构可以包括呈现设备1216和相关联的图形用户接口(GUI)1218。在其他实施例中,还可以不包括输入/输出模块12120(I/O)、输入设备1212以及输出设备1214,仅作为网络中的一台计算机设备。计算机设备1202还可以包括一个或多个网络接口1220,其用于经由一个或多个通信链路1223与其他设备交换数据。一个或多个通信总线1224将上文所描述的部件耦合在一起。
通信链路1223可以以任何方式实现,例如,通过局域网、广域网(例如,因特网)、点对点连接等、或其任何组合。通信链路1223可以包括由任何协议或协议组合支配的硬连线链路、无线链路、路由器、网关功能、名称服务器等的任何组合。
对应于图1至图7中的方法,本说明书实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。
本说明书实施例还提供一种计算机可读指令,其中当处理器执行所述指令时,其中的程序使得处理器执行如图1至图7所示的方法。
应理解,在本说明书的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本说明书实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解,在本说明书实施例中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系。例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本说明书中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本说明书中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本说明书的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本说明书所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接,也可以是电的,机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本说明书实施例方案的目的。
另外,在本说明书各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本说明书的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本说明书各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中应用了具体实施例对本说明书的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本说明书的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本说明书的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本说明书的限制。
Claims (11)
1.一种漏失压力预测模型构建方法,其特征在于,所述方法包括:
根据井下样本层段的成像解释数据,确定样本层段的裂缝物理参数;
根据样本层段的岩石强度参数、钻井工程参数及所述裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型,确定裂缝宽度,其中,所述岩石强度参数包括岩石弹性模量及岩石泊松比,所述钻井工程参数包括井眼半径;
根据样本漏失层段的钻井液漏失速度、所述裂缝宽度以及钻井工程参数,确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型,其中,漏失层段的钻井液漏失速度根据钻井录井数据确定。
2.根据权利要求1所述的漏失压力预测模型构建方法,其特征在于,所述构建裂缝开度预测模型进一步包括:
利用成像解释数据中的成像倾角数据,对井眼半径进行校正,得到校正井眼半径;
利用样本层段的岩石强度参数、所述校正井眼半径及所述裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型。
3.根据权利要求2所述的漏失压力预测模型构建方法,其特征在于,样本层段的钻井液漏失速度通过如下方式获取:
根据钻井录井数据,确定钻井漏失深度及样本漏失层段;
根据井口泥浆池的槽面变化,确定漏失层段的钻井液漏失速度。
4.根据权利要求3所述的漏失压力预测模型构建方法,其特征在于,利用样本层段的岩石强度参数、所述校正井眼半径及所述裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型包括:
根据如下公式确定校正井眼半径对应的裂缝开口位移:
,其中,x表示裂缝与井眼中心的距离,/>为修正后的井眼半径,L为裂缝长度;
根据如下公式构建裂缝开度预测模型:
,其中,x为裂缝末端与井眼中心的距离,L为裂缝长度,/>为修正后的井眼半径,/>表示井眼半径为 />时裂缝开口位移参量,无量纲;/>表示地层孔隙压力,其属于地层压力参数;/>为钻井液产生的液柱压力,其属于钻井工程参数,E为岩石弹性模量,v为岩石泊松比。
5.根据权利要求4所述的漏失压力预测模型构建方法,其特征在于,构建裂缝开度预测模型进一步包括:
将利用裂缝开度预测模型确定的裂缝宽度与所述成像解释数据中的裂缝开度匹配,得到匹配度结果;
若所述匹配度小于或等于预设匹配度阈值,调整样本层段的岩石弹性模量及岩石泊松比,更新所述裂缝开度预测模型,直到所述裂缝开度模型确定的裂缝宽度与成像解释数据中的裂缝开度的匹配度大于预设匹配度阈值。
6.根据权利要求5所述的漏失压力预测模型构建方法,其特征在于,确定漏失压力预测模型进一步包括:
利用裂缝迂曲度参数对裂缝宽度进行校正,得到不同的校正裂缝宽度;
根据样本层段的钻井液漏失速度、所述校正裂缝宽度以及钻井工程参数,确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型。
7.根据权利要求6所述的漏失压力预测模型构建方法,其特征在于,所述根据所述样本漏失层段的钻井液漏失速度、所述裂缝宽度以及钻井工程参数,确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型包括:
