本發(fā)明涉及油井壓裂，尤其涉及一種頁巖儲層壓裂井下風(fēng)險預(yù)警方法、裝置、設(shè)備及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、針對非常規(guī)油井儲集層，由于其單井壓裂段數(shù)多、每段壓裂階段多、壓裂數(shù)據(jù)體量巨大等原因?qū)е聣毫堰^程涉及風(fēng)險事件類型多樣、復(fù)雜性強(qiáng)，很多信息無法充分解讀、難以有效識別。現(xiàn)有壓裂風(fēng)險識別方法主要由人工判斷，雖然簡捷，但現(xiàn)場實際壓裂多達(dá)上千段，每段壓裂多達(dá)上萬個數(shù)據(jù)點，導(dǎo)致個人經(jīng)驗難以充分發(fā)揮，識別效率低，且識別精度難以保證。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開實施例提供了一種頁巖儲層壓裂井下風(fēng)險預(yù)警方法、裝置、設(shè)備及系統(tǒng)，可以高效、準(zhǔn)確的預(yù)測異常的工況風(fēng)險類型以及風(fēng)險等級。

2、根據(jù)本公開的一方面，提供了一種頁巖儲層壓裂井下風(fēng)險預(yù)警方法，包括：

3、獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)包括壓力數(shù)據(jù)、砂比數(shù)據(jù)以及壓裂液排量數(shù)據(jù)；

4、利用預(yù)訓(xùn)練的風(fēng)險預(yù)警模型，基于所述監(jiān)測數(shù)據(jù)，提取井下工況特征，并根據(jù)所述工況特征，預(yù)測工況風(fēng)險類型以及工況風(fēng)險等級。

5、在一種實施方式中，所述獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：

6、獲取壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)；

7、獲取流量計采集的壓裂液排量數(shù)據(jù)；

8、根據(jù)加砂量獲取砂比數(shù)據(jù)。

9、在一種實施方式中，所述基于所述監(jiān)測數(shù)據(jù)，提取井下工況特征，包括：

10、基于所述監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成壓裂曲線，其中，所述壓裂曲線包括壓力曲線、砂比曲線和排量曲線；

11、基于所述壓力曲線，提取壓力曲線特征、壓力變化頻率特征、壓力變化速率特征；所述壓力曲線特征包括壓力峰谷值、對應(yīng)多個不同時間窗口下的壓力變化趨勢、壓力波動幅度、壓力曲線斜率中的至少一種，所述壓力變化頻率特征包括壓力變化主頻率、諧波分量中的至少一種，所述壓力變化速率特征包括壓力上升或下降的速率；

12、基于所述砂比曲線，提取階段加砂量特征，所述階段加砂量特征為多個不同時間窗口下的加砂量以及加砂量變化趨勢；

13、基于所述排量曲線，提取階段排量特征，所述階段排量特征包括最大排量、平均排量、多個不同時間窗口下的壓裂液排量以及排量變化趨勢中的至少一種。

14、在一種實施方式中，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)還包括壓裂井筒壓力數(shù)據(jù)、井壁變形數(shù)據(jù)、井內(nèi)溫度數(shù)據(jù)中的至少一種；其中，

15、獲取井口光電傳感器監(jiān)測的油井的壓裂井筒壓力數(shù)據(jù)；

16、獲取井下光電傳感器監(jiān)測的井壁變形數(shù)據(jù)；

17、獲取溫度傳感器監(jiān)測的井內(nèi)溫度數(shù)據(jù)；

18、所述基于所述監(jiān)測數(shù)據(jù)，提取井下工況特征，還包括：

19、基于壓裂井筒壓力數(shù)據(jù)，生成壓裂井筒壓力變化曲線；

20、基于井壁變形數(shù)據(jù)，生成井壁變形曲線；

21、基于井內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，生成井內(nèi)溫度變化曲線。

22、在一種實施方式中，所述方法還包括：

23、根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)以及所述監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值對所述監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選。

24、在一種實施方式中，所述方法還包括：

25、基于所述監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定多個不同時間窗口對應(yīng)的工作段類型，所述工作段類型包括：推橋塞階段、主壓裂加砂階段；

26、根據(jù)所述工況特征以及所述工作段類型，預(yù)測工況風(fēng)險類型以及工況風(fēng)險等級。

27、在一種實施方式中，所述根據(jù)所述工況特征以及所述工作段類型，預(yù)測工況風(fēng)險類型以及工況風(fēng)險等級，包括：

28、根據(jù)所述工作段類型，確定對應(yīng)所述工作段類型的目標(biāo)工況特征；

29、基于所述目標(biāo)工況特征，預(yù)測工況風(fēng)險類型以及工況風(fēng)險等級。

30、在一種實施方式中，所述預(yù)訓(xùn)練的風(fēng)險預(yù)警模型通過以下步驟訓(xùn)練獲得：

31、構(gòu)建初始風(fēng)險預(yù)警模型，根據(jù)物理實體井筒外形和壓裂液流體狀態(tài)，創(chuàng)建初始風(fēng)險預(yù)警模型的屬性，所述屬性包括幾何屬性、流動屬性和功能屬性；

