井筒风险评估--调研报告ppt课件.ppt

2012年12月 井筒风险评估技术研究 调研报告 目录 一 概述二 井筒风险分析方法三 井筒风险评价模型四 认识及建议 什么是井筒风险评估 井筒风险评估是由无风险钻井系统 NDS 提出的 其核心部分 主要是根据众多钻井参数 通过预先考虑可能出现的问题并制定风险计划从而消除问题 其特点是当有新的信息可利用时 这种可变的井眼计划就不断的更新 井筒风险评估实际包括两个方面 井下信息识别和风险评估 一 概述 为什么进行井筒风险评估 随着石油勘探开发的不断深入 钻井环境越来越复杂 遇到了许多新的世界级难题 需要钻井更安全 钻井事故时有发生 从而极大地阻碍了勘探开发的步伐处理钻井事故极大的增加了勘探开发的直接成本较多的偶然因素和井下诸多相关参数的不确定性是造成石油钻井井下复杂情况 一 概述 井筒风险评估必要条件是什么 准确可靠的风险评估体系或模型 本文研究重点具有全面可靠实时的钻井参数 完备的专家系统 实时更新的数据库 一 概述 1 国外现状 钻井井下参数实时测量 一 概述 国内对井下参数的实测工具研制较少 并没有得到广泛应用 2 国内现状 一 概述 钻井井下参数实时测量 由于目前国外在井下参数实时测量方面快速发展 从而其无风险钻井技术进展顺利已经进入实际应用 而国内目前还无法做到井下参数实时测量传输 我们只能通过地表测得的参数来分析 这就需要做好三个方面的研究 一 提高风险评估方法的准确度 二 完善钻井信息评判方法 三 加快研究井下参数测量及传输技术 参数测量方式的评价 一 概述 1 国外现状 钻井专家系统 国外在专家系统的建设方面远远领先于国内 各大石油公司 包括斯伦贝谢 哈里伯顿 AMOCO APCO 及法国石油研究院等单位均有比较完善的基于实时钻井信息和数据的钻井专家系统 2 国内现状 国内包括中国石油大学 中国地质大学 西南石油大学 西安石油大学 胜利钻井院 中原钻井院等高校和研究单位均进行过专家系统的研究 而目前大多只停留在理论阶段 只有胜利钻井院的卡钻事故专家系统和中原钻井院的钻井事故专家系统进行过应用 一 概述 由于目前国外钻井专家系统已经发展较为成熟 而且已经开始了现场实际应用 而国内虽然进入了比较深入的研究 并且也有了现场实验应用 但是一方面我们的专家系统完整性还不足 另一方面我们的专家系统都属于事后评价 对钻井复杂情况的及时判断和预测不足 需要进行以下改进 一 提高专家系统的及时性增加对井下情况的预测功能 同时给予工况评价及给出相关风险因素的评价值 二 提高专家系统的精确性 专家系统的评价 一 概述 目前国外对钻井数据库的建设非常重视 实时钻井信息数据库已经普遍应用 而国内虽然已经建立了钻井数据库 一方面现场实时数据均是通过综合录井仪测得的 没有井下实时参数的信息 另一方面钻井信息数据库在应用较少 对现场施工帮助有限 这就需要做好两个方面的研究 一 加快研究井下参数测量及传输技术 二 推进钻井数据库现场应用 辅助现场施工 钻井数据库的评价 一 概述 目录 一 概述二 井筒风险分析方法三 井筒风险评价模型四 认识及建议 在钻井过程中 井下发生的复杂情况及风险包括 钻头事故 钻具断裂 钻具刺漏 动力钻具故障 卡钻 地层漏失 地层坍塌 井眼缩径 溢流 井涌 井喷等 根据风险产生的原理将风险分为 钻具风险 井壁稳定风险 井眼稳定风险 泥浆性能风险等 井筒风险有哪些 二 井筒风险分析方法 在风险评估过程中 可以采用多种操作方法 包括基于知识 Knowledge based 的分析方法 基于模型 Model based 的分析方法 定性 Qualitative 分析和定量 Quantitative 分析 无论何种方法 共同的目标都是找出面临的风险及其影响 以及目前安全水平与全需求之间的差距 从而更进一步提出解决措施 风险评估有哪些方法 二 井筒风险分析方法 二 井筒风险分析方法 风险评估有哪些方法 二 井筒风险分析方法 风险评估有哪些方法 二 井筒风险分析方法 风险评估有哪些方法 在所有的安全风险评价方法中除去纯定性分析 在所有的定量 半定量方法中 大多是就事论事 不是针对某一系统进行评价 而系统化的评价方法个例性较强 不能用作统一的标准 需要引入数学建模的方法 形成一套数学模型这样才具有通用性 风险评估方法的评价 二 井筒风险分析方法 