井筒風(fēng)險評估--調(diào)研報告PPT課件

2012年12月 井筒風(fēng)險評估技術(shù)研究 調(diào)研報告 目錄 一 概述二 井筒風(fēng)險分析方法三 井筒風(fēng)險評價模型四 認識及建議 什么是井筒風(fēng)險評估 井筒風(fēng)險評估是由無風(fēng)險鉆井系統(tǒng) NDS 提出的 其核心部分 主要是根據(jù)眾多鉆井參數(shù) 通過預(yù)先考慮可能出現(xiàn)的問題并制定風(fēng)險計劃從而消除問題 其特點是當(dāng)有新的信息可利用時 這種可變的井眼計劃就不斷的更新 井筒風(fēng)險評估實際包括兩個方面 井下信息識別和風(fēng)險評估 一 概述 為什么進行井筒風(fēng)險評估 隨著石油勘探開發(fā)的不斷深入 鉆井環(huán)境越來越復(fù)雜 遇到了許多新的世界級難題 需要鉆井更安全 鉆井事故時有發(fā)生 從而極大地阻礙了勘探開發(fā)的步伐處理鉆井事故極大的增加了勘探開發(fā)的直接成本較多的偶然因素和井下諸多相關(guān)參數(shù)的不確定性是造成石油鉆井井下復(fù)雜情況 一 概述 井筒風(fēng)險評估必要條件是什么 準確可靠的風(fēng)險評估體系或模型 本文研究重點具有全面可靠實時的鉆井參數(shù) 完備的專家系統(tǒng) 實時更新的數(shù)據(jù)庫 一 概述 1 國外現(xiàn)狀 鉆井井下參數(shù)實時測量 一 概述 國內(nèi)對井下參數(shù)的實測工具研制較少 并沒有得到廣泛應(yīng)用 2 國內(nèi)現(xiàn)狀 一 概述 鉆井井下參數(shù)實時測量 由于目前國外在井下參數(shù)實時測量方面快速發(fā)展 從而其無風(fēng)險鉆井技術(shù)進展順利已經(jīng)進入實際應(yīng)用 而國內(nèi)目前還無法做到井下參數(shù)實時測量傳輸 我們只能通過地表測得的參數(shù)來分析 這就需要做好三個方面的研究 一 提高風(fēng)險評估方法的準確度 二 完善鉆井信息評判方法 三 加快研究井下參數(shù)測量及傳輸技術(shù) 參數(shù)測量方式的評價 一 概述 1 國外現(xiàn)狀 鉆井專家系統(tǒng) 國外在專家系統(tǒng)的建設(shè)方面遠遠領(lǐng)先于國內(nèi) 各大石油公司 包括斯倫貝謝 哈里伯頓 AMOCO APCO 及法國石油研究院等單位均有比較完善的基于實時鉆井信息和數(shù)據(jù)的鉆井專家系統(tǒng) 2 國內(nèi)現(xiàn)狀 國內(nèi)包括中國石油大學(xué) 中國地質(zhì)大學(xué) 西南石油大學(xué) 西安石油大學(xué) 勝利鉆井院 中原鉆井院等高校和研究單位均進行過專家系統(tǒng)的研究 而目前大多只停留在理論階段 只有勝利鉆井院的卡鉆事故專家系統(tǒng)和中原鉆井院的鉆井事故專家系統(tǒng)進行過應(yīng)用 一 概述 由于目前國外鉆井專家系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展較為成熟 而且已經(jīng)開始了現(xiàn)場實際應(yīng)用 而國內(nèi)雖然進入了比較深入的研究 并且也有了現(xiàn)場實驗應(yīng)用 但是一方面我們的專家系統(tǒng)完整性還不足 另一方面我們的專家系統(tǒng)都屬于事后評價 對鉆井復(fù)雜情況的及時判斷和預(yù)測不足 需要進行以下改進 一 提高專家系統(tǒng)的及時性增加對井下情況的預(yù)測功能 同時給予工況評價及給出相關(guān)風(fēng)險因素的評價值 二 提高專家系統(tǒng)的精確性 專家系統(tǒng)的評價 一 概述 目前國外對鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫的建設(shè)非常重視 實時鉆井信息數(shù)據(jù)庫已經(jīng)普遍應(yīng)用 而國內(nèi)雖然已經(jīng)建立了鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫 