[发明专利]一种基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算方法及系统，该方法先加载录井数据以及用于构建随钻摩阻扭矩模型的静态数据，以地面大钩载荷和扭矩为初始条件计算全井轴向力和扭矩，并绘制沿井深的全井轴向力曲线；进而根据录井数据自动识别起下钻工况，确定工况满足条件时对不同深度的大钩载荷进行标注，以依据大钩载荷标定值与轴向力曲线的弗雷歇距离选取相似度最大的曲线，将对应的最优摩擦系数应用于随钻摩阻扭矩模型的修正；最终利用修正后的随钻摩阻扭矩模型实施计算。采用该方案在实施计算的过程中能够实时优化修正计算模型的摩阻系数，克服了现有技术精确度不足的缺陷，且提升了随钻摩扭计算的智能化和时效性。

技术领域

本发明涉及石油钻井工程优化技术领域，尤其涉及一种基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算方法及系统。

背景技术

对于井下摩阻扭矩的监测和控制是钻井成败的关键，通过对比分析实时监测大钩载荷与转盘扭矩数据和理论计算数据差距，可用于评价井眼清洁程度、识别井眼缩颈、垮塌等井下复杂状态，及时掌握钻井液性能变化、井眼轨迹光滑度、减摩降扭工具的使用情况。钻井施工过程中，当实测数据与理论计算模型相差较大时，需要利用实测数据，通常采用摩阻扭矩模型人工反算摩擦系数，费时费力，无法实现实时计算分析；另外若收集的实测参数不是精确的起下钻数据或离底旋转数据，会导致结果出现严重偏差。

部分技术人员针对了摩阻扭矩的实时监测方案开展了研究，例如，唐洪林、孙铭新等在《大位移井摩阻扭矩监测方法》一文开展了摩阻扭矩的实时监测方法研究，其通过在钻进过程中，连续记录接立柱时上提钻具、下放钻具和旋转提离井底时的大钩载荷，记录不同井深条件下复合钻进扭矩值和旋转提离井底扭矩值；将所记录的值标注于摩阻扭矩监测图版上，形成实时监测数据与理论计算数据的对比曲线，人工进行判别；陈炜卿、孙海芳等在《气体钻水平井中的摩扭系数反算与分析》中结合川东北气体钻水平段现场试验，开展了气体钻水平段摩阻扭矩预测分析研究，模拟计算分析表明，气体钻井条件下摩擦系数比常规钻井大许多，是导致气体钻水平段严重摩阻扭矩的直接原因。综上所述，现有的研究中均是直接采用既有的静态摩扭模型进行计算，静态模型的摩阻系数是固定的，无法保障该模型的计算结果相对于钻井工程中不同的工况或情况都可靠。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于智能修正策略的随钻摩扭实时计算方法，该方法通过实时识别钻井工况，结合智能数据挖掘-聚类方法，提取有价值的录井数据用于随钻摩阻扭矩模型自动智能修正，减少人为干预，提高模型计算准确性，实现全井摩阻扭矩的在线实时监测，以便随钻分析井下异常工况。在一个实施例中，所述方法包括：

数据加载步骤、收集加载待测井的实时录井数据以及用于构建随钻摩阻扭矩模型的静态数据；

全井曲线绘制步骤、以地面大钩载荷和扭矩为初始条件，分别计算全井轴向力和扭矩，并绘制计算结果沿井深的变化曲线，作为全井轴向力曲线；

载荷标注步骤、利用所述实时录井数据自动识别实时的起下钻工况，满足设定的目标工况条件时按照设定的参数对不同深度的大钩载荷进行标注；

修正系数决策步骤、计算大钩载荷标定值与所述全井轴向力曲线的弗雷歇距离，判断是否具备修正需求，若具备，选取相似度最大的曲线，将对应曲线的摩擦系数作为目标最优摩阻系数，应用于随钻摩阻扭矩模型的修正；

计算实施步骤、利用修正后的随钻摩阻扭矩模型对待测井钻进过程中的实时摩阻扭矩进行计算。

优选地，一个实施例中，在所述数据加载步骤中，设置所述实时录井数据包括：钻压、转速及扭矩数据；所述静态数据包括：井眼轨道数据、井身结构数据、钻具组合以及钻井液参数。