勝亞楠 管志川

中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院

隨著油氣勘探開發(fā)逐步向深井復(fù)雜地層以及海洋深水邁進(jìn)，鉆井工程設(shè)計(jì)及施工風(fēng)險(xiǎn)越來越突出［1-2］。為了保障鉆井安全，國內(nèi)外鉆井服務(wù)公司開發(fā)了一系列鉆井風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件。國外知名的石油工程服務(wù)公司在這一領(lǐng)域長期處于領(lǐng)先地位，如Schlumberger公司的NDS系統(tǒng)、挪威Statoil ASA公司的 eDrilling 系統(tǒng)、Baker Hughes公司的 RNS系統(tǒng)等［3-5］。國內(nèi)的石油高校和軟件公司也開發(fā)了一系列鉆井工程軟件，但是總的來看國內(nèi)有關(guān)鉆井風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)的研究尚處于起步階段，配套的理論技術(shù)、設(shè)備及軟件等與國外還存在著較大差距［6-10］。為提高國內(nèi)鉆井風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)水平、縮小與國外的差距，經(jīng)過長期的研究，開發(fā)了一套集“鉆前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、鉆進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控和鉆后風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)”于一體的鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下復(fù)雜與事故的鉆前工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和鉆進(jìn)過程中的工程風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)以及鉆后的風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)，為鉆前優(yōu)化鉆井工程設(shè)計(jì)方案、鉆中規(guī)避鉆進(jìn)過程中的工程風(fēng)險(xiǎn)和鉆后風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)分析提供技術(shù)指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)［11-13］。

1 系統(tǒng)總體功能

鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制系統(tǒng)Fig.1 Drilling engineering risk evaluation and control system

2 系統(tǒng)主要組成

鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制系統(tǒng)的組成包括5個(gè)子系統(tǒng)。

2.1 含不確定度鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)鉆前描述及隨鉆更新子系統(tǒng)

該模塊主要功能是構(gòu)建區(qū)域含不確定度鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)三維模型，可以使鉆井工程技術(shù)人員更加清晰地了解區(qū)塊內(nèi)鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)的空間分布及變化規(guī)律，為鉆前工程設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的分析與評(píng)估提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2 鉆前工程設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制子系統(tǒng)

鉆前工程設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊可以對(duì)待鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，定量評(píng)估因套管層次及下深設(shè)計(jì)不足而導(dǎo)致涌、漏、塌、卡等風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率及烈度，得到沿井深分布的風(fēng)險(xiǎn)概率剖面，直觀顯示風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的層位及嚴(yán)重程度。同時(shí)，也可以針對(duì)待鉆井的地質(zhì)力學(xué)參數(shù)特征，設(shè)計(jì)出滿足無風(fēng)險(xiǎn)的井身結(jié)構(gòu)。該模塊的功能就是在鉆前設(shè)計(jì)階段最大限度地規(guī)避由于井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足導(dǎo)致可能發(fā)生的相關(guān)鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 鉆井作業(yè)過程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制子系統(tǒng)

按照進(jìn)行動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的數(shù)據(jù)來源，可以將該模塊分為2大模塊：基于錄井資料的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊和基于隨鉆測(cè)井資料的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊。基于錄井資料的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)平估模塊包含3個(gè)子模塊：錄井資料實(shí)時(shí)接收模塊、動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊以及風(fēng)險(xiǎn)處理措施知識(shí)庫模塊?？梢詫?shí)現(xiàn)錄井資料的實(shí)時(shí)接收、動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生類型及烈度的判斷以及風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控措施的及時(shí)制定。基于隨鉆測(cè)井資料的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊包含3個(gè)子模塊：鉆前模型修正與更新子模塊、井底循環(huán)當(dāng)量鉆井液密度不確定性分析子模塊以及鉆井作業(yè)動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)概率計(jì)算子模塊。該子模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆前模型的修正及動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生類型和烈度的判斷。

2.4 鉆后工程風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)與分析子系統(tǒng)

鉆后風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)模塊又分為2大模塊：鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)區(qū)域模型更新模塊和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型更新模塊。該模塊與含不確定度鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)模型構(gòu)建模塊以及鉆井作業(yè)過程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊相連接，將修正結(jié)果直接導(dǎo)入含不確定度鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)模型構(gòu)建模塊以及鉆井作業(yè)過程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊。

2.5 鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)

