井壁稳定随钻预测方法研究

• 作 者: 吴超
• 机 构: 中国石油大学(北京)
• 出 处: 中国石油大学(北京)
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 井壁稳定 随钻预测 风险评估

钻井过程中由于井壁失稳而引起的井下复杂情况具有普遍性，造成了严重的钻井质量和安全问题。传统的井壁稳定研究通常在钻后进行，通过测井和钻探资料的综合分析，确定井壁失稳的主导机理，指导后续钻井。从工程实际的角度看，井壁稳定随钻预测的研究具有更大意义，可以及时预报并化解钻井风险，给钻井施工提供全方位的技术指导，极大地提高钻井效率。本文提出了几种综合利用地震和测井资料并结合实钻录井信息随钻预测井壁稳定性的方法，在此基础上开发了井壁稳定预测软件，并进行了井壁失稳风险定量评估方法的研究。完成的主要工作如下：
1.基于地震反演方法进行井壁稳定随钻预测将岩石力学分析方法和地震反演原理结合起来，分别通过约束稀疏脉冲反演、宽带约束反演和多参数反演方法定量反演地应力等岩石力学参数，在此基础上结合岩屑录井信息，分别直接利用岩石力学模型和通过径向基函数神经网络建模进行井壁稳定随钻预测。
2.通过地质统计分析进行井壁稳定随钻预测根据测井数据和地震资料之间的空间相关性，分别运用同位协同克里金方法和随机地震反演方法将井点信息和地震信息有机结合起来，综合利用地质统计规律、岩石力学原理以及实钻资料，建立待钻地层地应力、孔隙压力和岩石强度参数模型并进一步随钻预测井壁稳定性。
3.利用地震属性技术进行井壁稳定随钻预测基于地震属性和测井数据之间存在密切的非线性关系，在对地震属性进行有效优化的基础上，利用小波神经网络建立工区内地震属性与测井数据之间的分层映射关系模型，实钻时利用岩屑录井信息选择合适的映射模型随钻预测钻头下方地层的声波和密度测井数据，从而及时有效地预测安全钻井液密度范围。
4.井壁稳定预测软件开发基于上述方法开发了井壁稳定预测软件，该软件综合石油工程岩石力学理论和地球物理资料分析处理方法，包括地震和测井资料分析、岩石力学参数计算、区域地应力反演、井壁稳定钻前预测、井壁稳定随钻预测以及计算结果可视化等应用模块。
5.井壁失稳风险评估方法研究通过综合分析井壁失稳的各类影响因素，使用层次分析法建立起井壁失稳风险的综合评价指标体系，在此基础上分别运用模糊综合评估法和灰色综合评估法对井塌和井漏复杂进行全面评估，为井壁失稳风险的综合评价提供了符合客观实际的量化模型。