类比法量纲分析法差分法变分法图论法层次分析法数据拟合法回归分析法数学规划法 有哪些数学建模方法 机理分析法排队方法对策方法决策方法模糊评判方法时间序列方法灰色理论方法 二 井筒风险分析方法 钻井特别是井筒内钻进是一个系统工程 而且层次性很强 钻进 起下钻等均包含多个工序 同时不确定性又较多 包括地层压力异常 地层温度异常 而大多数数模方法并不适合一个不确定性较强的系统因此适合井筒分析评估的建模方法就只剩下层次分析法 模糊分析法 灰色系统分析法 哪些方法适用于井筒风险评估 二 井筒风险分析方法 层次分析法 1 建立层次结构模型 分为目标层 准则层和方案层 2 构造成对比矩阵3 计算权向量并做一致性检验4 计算组合权向量并做组合一致性检验 层次分析法是一种定性和定量相结合的 系统化的 层次化的分析方法 基本步骤分为 二 井筒风险分析方法 模糊综合评价法 其基本思想是 在确定评价因素 因子的评价等级和权值的基础上 运用模糊集合变换原理 以隶属度描述个因素 因子的模糊界线 构造模糊矩阵 通过多层的复合运算 最终确定评价对象所属等级 灰色系统方法 灰色系统理论主要研究的就是 外延明确 内涵不明确 的 小样本 贫信息 问题 具体计算步骤如下 1 确定反映系统行为特征的参考数列和影响系统行为的比较数列 2 对参考数列和比较数列进行无量纲化处理 3 求参考数列与比较数列的灰色关联系数 4 求关联度 5 排关联序 二 井筒风险分析方法 层次分析法优点1 系统性的分析方法 2 简洁实用 3 所需定量数据信息较少 4 可靠度较高 误差小缺点 1 不能为决策提供新方案 2 定量数据较少定性成分多不易令人信服 3 指标过多时数据统计量大且权重难以确定 4 特征值和特征向量的精确求法比较复杂 模糊综合评价方法优点 1 能对蕴藏信息呈现模糊性的资料作出比较科学 合理 贴近实际的量化评价 2 评价结果是一个向量 缺点 1 计算复杂 对指标权重向量的确定主观性较强 2 不能解决评价指标间相关造成的信息重复问题 灰色系统理论方法优点 对数据要求较低且计算量小 缺点 计算时对各样本采用平权处理客观性较差 通过三个方法的对比 考虑快速和井筒钻进特点 建议综合上述考虑 优化后决定采用模糊层次综合分析法 二 井筒风险分析方法 数学建模方法的评价 目录 一 概述二 井筒风险分析方法三 井筒风险评价模型四 认识及建议 三 井筒风险评价模型 1 建立风险因素指标体系将目标层井筒钻进风险A的相关风险因素分为 钻具风险B1 井壁稳定风险B2 井眼稳定风险B3 三大类 组成准则层B 同时选取了11个风险因素组成方案层C的层次关系 共同构成风险因素分析体系 2 确定评价因素的权重基于层次分析法 根据1 9数量标度建立各层次上的判断矩阵 在满足一致性检验的条件下 其最大特征值所对应的特征向量就是该层元素相对于上一层元素的权重向量 权重集表示为A a1 a2 am 3 确定评价集和评价矩阵根据通常情况 将风险分为4级 评价集定义为V 很高 较高 一般 不高 1 2 3 4 专家评价是每个专家对各个风险因素的按照安全等级给予的评价值 评价矩阵定义为P P1 P2 Pn 其中Pn代表第n个专家对每个因素的评价集合 4 构造模糊综合评判模型对各个风险因素作出评价后 按层次和隶属度关系由下往上逐级进行综合评判 低层次的多因素评价的综合形成了上一级对应的单因素评价 这样便构成了二级综合评判体系 把模糊评判矩阵与因素的权重集进行模糊运算并进行归一化 得到钻井作业风险分析的模糊综合评价结果 三 井筒风险评价模型 5 评判标准设定安全风险处于 一般 以下的临界值 如果低于则说明风险可接受 若高于说明钻井作业风险不可接受 在这种情况下 若要继续实施钻井作业项目 解决的办法是降低临界值 或继续加强风险预防措施 降低风险发生的概率 假定此项目可以接受的损失临界值及发生 很高 较高 一般 不高 风险的损失值 计算预计损失值 若低于临界值 说明钻井作业风险可接受 若高于临界值 说明钻井作业风险不可接受 解决的办法是增大项目可以接受的损失值临界值 或继续加强风险预防措施 降低风险发生的概率 三 井筒风险评价模型 目录 一 概述二 井筒风险分析方法三 井筒风险评价模型四 认识及建议 四 结论与认识 钻井环境越来越复杂 钻井风险成本迅速提升 需要进一步提高钻井安全 由于我们在井下参数实时测量与国外存在差距及对钻进时井筒