選用 Microsoft SQL Server 2008 構(gòu)建鉆井風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫，鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要有4大功能模塊：系統(tǒng)安全模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊。數(shù)據(jù)庫主要功能包括更新數(shù)據(jù)、添加、存儲(chǔ)和刪除等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)化、數(shù)字化管理；同時(shí)，也可以指導(dǎo)鉆井工程設(shè)計(jì)，如選擇合理的套管與鉆頭系列、確定套管層次和下深范圍、基于鄰井地層壓力和風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果精細(xì)化設(shè)計(jì)鉆井液密度以及其他相關(guān)配套技術(shù)的優(yōu)選；可以指定風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避和處理方案，如基于鄰井相似井的鉆井實(shí)踐，優(yōu)化鉆井參數(shù)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)；以及基于數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的風(fēng)險(xiǎn)處理措施制定風(fēng)險(xiǎn)處理預(yù)案，及時(shí)控制風(fēng)險(xiǎn)程度的惡化，降低事故帶來的危害。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 含不確定度鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)鉆前描述及隨鉆更新技術(shù)

綜合考慮超深層油氣地質(zhì)的復(fù)雜性、解釋資料的不完備性以及數(shù)學(xué)模型的精度對(duì)地質(zhì)特征參數(shù)的影響，通過收集地震資料、測(cè)井資料，基于不確定度等理論，筆者研究建立了鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)不確定性量化表征方法。在此基礎(chǔ)上，利用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論建立區(qū)域含不確定度鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)三維模型，并結(jié)合可視化算法實(shí)現(xiàn)模型的三維可視化。通過對(duì)鉆井過程中的隨鉆測(cè)井、隨鉆測(cè)量和實(shí)鉆測(cè)試等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、處理，通過理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及統(tǒng)計(jì)分析，基于貝葉斯理論建立鉆前模型的實(shí)時(shí)更新機(jī)制，從而對(duì)鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)模型實(shí)時(shí)更新，為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供更為準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 鉆前工程設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制技術(shù)

對(duì)于一口待鉆井，在鉆前評(píng)估其鉆井設(shè)計(jì)方案是否足夠安全是十分必要的，一旦發(fā)現(xiàn)可能引發(fā)的工程風(fēng)險(xiǎn)，可在鉆前對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理調(diào)整，從而降低風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率甚至規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。在構(gòu)建的區(qū)域含不確定鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)鉆前模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)待鉆井井眼軌跡設(shè)計(jì)結(jié)果，從模型中獲取沿井眼軌跡的鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)結(jié)果，即含不確定度的地層孔隙壓力、地層坍塌壓力和地層破裂壓力區(qū)間剖面。然后基于井筒壓力平衡原理，在地層壓力剖面的基礎(chǔ)上，構(gòu)建含不確定度安全鉆井液密度窗口。依據(jù)裸眼井段壓力平衡原理，建立用于定量評(píng)估因套管層次及下深設(shè)計(jì)不足而導(dǎo)致涌、漏、塌、卡等風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率及烈度的模型，形成套管層次及下深設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估方法。根據(jù)建立的鉆前工程設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)概率計(jì)算模型，可以對(duì)待鉆井的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；如果無風(fēng)險(xiǎn)，則可以按照原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行鉆井施工；如果風(fēng)險(xiǎn)高，則必須調(diào)整井身結(jié)構(gòu)方案，再對(duì)新方案重新進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，直到滿足要求。同時(shí)，建立了基于風(fēng)險(xiǎn)管控的套管層次及下入深度確定方法，可以在鉆前設(shè)計(jì)階段最大限度規(guī)避井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足導(dǎo)致的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 鉆井作業(yè)過程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制技術(shù)

針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下鉆井作業(yè)過程中井下工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)誤差大且缺乏有效調(diào)控方法的問題，通過建立鉆井作業(yè)動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法、以及動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理與控制方法，最大限度提高鉆井過程中對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估精度，并通過井下工程風(fēng)險(xiǎn)及其調(diào)控方案數(shù)據(jù)庫的形式為現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和規(guī)避方案的制定進(jìn)行有效指導(dǎo)。通過開展鉆井過程中信息數(shù)據(jù)源分析，在鉆前模型基礎(chǔ)上，結(jié)合測(cè)井、錄井、隨鉆測(cè)量和鉆井等相關(guān)信息，基于貝葉斯理論修正與更新鉆前模型，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待鉆井井眼軌跡上的鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的更為精確的預(yù)測(cè)；或者，基于灰色預(yù)測(cè)理論預(yù)測(cè)得到鉆頭前方待鉆地層的地層壓力。同時(shí)，通過建立井筒壓力及ECD定量計(jì)算模型和不確定性分析方法，得到鉆頭位置上含不確定度的鉆井液循環(huán)當(dāng)量密度；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)筆者構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)概率定量模型，得到鉆進(jìn)到鉆頭位置處時(shí)涌、漏、塌、卡風(fēng)險(xiǎn)的概率；無風(fēng)險(xiǎn)的話繼續(xù)鉆進(jìn)；如果有風(fēng)險(xiǎn)，通過調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)改變井底鉆井液循環(huán)當(dāng)量密度來規(guī)避和控制風(fēng)險(xiǎn)，直到滿足安全需求后繼續(xù)鉆進(jìn)。