一方面現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)均是通過綜合錄井儀測得的 沒有井下實時參數(shù)的信息 另一方面鉆井信息數(shù)據(jù)庫在應(yīng)用較少 對現(xiàn)場施工幫助有限 這就需要做好兩個方面的研究 一 加快研究井下參數(shù)測量及傳輸技術(shù) 二 推進鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫現(xiàn)場應(yīng)用 輔助現(xiàn)場施工 鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫的評價 一 概述 目錄 一 概述二 井筒風(fēng)險分析方法三 井筒風(fēng)險評價模型四 認識及建議 在鉆井過程中 井下發(fā)生的復(fù)雜情況及風(fēng)險包括 鉆頭事故 鉆具斷裂 鉆具刺漏 動力鉆具故障 卡鉆 地層漏失 地層坍塌 井眼縮徑 溢流 井涌 井噴等 根據(jù)風(fēng)險產(chǎn)生的原理將風(fēng)險分為 鉆具風(fēng)險 井壁穩(wěn)定風(fēng)險 井眼穩(wěn)定風(fēng)險 泥漿性能風(fēng)險等 井筒風(fēng)險有哪些 二 井筒風(fēng)險分析方法 在風(fēng)險評估過程中 可以采用多種操作方法 包括基于知識 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 無論何種方法 共同的目標都是找出面臨的風(fēng)險及其影響 以及目前安全水平與全需求之間的差距 從而更進一步提出解決措施 風(fēng)險評估有哪些方法 二 井筒風(fēng)險分析方法 二 井筒風(fēng)險分析方法 風(fēng)險評估有哪些方法 二 井筒風(fēng)險分析方法 風(fēng)險評估有哪些方法 二 井筒風(fēng)險分析方法 風(fēng)險評估有哪些方法 在所有的安全風(fēng)險評價方法中除去純定性分析 在所有的定量 半定量方法中 大多是就事論事 不是針對某一系統(tǒng)進行評價 而系統(tǒng)化的評價方法個例性較強 不能用作統(tǒng)一的標準 需要引入數(shù)學(xué)建模的方法 形成一套數(shù)學(xué)模型這樣才具有通用性 風(fēng)險評估方法的評價 二 井筒風(fēng)險分析方法 類比法量綱分析法差分法變分法圖論法層次分析法數(shù)據(jù)擬合法回歸分析法數(shù)學(xué)規(guī)劃法 有哪些數(shù)學(xué)建模方法 機理分析法排隊方法對策方法決策方法模糊評判方法時間序列方法灰色理論方法 二 井筒風(fēng)險分析方法 鉆井特別是井筒內(nèi)鉆進是一個系統(tǒng)工程 而且層次性很強 鉆進 起下鉆等均包含多個工序 同時不確定性又較多 包括地層壓力異常 地層溫度異常 而大多數(shù)數(shù)模方法并不適合一個不確定性較強的系統(tǒng)因此適合井筒分析評估的建模方法就只剩下層次分析法 模糊分析法 灰色系統(tǒng)分析法 哪些方法適用于井筒風(fēng)險評估 二 井筒風(fēng)險分析方法 層次分析法 1 建立層次結(jié)構(gòu)模型 分為目標層 準則層和方案層 2 構(gòu)造成對比矩陣3 計算權(quán)向量并做一致性檢驗4 計算組合權(quán)向量并做組合一致性檢驗 層次分析法是一種定性和定量相結(jié)合的 系統(tǒng)化的 層次化的分析方法 基本步驟分為 二 井筒風(fēng)險分析方法 模糊綜合評價法 其基本思想是 在確定評價因素 因子的評價等級和權(quán)值的基礎(chǔ)上 運用模糊集合變換原理 以隸屬度描述個因素 因子的模糊界線 構(gòu)造模糊矩陣 通過多層的復(fù)合運算 最終確定評價對象所屬等級 灰色系統(tǒng)方法 灰色系統(tǒng)理論主要研究的就是 外延明確 內(nèi)涵不明確 的 小樣本 貧信息 問題 具體計算步驟如下 1 確定反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列和影響系統(tǒng)行為的比較數(shù)列 2 