本發(fā)明涉及油氣勘探開發(fā)，尤其涉及一種鉆井溢流預(yù)警方法及裝置。
背景技術(shù)：
1、伴隨著我國(guó)原油的不斷開采，油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域正在由常規(guī)油氣資源向深層超深層方向轉(zhuǎn)變，面臨著資源劣質(zhì)化、勘探多元化等挑戰(zhàn)。有些油氣資源區(qū)域地質(zhì)情況復(fù)雜，容易引發(fā)氣侵溢流風(fēng)險(xiǎn)事件。溢流發(fā)生時(shí)，倘若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)或處理過晚，很可能導(dǎo)致井噴事故。溢流氣侵風(fēng)險(xiǎn)都會(huì)導(dǎo)致井場(chǎng)威脅人員鉆井安全和經(jīng)濟(jì)損失的問題。因此，早識(shí)別井底壓力失衡、發(fā)現(xiàn)溢流并妥善處理，是井控技術(shù)攻關(guān)的難點(diǎn)。
2、通常，業(yè)界大多利用池體積和相對(duì)流量傳感器對(duì)溢流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并采用簡(jiǎn)單的差值預(yù)警方法。然而，池體積和相對(duì)流量傳感器本身的測(cè)量精度有限，因此很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)微量溢流，同時(shí)還存在漏報(bào)、遲報(bào)和錯(cuò)報(bào)等問題。近年來，業(yè)界也開始研究早期溢漏監(jiān)測(cè)技術(shù)，并面世了一些監(jiān)測(cè)設(shè)備，比如，bh-ekld早期溢漏監(jiān)測(cè)儀、sk-ekd早期井涌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。盡管這些技術(shù)已經(jīng)開始在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行初步試用，但仍處于探索階段，還沒有形成完整的生產(chǎn)力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種鉆井溢流預(yù)警方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)鉆井溢流的智能化監(jiān)測(cè)及預(yù)警。
2、為此，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種鉆井溢流預(yù)警方法，所述方法包括：
4、預(yù)先利用多口井的歷史錄井?dāng)?shù)據(jù)分別建立對(duì)應(yīng)不同鉆井工況的小波分析診斷模型和溢流診斷模型；
5、實(shí)時(shí)采集鉆井?dāng)?shù)據(jù)；
6、根據(jù)所述鉆井?dāng)?shù)據(jù)確定當(dāng)前鉆井工況；
7、根據(jù)所述鉆井?dāng)?shù)據(jù)及所述小波分析診斷模型確定第一溢流概率；
8、從所述鉆井?dāng)?shù)據(jù)中提取溢流特征參數(shù)，并將所述溢流特征參數(shù)輸入與所述當(dāng)前鉆井工況對(duì)應(yīng)的溢流診斷模型，根據(jù)所述溢流診斷模型的輸出得到第二溢流概率；
9、根據(jù)所述第一溢流概率和所述第二溢流概率計(jì)算警報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)。
10、可選地，所述歷史錄井?dāng)?shù)據(jù)包括：轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、套管壓力、立管壓力、鉆頭位置、鉆頭轉(zhuǎn)速、鉆頭扭距、井深。
11、可選地，所述預(yù)先利用多口井的歷史錄井?dāng)?shù)據(jù)訓(xùn)練對(duì)應(yīng)不同鉆井工況的溢流診斷模型包括：
12、采集多口井的歷史錄井?dāng)?shù)據(jù)；
13、對(duì)所述歷史錄井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
14、利用鉆井工況識(shí)別模型確定各歷史錄井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的鉆井工況，生成對(duì)應(yīng)各鉆井工況的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；
15、建立基于鉆井壓力的小波分析診斷模型；
16、利用所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集訓(xùn)練得到對(duì)應(yīng)各鉆井工況的溢流診斷模型。
17、可選地，所述對(duì)所述歷史錄井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括以下任意一種或多種：去除異常值、光滑濾波、定量相關(guān)性分析、非參數(shù)相關(guān)性檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)降維處理、無量綱化處理。
18、可選地，所述建立基于鉆井壓力的小波分析診斷模型包括：
19、獲取井筒壓力波響應(yīng)信號(hào)；
20、采用小波包分解所述壓力波響應(yīng)信號(hào)，得到各分解曲線；
21、統(tǒng)計(jì)溢流與非溢流狀態(tài)下所述分解曲線的均值與方差的范圍；
22、計(jì)算不同范圍下溢流數(shù)據(jù)占比；
23、根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定基于鉆井壓力的小波分析診斷模型。
24、可選地，所述根據(jù)所述第一溢流概率和所述第二溢流概率計(jì)算警報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：