如果缺少隨鉆測(cè)井資料，也可以根據(jù)綜合錄井資料進(jìn)行動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。確定工程風(fēng)險(xiǎn)對(duì)應(yīng)的綜合錄井特征參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于PSO優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鉆井動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。然后，通過收集區(qū)域已鉆井錄井資料以及事故分析統(tǒng)計(jì)報(bào)告等，分析不同井下工況及異常情況下綜合錄井特征參數(shù)的變化規(guī)律，采用歸一化處理構(gòu)建模型訓(xùn)練樣本；利用訓(xùn)練樣本訓(xùn)練建立的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，使其風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)精度不斷提高。最后，基于建立的鉆井動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，在對(duì)錄井資料的監(jiān)測(cè)分析的基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)判斷井下風(fēng)險(xiǎn)類型及概率，在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的早期給出預(yù)警信息，及時(shí)指導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控措施的開展。

3.4 鉆后工程風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)與分析技術(shù)

一口井施工結(jié)束后，通過對(duì)整個(gè)周期內(nèi)獲取的所有數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行總結(jié)分析，建立鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫，為后續(xù)鉆井方案的制定提供技術(shù)支持。鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)的主要工作是對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)工程風(fēng)險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，分析風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的適應(yīng)性，修正并改進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。利用鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)實(shí)測(cè)值或者測(cè)井解釋結(jié)果，修正鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)計(jì)算公式中的模型系數(shù)，并結(jié)合已鉆井資料或區(qū)域地震資料，不斷修正并完善區(qū)域鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)模型，不斷降低模型的不確定度，為后續(xù)待鉆井工程設(shè)計(jì)方案的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供更為準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)，收集并整理在整個(gè)鉆井周期內(nèi)與工程風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)與資料，隨著風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型中訓(xùn)練樣本的增加，不斷提高工程風(fēng)險(xiǎn)及其烈度的評(píng)估精度，并通過井下工程風(fēng)險(xiǎn)及其調(diào)控方案數(shù)據(jù)庫的形式為后續(xù)鉆井工程設(shè)計(jì)方案的制定以及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和規(guī)避進(jìn)行有效指導(dǎo)。

3.5 鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)技術(shù)

整個(gè)鉆井工程周期內(nèi)的多源信息數(shù)據(jù)流依次為，鉆前-鉆中-鉆后。鉆前信息主要包括：區(qū)域地震資料、鄰井測(cè)井、巖心試驗(yàn)、壓力測(cè)試、井史報(bào)告和事故統(tǒng)計(jì)資料等。依據(jù)鉆前信息，完成待鉆井工程設(shè)計(jì)方案的制定，在設(shè)計(jì)階段最大限度地保證鉆井安全。鉆進(jìn)過程中能夠獲取的資料主要包括：隨鉆資料、上部已鉆井段的測(cè)井資料以及綜合錄井資料等?；阢@中信息，可以修正并完善鉆前設(shè)計(jì)方案，規(guī)避和調(diào)控鉆進(jìn)過程中發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。一口井施工結(jié)束后，通過對(duì)整個(gè)周期內(nèi)獲取的所有數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行總結(jié)分析，建立鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)庫，為后續(xù)鉆井方案的制定提供技術(shù)支持。鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4 軟件編制與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

采用編程語言VB.net、MATLAB以及SQL Server 2008完成了鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制軟件編制。以中海油海外某氣田X井為例進(jìn)行實(shí)例分析，1 800 m 以及 2 150 m 處預(yù)先識(shí)別出可能發(fā)生井涌風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際鉆井過程中，在鉆至相應(yīng)井深位置時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)小涌，及時(shí)采取了相應(yīng)措施，避免了風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步惡化。軟件預(yù)測(cè)結(jié)果與鉆井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相吻合。

(1)含不確定度鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)模型構(gòu)建模塊。該模塊主要功能是構(gòu)建區(qū)域含不確定度鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)三維模型，有利于工程技術(shù)人員更加清晰地了解區(qū)塊內(nèi)地層壓力的空間分布及變化規(guī)律；同時(shí)，可以從模型中提取出待鉆目標(biāo)井的含不確定度的鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)剖面，為鉆前工程設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供必要的地層壓力信息數(shù)據(jù)。

