钻井工程设计风险评价研究

作     者：柳新风 

作者单位：西南石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李黔

授予年度：2014年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

主      题：风险 钻井工程设计 数据误差 隶属函数 风险评价 

摘      要：不合理的钻井工程设计经常会有钻井风险事故的发生,不仅会影响钻井作业的顺利进行,延长钻井周期,还会增加钻井成本,严重者会造成井眼的报废。为此国内外的机构和学者一直致力于在钻井作业前对钻井工程设计进行风险评价的研究。其中,国外斯伦贝谢公司开发的Osprey Risk钻井设计及风险评价系统能够进行快速钻井工程设计及风险评价,在钻前进行钻井工程设计风险评价是该系统的重要功能之一。国内在这个方面的技术还不够成熟。为此在国家油气重大科技攻关项目(合同号：2011ZX05021-006)设置了“钻井工程设计风险评价专题研究内容,对如何根据钻井设计数据对钻井工程设计可能存在风险事故进行风险评价问题进行研究。而本文作为该专题研究内容的一部分,提出了一种充分运用钻井工程设计数据进行钻前风险评价的方法,为钻井工程设计方案优化提供技术支撑,也为钻井工程技术人员及时采取措施提供技术辅助,保证安全高效钻井。 通过对钻井工程设计中井漏风险、溢流风险、井壁坍塌风险和压差卡钻风险的发生机理的研究,确定了钻井工程设计中风险发生的主要影响因素。针对钻井工程设计依据数据地层压力因素所存在的不确定性,引入数据误差分析方法,能较好的考虑地层压力不确定带来的影响。 针对国内该领域主流方法受主观因素影响较大,如专家打分法,本文采用广义概率论和模糊隶属度函数评价方法,建立了井漏风险、溢流风险、井壁坍塌风险和卡钻风险的隶属函数,将风险因素数据代入隶属函数进行风险评价。误差理论和模糊隶属函数两种方法能分别较好地考虑钻井工程设计风险中的不确定性和模糊性,根据所建立的模型进行评价计算,对钻井工程设计风险实现定量评价。 在以上主要内容研究的基础上,使用Visual Studio2010编程工具开发了钻井工程设计风险评价软件。通过在四川A4井和新疆油田A1井两口井的应用测试效果表明：基于数据误差建立的隶属度函数评价模型可靠,软件运行稳定,风险评价结果与实际情况相较符合,具有一定的应用价值,评价结果可以为钻井工程设计优化提供参考和依据。