[发明专利]一种页岩气压裂井下砂堵事故实时风险评估方法及装置

说明书

本说明书实施例提供一种页岩气压裂井下砂堵事故实时风险评估方法及装置。所述方法包括：从多个井下相关事件中选取不同的井下相关事件分别作为目标节点、根节点，选取风险表征参数作为叶节点；根据所述目标节点、根节点和叶节点，构建贝叶斯网络；在所述贝叶斯网络中目标节点、根节点和叶节点分别具有多个状态；分别确定所述目标节点、根节点和叶节点在各个状态下的概率，得到风险预测模型；将实时监测的风险表征参数值输入至所述风险预测模型，计算得到砂堵事故风险概率。利用本方法，可以在考虑监测参数的情况下更加准确地实现对与砂堵事故的风险评估。

技术领域

本说明书实施例涉及风险评估技术领域，特别涉及一种页岩气压裂井下砂堵事故实时风险评估方法及装置。

背景技术

水力压裂技术是利用地面高压泵组，通过井筒向地层注入大排量、高粘液体，在井底憋气高压，当高压超过地层承受能力时，便会在井底附近的地层形成裂缝。继续泵入携带支撑剂的液体，裂缝逐渐向前延伸，支撑剂起到支撑裂缝作用，形成了具有一定尺寸的高导流能力的填砂裂缝，达到增产的效果。然而，在页岩气井的压裂过程中，由于不利的因素(比如地层水敏性强)，会使得支撑剂在井底或裂缝中造成聚集形成堵塞，使施工压力突然升高，进而导致压裂施工难以进行下去，这种现象称之为砂堵事故。发生砂堵时，若没有尽快采取有效的应对措施，容易造成压裂施工失败，浪费压裂液和支撑剂，对压裂施工井进行冲砂解堵，增加额外的施工作业成本，降低了油井生产寿命，严重的报废施工井，甚至因憋压造成重大人员伤亡。因此，为了确保压裂施工的安全平稳进行，有必要辨识出风险因素，实时评估井下砂堵事故的风险。

传统的事故风险评估方法包括危险与可操作分析，事故树分析和事件树分析；然而，上述方法在本质上是静态分析方法，在应用于井下事故风险评估时，未考虑到井下工况随时间变化的特性。为了评估动态系统的风险，马尔科夫模型和动态事故树被用于描述系统风险随时间的变化特性，然而，动态事故树的节点必须是只有成功与失败两种状态，不适用于具有多种状态的节点；虽然马尔科夫链模型能够表达节点的多种状态，但却存在状态空间爆炸的问题。除此之外，对于复杂动态系统，上述两种方法建立的模型非常庞大，不易理解。贝叶斯网络由于具有优越的不确定性推理能力和知识表达性能，已经开始应用于油气井事故风险评估领域。然而，在已有的研究应用中，仅考虑到风险因素以及风险因素随时间变化的特性，但是未考虑到风险表征参数(即能够反映出风险变化的关键监测参数，比如：井底压力。)，增加了风险评估结果的不确定性，缺乏真正意义上的实时性。因此，有必要考虑风险表征参数对风险评估结果的影响，将风险表征参数融入到模型中，建立工程意义上的风险模型，减少风险评估结果的不确定性，使得结果更符合实际。

发明内容

本说明书实施例的目的是提供一种页岩气压裂井下砂堵事故实时风险评估方法及装置，以解决现有风险评估中所存在的结果不确定性大，不具有实时性的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种页岩气压裂井下砂堵事故实时风险评估方法及装置是这样实现的：

一种页岩气压裂井下砂堵事故实时风险评估方法，包括：

从多个井下相关事件中选取不同的井下相关事件分别作为目标节点、根节点，选取风险表征参数作为叶节点；

根据所述目标节点、根节点和叶节点，构建贝叶斯网络；在所述贝叶斯网络中目标节点、根节点和叶节点分别具有多个状态；

分别确定所述目标节点、根节点和叶节点在各个状态下的概率，得到风险预测模型；

将实时监测的风险表征参数值输入至所述风险预测模型，计算得到砂堵事故风险概率。

一种页岩气压裂井下砂堵事故实时风险评估装置，包括：

节点选取模块，用于从多个井下相关事件中选取不同的井下相关事件分别作为目标节点、根节点，选取风险表征参数作为叶节点；