(2)鉆前工程設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊。鉆前工程設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊可以對(duì)待鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，定量計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率及烈度，得到沿井深分布的風(fēng)險(xiǎn)概率剖面，直觀顯示風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的層位及嚴(yán)重程度，如果無風(fēng)險(xiǎn)，則可以按照原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行鉆井施工；如果風(fēng)險(xiǎn)高，則必須調(diào)整井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，再對(duì)新方案重新進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，直到滿足要求。同時(shí)，也可以針對(duì)待鉆井的鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)特征，設(shè)計(jì)出滿足無風(fēng)險(xiǎn)鉆井要求的待鉆井套管層次及下入深度范圍。

(3)鉆井作業(yè)過程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊。按照進(jìn)行動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的數(shù)據(jù)來源，可以將該模塊分為2大模塊：基于錄井資料的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制模塊和基于隨鉆測(cè)井資料的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制模塊?；阡浘Y料的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制模塊包含3個(gè)子模塊：錄井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)接收模塊、動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊以及風(fēng)險(xiǎn)控制知識(shí)庫模塊。可以實(shí)現(xiàn)錄井資料的實(shí)時(shí)接收、動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生類型及烈度的判斷以及風(fēng)險(xiǎn)控制措施的及時(shí)制定?；陔S鉆測(cè)井資料的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制模塊包含3個(gè)子模塊：鉆前模型修正與更新子模塊、井底循環(huán)當(dāng)量鉆井液密度計(jì)算與不確定性分析子模塊以及鉆井作業(yè)動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制子模塊?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)鉆前模型的修正與更新、實(shí)時(shí)判斷井下風(fēng)險(xiǎn)類型并預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的早期給出預(yù)警信息，并通過井下工程風(fēng)險(xiǎn)及其控制方案數(shù)據(jù)庫的形式為規(guī)避方案的制定進(jìn)行有效指導(dǎo)。

(4)鉆后工程風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)與分析模塊。鉆后風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)模塊又分為2大模塊：鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)區(qū)域模型更新模塊和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型更新模塊。該模塊與含不確定度鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)模型構(gòu)建模塊以及鉆井作業(yè)過程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊相連接，將修正結(jié)果直接導(dǎo)入含不確定度鉆井地質(zhì)力學(xué)參數(shù)模型構(gòu)建模塊以及鉆井作業(yè)過程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊。

(5)鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫。選用Microsoft SQL Server 2008構(gòu)建鉆井風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫，鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要有4大功能模塊：系統(tǒng)安全模塊、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)模塊、查詢與分析模塊。數(shù)據(jù)庫主要功能包括更新數(shù)據(jù)、添加、存儲(chǔ)和刪除等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)化、數(shù)字化管理；同時(shí)，也可以指導(dǎo)后續(xù)鉆井工程設(shè)計(jì)，如套管與鉆頭系列方案的優(yōu)選、套管層次和下深范圍大致確定、基于鄰井地層壓力和風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果精細(xì)化設(shè)計(jì)鉆井液密度以及其他相關(guān)配套技術(shù)的優(yōu)選；可以制定風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避和處理方案，如基于鄰井的鉆井實(shí)踐優(yōu)化鉆井參數(shù)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)；以及基于數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的風(fēng)險(xiǎn)處理措施制定風(fēng)險(xiǎn)處理預(yù)案，及時(shí)控制風(fēng)險(xiǎn)程度的惡化，降低事故帶來的危害。

圖2 鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of drilling engineering risk database

5 結(jié)論與建議

(1)開發(fā)研究的鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制系統(tǒng)軟件，集“鉆前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、鉆進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控和鉆后風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)”于一體，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下復(fù)雜與事故的鉆前工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、鉆進(jìn)過程中的工程風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、鉆后的風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，為鉆前優(yōu)化鉆井工程設(shè)計(jì)方案、鉆中規(guī)避鉆進(jìn)過程中的工程風(fēng)險(xiǎn)和鉆后風(fēng)險(xiǎn)分析提供技術(shù)指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。

(2)系統(tǒng)涉及大量地質(zhì)數(shù)據(jù)及工程數(shù)據(jù)，為確保風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要與地質(zhì)人員進(jìn)行充分的合作與溝通；同時(shí)隨著一個(gè)區(qū)塊不斷開發(fā)，要及時(shí)完善和更新地質(zhì)模型及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。