32、利用樣本數(shù)據(jù)對所述初始風(fēng)險預(yù)警模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到所述預(yù)訓(xùn)練的風(fēng)險預(yù)警模型，所述樣本數(shù)據(jù)包括：作為所述初始風(fēng)險預(yù)警模型的輸入數(shù)據(jù)的傳感器樣本數(shù)據(jù)以及作為所述初始風(fēng)險預(yù)警模型的輸出數(shù)據(jù)的風(fēng)險類型標(biāo)簽數(shù)據(jù)和風(fēng)險等級標(biāo)簽數(shù)據(jù)，所述傳感器樣本數(shù)據(jù)包括壓力樣本數(shù)據(jù)、砂比樣本數(shù)據(jù)、壓裂液排量樣本數(shù)據(jù)。

33、在一種實施方式中，所述樣本數(shù)據(jù)還包括專家樣本數(shù)據(jù)，所述專家樣本數(shù)據(jù)包括：

34、基于所述傳感器樣本數(shù)據(jù)生成的樣本壓裂曲線以及所述樣本壓裂曲線對應(yīng)的風(fēng)險類型專家標(biāo)簽數(shù)據(jù)以及風(fēng)險等級專家標(biāo)簽數(shù)據(jù)。

35、在一種實施方式中，所述傳感器樣本數(shù)據(jù)還包括壓裂井筒壓力樣本數(shù)據(jù)、井壁變形樣本數(shù)據(jù)、井內(nèi)溫度樣本數(shù)據(jù)。

36、在一種實施方式中，所述初始風(fēng)險預(yù)警模型為壓裂風(fēng)險數(shù)字孿生體模型。

37、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種頁巖儲層壓裂井下風(fēng)險預(yù)警裝置，包括：

38、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)包括壓力數(shù)據(jù)、砂比數(shù)據(jù)以及壓裂液排量數(shù)據(jù)；

39、特征提取模塊，用于利用預(yù)訓(xùn)練的風(fēng)險預(yù)警模型，基于所述監(jiān)測數(shù)據(jù)，提取井下工況特征；

40、風(fēng)險預(yù)測模塊，用于根據(jù)所述工況特征，預(yù)測工況風(fēng)險類型以及工況風(fēng)險等級。

41、根據(jù)本公開的又一方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：

42、至少一個處理器；以及

43、至少一個存儲有計算機(jī)程序的存儲器，

44、所述處理器調(diào)用所述計算機(jī)程序使所述處理器執(zhí)行前述本公開的一方面的頁巖儲層壓裂井下風(fēng)險預(yù)警方法。

45、根據(jù)本公開的又一方面，提供了一種頁巖儲層壓裂井下風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)，包括：

46、壓裂井下一體機(jī)，所述壓裂井下一體機(jī)分布安裝有傳感器群，所述傳感器群用于采集監(jiān)測數(shù)據(jù)；

47、前述本公開的又一方面的電子設(shè)備，用于根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，預(yù)測工況風(fēng)險類型以及工況風(fēng)險等級；

48、服務(wù)器，所述服務(wù)器連接所述壓裂井下一體機(jī)以及所述電子設(shè)備，所述服務(wù)器具有用于存儲運(yùn)行工況數(shù)據(jù)以及預(yù)警數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。

49、上述技術(shù)特征可以各種適合的方式組合或由等效的技術(shù)特征來替代，只要能夠達(dá)到本發(fā)明的目的。

50、本公開實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，可以高效、準(zhǔn)確的預(yù)測異常的工況風(fēng)險類型以及風(fēng)險等級。

技術(shù)特征：

1.一種頁巖儲層壓裂井下風(fēng)險預(yù)警方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述監(jiān)測數(shù)據(jù)，提取井下工況特征，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)還包括壓裂井筒壓力數(shù)據(jù)、井壁變形數(shù)據(jù)、井內(nèi)溫度數(shù)據(jù)中的至少一種；其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述工況特征以及所述工作段類型，預(yù)測工況風(fēng)險類型以及工況風(fēng)險等級，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)訓(xùn)練的風(fēng)險預(yù)警模型通過以下步驟訓(xùn)練獲得：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述樣本數(shù)據(jù)還包括專家樣本數(shù)據(jù)，所述專家樣本數(shù)據(jù)包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述傳感器樣本數(shù)據(jù)還包括壓裂井筒壓力樣本數(shù)據(jù)、井壁變形樣本數(shù)據(jù)、井內(nèi)溫度樣本數(shù)據(jù)。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述初始風(fēng)險預(yù)警模型為壓裂風(fēng)險數(shù)字孿生體模型。

12.一種頁巖儲層壓裂井下風(fēng)險預(yù)警裝置，其特征在于，包括：

13.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

14.一種頁巖儲層壓裂井下風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開提供一種頁巖儲層壓裂井下風(fēng)險預(yù)警方法、裝置、設(shè)備及系統(tǒng)，其中，方法包括：獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)包括壓力數(shù)據(jù)、砂比數(shù)據(jù)以及壓裂液排量數(shù)據(jù)；利用預(yù)訓(xùn)練的風(fēng)險預(yù)警模型，基于所述監(jiān)測數(shù)據(jù)，提取井下工況特征，并根據(jù)所述工況特征，預(yù)測工況風(fēng)險類型以及工況風(fēng)險等級。本公開通過監(jiān)測的壓力數(shù)據(jù)、砂比數(shù)據(jù)以及壓裂液排量數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步提取工況特征，能準(zhǔn)確的預(yù)測異常的工況風(fēng)險類型以及風(fēng)險等級。

技術(shù)研發(fā)人員：姜紅梅,楊育升,張勇,朱慶利,王海波,李敬元,翟恒立
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中石化石油工程技術(shù)服務(wù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19