關(guān)于完井鉆關(guān)方案輔助設(shè)計方法的研究

田苗

[摘 要]完井鉆關(guān)是油田完井過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由此，完井鉆關(guān)方案的合理化設(shè)計是提高固井質(zhì)量及油田產(chǎn)量的基礎(chǔ)及保障。本文從油田方案輔助設(shè)計研究現(xiàn)狀出發(fā)，分析了完井鉆關(guān)輔助設(shè)計總體設(shè)計，并探討了鉆關(guān)方案輔助設(shè)計方法的實現(xiàn)。

[關(guān)鍵詞]完井；鉆關(guān)；輔助設(shè)計；實現(xiàn)

中圖分類號：TE867 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）34-0327-01

引言

完井鉆關(guān)是鉆前準(zhǔn)備的核心，鉆關(guān)是在鉆井之前，根據(jù)地層、井網(wǎng)密度及注水強度等相關(guān)因素，制定一系列鉆關(guān)方案，通過關(guān)井、停放溢流等方式有效的降低地層壓力到安全數(shù)值，確保油田鉆井過程的安全生產(chǎn)，避免由于地層壓力過大，在鉆井過程中發(fā)生井噴的危險。因此，合理地設(shè)計完井鉆關(guān)方案是十分重要的，它對提高固井質(zhì)量和油田產(chǎn)量意義重大。但是，目前完井鉆關(guān)設(shè)計中面臨著諸多的問題，因此我們需要結(jié)合油田實際情況及專家知識，對方案輔助設(shè)計方法進行深入研究。

1 油田方案輔助設(shè)計研究現(xiàn)狀

近年來，國內(nèi)應(yīng)用方案輔助設(shè)計在油田開發(fā)領(lǐng)域的研究已經(jīng)有了一定的發(fā)展，從理論和實踐上均取得了一定的成果。方案輔助設(shè)計通過綜合運用計算機圖形學(xué)、人機交互技術(shù)、工程數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能、設(shè)計方法學(xué)等多領(lǐng)域的理論、技術(shù)和方法，建立具有輔助設(shè)計功能的軟件系統(tǒng)，從而幫助設(shè)計人員在計算機上更便捷、更準(zhǔn)確、更優(yōu)化地完成設(shè)計工作。此研究成果的應(yīng)用對于提高油田產(chǎn)量、減輕工作負(fù)擔(dān)以及科學(xué)、合理地開發(fā)油田具有十分重要的意義。目前，較為成熟的軟件系統(tǒng)也并不少，例如，東北石油大學(xué)負(fù)責(zé)開發(fā)的油井措施調(diào)整方案設(shè)計平臺軟件、新疆石油勘探開發(fā)研究院負(fù)責(zé)研究和開發(fā)的動態(tài)分析系列軟件以及油田開發(fā)領(lǐng)域的多準(zhǔn)則智能決策支持模型等。在國內(nèi)的許多大大專院校、各大采油廠以及科研機構(gòu)都在對方案輔助設(shè)計技術(shù)進行研究，力爭利用方案輔助設(shè)計技術(shù)可以對油田開采過程中的工作起到一定的輔助作用。一般來說，他們都是對采油井開鉆后相關(guān)動態(tài)參數(shù)進行了相關(guān)的分析與研究，但是對于完井鉆前工作中的鉆關(guān)領(lǐng)域的方案輔助設(shè)計的研究還處在探索階段。

2 完井鉆關(guān)輔助設(shè)計總體設(shè)計

根據(jù)完井鉆關(guān)的實際情況，應(yīng)用數(shù)據(jù)持久層—業(yè)務(wù)邏輯層—表現(xiàn)層的三層框架模型進行模型設(shè)計與開發(fā)。在數(shù)據(jù)持久層中，建立完井鉆關(guān)綜合資源管理體系，應(yīng)用多數(shù)據(jù)源間映射關(guān)系，獲取鉆關(guān)涉及各數(shù)據(jù)表的基礎(chǔ)信息，同時結(jié)合查詢分解及優(yōu)化策略，提高系統(tǒng)可行性；在業(yè)務(wù)邏輯層中，結(jié)合專家系統(tǒng)模糊性，應(yīng)用模糊理論，建立基于模糊邏輯的知識體系及推理機制。利用分層次模糊鉆關(guān)知識表示信息，結(jié)合改進的海明算子模糊匹配函數(shù)，對其進行模糊推理設(shè)計，并將推理的結(jié)果與專家閾值進行比較，從而選出推理結(jié)果，并通過退機結(jié)論的反模糊性及解釋，對結(jié)論進行綜合性評估；完井鉆關(guān)表現(xiàn)層是用戶交換模塊，它主要是針對其功能和影響因素，對鉆關(guān)各階段的方案進行設(shè)計于開發(fā)，并對用戶交互進行選擇，最終為操作用戶提供合理的完井鉆關(guān)輔助決策方案設(shè)計。利用輔助方法對完井鉆關(guān)進行方案設(shè)計包括鉆關(guān)知識表示、數(shù)據(jù)資源管理、推理機制和結(jié)論解釋四個部分，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 鉆關(guān)方案輔助設(shè)計方法的實現(xiàn)