對參考數(shù)列和比較數(shù)列進行無量綱化處理 3 求參考數(shù)列與比較數(shù)列的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù) 4 求關(guān)聯(lián)度 5 排關(guān)聯(lián)序 二 井筒風(fēng)險分析方法 層次分析法優(yōu)點1 系統(tǒng)性的分析方法 2 簡潔實用 3 所需定量數(shù)據(jù)信息較少 4 可靠度較高 誤差小缺點 1 不能為決策提供新方案 2 定量數(shù)據(jù)較少定性成分多不易令人信服 3 指標過多時數(shù)據(jù)統(tǒng)計量大且權(quán)重難以確定 4 特征值和特征向量的精確求法比較復(fù)雜 模糊綜合評價方法優(yōu)點 1 能對蘊藏信息呈現(xiàn)模糊性的資料作出比較科學(xué) 合理 貼近實際的量化評價 2 評價結(jié)果是一個向量 缺點 1 計算復(fù)雜 對指標權(quán)重向量的確定主觀性較強 2 不能解決評價指標間相關(guān)造成的信息重復(fù)問題 灰色系統(tǒng)理論方法優(yōu)點 對數(shù)據(jù)要求較低且計算量小 缺點 計算時對各樣本采用平權(quán)處理客觀性較差 通過三個方法的對比 考慮快速和井筒鉆進特點 建議綜合上述考慮 優(yōu)化后決定采用模糊層次綜合分析法 二 井筒風(fēng)險分析方法 數(shù)學(xué)建模方法的評價 目錄 一 概述二 井筒風(fēng)險分析方法三 井筒風(fēng)險評價模型四 認識及建議 三 井筒風(fēng)險評價模型 1 建立風(fēng)險因素指標體系將目標層井筒鉆進風(fēng)險A的相關(guān)風(fēng)險因素分為 鉆具風(fēng)險B1 井壁穩(wěn)定風(fēng)險B2 井眼穩(wěn)定風(fēng)險B3 三大類 組成準則層B 同時選取了11個風(fēng)險因素組成方案層C的層次關(guān)系 共同構(gòu)成風(fēng)險因素分析體系 2 確定評價因素的權(quán)重基于層次分析法 根據(jù)1 9數(shù)量標度建立各層次上的判斷矩陣 在滿足一致性檢驗的條件下 其最大特征值所對應(yīng)的特征向量就是該層元素相對于上一層元素的權(quán)重向量 權(quán)重集表示為A a1 a2 am 3 確定評價集和評價矩陣根據(jù)通常情況 將風(fēng)險分為4級 評價集定義為V 很高 較高 一般 不高 1 2 3 4 專家評價是每個專家對各個風(fēng)險因素的按照安全等級給予的評價值 評價矩陣定義為P P1 P2 Pn 其中Pn代表第n個專家對每個因素的評價集合 4 構(gòu)造模糊綜合評判模型對各個風(fēng)險因素作出評價后 按層次和隸屬度關(guān)系由下往上逐級進行綜合評判 低層次的多因素評價的綜合形成了上一級對應(yīng)的單因素評價 這樣便構(gòu)成了二級綜合評判體系 把模糊評判矩陣與因素的權(quán)重集進行模糊運算并進行歸一化 得到鉆井作業(yè)風(fēng)險分析的模糊綜合評價結(jié)果 三 井筒風(fēng)險評價模型 5 評判標準設(shè)定安全風(fēng)險處于 一般 以下的臨界值 如果低于則說明風(fēng)險可接受 若高于說明鉆井作業(yè)風(fēng)險不可接受 在這種情況下 若要繼續(xù)實施鉆井作業(yè)項目 解決的辦法是降低臨界值 或繼續(xù)加強風(fēng)險預(yù)防措施 降低風(fēng)險發(fā)生的概率 假定此項目可以接受的損失臨界值及發(fā)生 很高 較高 一般 不高 風(fēng)險的損失值 計算預(yù)計損失值 若低于臨界值 說明鉆井作業(yè)風(fēng)險可接受 若高于臨界值 說明鉆井作業(yè)風(fēng)險不可接受 解決的辦法是增大項目可以接受的損失值臨界值 或繼續(xù)加強風(fēng)險預(yù)防措施 降低風(fēng)險發(fā)生的概率 三 井筒風(fēng)險評價模型 目錄 一 概述二 井筒風(fēng)險分析方法三 井筒風(fēng)險評價模型四 認識及建議 四 結(jié)論與認識 鉆井環(huán)境越來越復(fù)雜 鉆井風(fēng)險成本迅速提升 需要進一步提高