根据如下公式确定样本漏失层段的钻井液漏失总量;
,其中,/>为考虑粗糙度的裂缝宽度,L为裂缝长度,
为井眼半径,v表示钻井液漏失总量;
根据如下公式确定样本漏失层段的漏失速度系数:
,其中,/>为钻井液漏失速度,/>为考虑粗糙度的裂缝宽度, k表示漏失速度系数;
根据如下公式确定样本漏失层段的漏失正压差:
;
;其中,/>表示漏失正压差,K为漏失速度系数,μ 表示钻井液黏度系数,/>表示考虑粗糙度的裂缝宽度,V为钻井液漏失总量;/>为地层漏失压力,/>为地层孔隙压力。
8.一种漏失压力预测方法,其特征在于,所述方法利用权利要求1-7任一项所述漏失压力预测模型构建方法中的漏失压力预测模型,包括:
确定未知井目标层段的钻井漏失量及钻井液漏失速度;
将所述钻井漏失量及漏失速度输入至所述裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型,得到漏失压力预测结果。
9.一种漏失压力预测模型构建装置,其特征在于,所述装置包括:
裂缝参数确定单元,用于根据井下样本层段的成像解释数据,确定样本层段的裂缝物理参数;
裂缝开度预测模型构建单元,用于根据样本层段的岩石强度参数、钻井工程参数及所述裂缝物理参数,构建裂缝开度预测模型,确定裂缝宽度,其中,所述岩石强度参数包括岩石弹性模量及岩石泊松比,所述钻井工程参数包括井眼半径;
漏失压力预测模型构建单元,用于根据样本漏失层段的钻井液漏失速度、所述裂缝宽度、钻井工程参数,确定裂缝扩展一维径向漏失压力预测模型,其中,漏失层段的钻井液漏失速度根据钻井录井数据确定。
10.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8任意一项所述的方法。
11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任意一项所述的方法。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130299241A1 (en) * | 2012-05-10 | 2013-11-14 | Bp Exploration Operating Company Limited | Prediction and diagnosis of lost circulation in wells |
CN112036096A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-04 | 西南石油大学 | 裂缝性地层井壁强化效果评价的流固耦合数值模拟方法 |
CN112127882A (zh) * | 2020-11-02 | 2020-12-25 | 西南石油大学 | 一种裂缝性地层钻井液漏失动态裂缝宽度计算方法 |
CN115267905A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-01 | 中国石油大学(华东) | 一种复杂构造区钻井工程中裂缝性井漏预测方法 |
CN115628032A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-20 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种用于定向井气侵条件下裂隙性地层多层漏失模拟的实验装置及方法 |
CN115822563A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-03-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种超深层断控缝洞型油气藏高产井设计方法 |
-
2023
- 2023-10-13 CN CN202311329487.3A patent/CN117077440B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130299241A1 (en) * | 2012-05-10 | 2013-11-14 | Bp Exploration Operating Company Limited | Prediction and diagnosis of lost circulation in wells |
CN112036096A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-04 | 西南石油大学 | 裂缝性地层井壁强化效果评价的流固耦合数值模拟方法 |
CN112127882A (zh) * | 2020-11-02 | 2020-12-25 | 西南石油大学 | 一种裂缝性地层钻井液漏失动态裂缝宽度计算方法 |
CN115267905A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-01 | 中国石油大学(华东) | 一种复杂构造区钻井工程中裂缝性井漏预测方法 |
CN115628032A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-20 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种用于定向井气侵条件下裂隙性地层多层漏失模拟的实验装置及方法 |
CN115822563A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-03-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种超深层断控缝洞型油气藏高产井设计方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
赵容容 等: "基于褶积地震正演技术在碳酸盐岩储层预测中的应用", 物探化探计算技术, vol. 44, no. 4 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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