3.1 完井鉆關(guān)知識庫管理

對于完井鉆關(guān)知識庫而言，其建立應(yīng)用分層知識表示與模糊框架-產(chǎn)生式知識體系結(jié)構(gòu)相結(jié)合。在元概念信息維護表中，其主要是管理與維護相關(guān)領(lǐng)域概念的實體，是知識表示的最小單元，它會封裝處理完井鉆關(guān)中的常用概念，并對平臺中的各項數(shù)據(jù)實體進行綜合管理，從而為關(guān)聯(lián)自然語言和數(shù)據(jù)實體提供重要的保證。事實分析維護表主要用于管理維護實際生產(chǎn)中數(shù)據(jù)對象實體中可用于方案決策設(shè)計的狀態(tài)信息。提取出對決策設(shè)計起輔助作用的生產(chǎn)信息，同時結(jié)合元概念定量描述知識事實。這種分層設(shè)計可以有效利用元概念層知識，當(dāng)元概念數(shù)據(jù)存在多種狀態(tài)時，需要添加多條事實指定同一元概念。

3.2 完井鉆關(guān)可視化分析

在鉆關(guān)設(shè)計中，完井鉆關(guān)可視化分析是其功能中常用的輔助分析功能之一，主要包括完井現(xiàn)狀圖和圖形數(shù)據(jù)交互輔助分析兩部分。其中，完井現(xiàn)狀圖主要包括鉆關(guān)井狀態(tài)、油田井位信息、鉆井信息以及區(qū)塊信息等；而圖形數(shù)據(jù)交互功能主要體現(xiàn)在：用戶可以根據(jù)實際需求，對鉆關(guān)井信息進行獲取，并展示圖形化。原有的完井現(xiàn)狀圖及數(shù)據(jù)展示是獨立存在的。在模型的設(shè)計中將圖形化展示及數(shù)據(jù)分析相結(jié)合，使得圖形分析更加直觀具體，操作便捷。

3.3 完井鉆關(guān)方案優(yōu)選與設(shè)計

在對完井鉆關(guān)方案進行設(shè)計的過程中，可以根據(jù)鉆關(guān)各個階段提供優(yōu)選判定，從而構(gòu)建知識體系和模糊知識推理機制，最終制定鉆關(guān)設(shè)計可行性方案報告。用戶可以通過井位進行圈選，或者直接選擇待鉆關(guān)井井號，通過對數(shù)據(jù)進行分析，從而判斷單井井別，并從綜合管理體系中提取有效的信息，例如目標(biāo)井口產(chǎn)液量、口產(chǎn)油量、含水量、泵效、動液面深度、壓力、開關(guān)井時間等。業(yè)務(wù)邏輯層分析各影響因素及指標(biāo)，提取關(guān)鍵參數(shù)，同時結(jié)合用戶選擇；根據(jù)專家預(yù)先設(shè)定事實權(quán)重、規(guī)則可信度及閩值，進行模糊推理。最終生成對應(yīng)方案，并提供可信度星級評價，用戶可根據(jù)實際需求，完成方案設(shè)計。

3.4 方案設(shè)計綜合分析

在應(yīng)用完井鉆關(guān)輔助設(shè)計模型對方案進行設(shè)計后，還需要對方案設(shè)計的效果進行評價與分析，以便對專家知識庫及推理機制的準(zhǔn)確性進行判斷與辨別，同時還可以存儲優(yōu)秀案例，不斷對知識庫進行擴充與完善。例如，通過對鉆關(guān)前進行調(diào)整，鉆關(guān)運行及鉆關(guān)后采取的各項方案設(shè)計措施，可以有效降低鉆關(guān)對油田產(chǎn)量的影響。與同一區(qū)塊進行對比與分析，應(yīng)用模型輔助完成鉆關(guān)方案設(shè)計，可以在鉆關(guān)后有效恢復(fù)產(chǎn)液量及產(chǎn)油量，同時將平均鉆關(guān)天數(shù)由原來的8.5天降低至6.5天，且平均影響效益205.03t，比同期區(qū)塊少影響117t，有效提升新鉆關(guān)固井質(zhì)量。

結(jié)束語

總的來說，鉆關(guān)工程作為完井鉆前的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)、合理的鉆關(guān)方案不僅可以有效保證鉆關(guān)完成的時效性，還為鉆關(guān)區(qū)的產(chǎn)量、安全性以及油氣井的生產(chǎn)成本提供了可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

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