25、對(duì)所述第一溢流概率和所述第二溢流概率進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到警報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)。
26、可選地，所述方法還包括：在所述警報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)超過設(shè)定閾值時(shí)，進(jìn)行溢流報(bào)警。
27、可選地，所述方法還包括：
28、預(yù)先設(shè)定多個(gè)警報(bào)級(jí)別，不同警報(bào)級(jí)別對(duì)應(yīng)的警報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)范圍不同；
29、根據(jù)所述警報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)確定當(dāng)前警報(bào)級(jí)別；
30、根據(jù)當(dāng)前警報(bào)級(jí)別進(jìn)行溢流報(bào)警。
31、一種鉆井溢流預(yù)警裝置，所述裝置包括：
32、數(shù)據(jù)采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集鉆井?dāng)?shù)據(jù)；
33、工況確定模塊，用于根據(jù)所述鉆井?dāng)?shù)據(jù)確定當(dāng)前工況；
34、第一分析模塊，用于根據(jù)所述鉆井?dāng)?shù)據(jù)及預(yù)先建立的小波分析診斷模型確定第一溢流概率；
35、第二分析模塊，用于從所述鉆井?dāng)?shù)據(jù)中提取溢流特征參數(shù)，并將所述溢流特征參數(shù)輸入與所述當(dāng)前工況對(duì)應(yīng)的溢流診斷模型，根據(jù)所述溢流診斷模型的輸出得到第二溢流概率；
36、計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述第一溢流概率和所述第二溢流概率計(jì)算警報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)。
37、可選地，所述裝置還包括：
38、報(bào)警模塊，用于根據(jù)所述警報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行報(bào)警。
39、本發(fā)明提供的鉆井溢流預(yù)警方法及裝置，一方面，利用基于鉆井壓力的小波分析診斷模型，利用小波分析壓力信號(hào)對(duì)結(jié)果約束，實(shí)現(xiàn)是否出現(xiàn)溢流的判定；另一方面，利用基于歷史錄井?dāng)?shù)據(jù)建立的溢流預(yù)警模型，基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)地行實(shí)時(shí)診斷。綜合兩種方式得到的溢流概率計(jì)算警報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井早期溢流的準(zhǔn)確判斷。
40、進(jìn)一步地，根據(jù)警報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行報(bào)警，及時(shí)為后續(xù)溢流壓井井控提供溢流信號(hào)，使問題得到盡快處理，避免井噴事故，保障井場(chǎng)人員安全。
1.一種鉆井溢流預(yù)警方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井溢流預(yù)警方法，其特征在于，所述歷史錄井?dāng)?shù)據(jù)包括：轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、套管壓力、立管壓力、鉆頭位置、鉆頭轉(zhuǎn)速、鉆頭扭距、井深。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井溢流預(yù)警方法，其特征在于，所述預(yù)先利用多口井的歷史錄井?dāng)?shù)據(jù)訓(xùn)練對(duì)應(yīng)不同鉆井工況的溢流診斷模型包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井溢流預(yù)警方法，其特征在于，所述對(duì)所述歷史錄井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括以下任意一種或多種：去除異常值、光滑濾波、定量相關(guān)性分析、非參數(shù)相關(guān)性檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)降維處理、無量綱化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井溢流預(yù)警方法，其特征在于，所述建立基于鉆井壓力的小波分析診斷模型包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井溢流預(yù)警方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一溢流概率和所述第二溢流概率計(jì)算警報(bào)評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的鉆井溢流預(yù)警方法，其特征在于，所述方法還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的鉆井溢流預(yù)警方法，其特征在于，所述方法還包括：
9.一種鉆井溢流預(yù)警裝置，其特征在于，所述裝置包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鉆井溢流預(yù)警裝置，其特征在于，所述裝置還包括：