一种井漏风险识别方法及装置与流程

本申请涉及油气勘探开发，尤其涉及一种井漏风险识别方法及装置。

背景技术：

1、随着油气勘探开发向陆相页岩等非常规且复杂的储层延伸，钻井和压裂作业已成为提高储层产能的关键技术，但是井漏事故始终是制约钻井与压裂作业安全高效开展的核心问题。陆相页岩储层的天然裂缝发育及孔缝体系较为复杂，井漏事故以裂缝性漏失为主，不仅会造成钻井液损失，影响作业时效，还可能引发卡钻、井喷等严重事故，甚至导致井眼报废，造成重大经济损失。尤其在陆相页岩水平井的压裂作业过程中，井筒与天然裂缝及层理缝相交的概率较高，压裂液在高排量、高压条件下易沿失稳裂缝发生漏失，因此，井漏风险明显高于常规直井或裂缝不发育层段。

2、目前的井漏事故预测技术主要依赖钻前预测，通过地震资料、地质建模等手段评估漏失风险，但是，在实际作业中经常出现钻前预测有风险而实际操作无漏失，或钻前预测低风险但是实际操作发生漏失的情况。现有技术或仅针对天然裂缝静态特征进行漏失预测，或单独基于力学理论计算临界压力，导致预测结果不准确且时效性滞后的问题，无法满足复杂陆相页岩储层压裂作业的防控需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于至少提供一种井漏风险识别方法及装置，解决了现有技术中对于井漏风险识别不准确的技术问题，达到提供井漏风险识别准确性的技术效果。

2、本申请主要包括以下几个方面：

3、第一方面，本申请实施例提供一种井漏风险识别方法，方法包括：实时获取预设钻井的每个裂缝发育段内至少一个裂缝的裂缝面法向量，并确定出各个裂缝在其深度点位所对应的三向主应力和孔隙压力；针对每个裂缝，按照该裂缝对应的所述裂缝面法向量以及所述三向主应力之间的空间位置，计算出该裂缝所在的裂缝面的正应力及剪切应力；基于莫尔库仑理论，根据所述孔隙压力、所述正应力及所述剪切应力计算出每个裂缝所在的裂缝面的库伦破坏应力；通过每个裂缝发育段内的每个裂缝所对应的所述库伦破坏应力，确定出每个裂缝的当前风险状态，所述当前风险状态用于描述每个裂缝的稳定程度。

4、可选地，通过以下方式来确定每个裂缝对应的所述裂缝面法向量以及所述三向主应力之间的空间位置：通过该裂缝对应的所述三向主应力来构建主应力坐标系；将该裂缝放置在其对应的所述主应力坐标系中，并确定出该裂缝对应的所述裂缝面法向量分别在所述三向主应力的各个主应力方向上的方向余弦。

5、可选地，所述三向主应力包括最大水平主应力、垂向主应力和最小水平主应力，其中，通过以下方式来计算每个裂缝所在的裂缝面的正应力：

6、

7、上述公式中，为裂缝面的正应力，为最大水平主应力，为垂向主应力，为最小水平主应力，为裂缝面法向量在最大水平主应力方向上的方向余弦，为裂缝面法向量在垂向主应力方向上的方向余弦，为裂缝面法向量在最小水平主应力方向上的方向余弦。

8、可选地，所述三向主应力包括最大水平主应力、垂向主应力和最小水平主应力，其中，通过以下方式来计算每个裂缝所在的裂缝面的剪切应力：

9、

10、上述公式中，为裂缝面的剪切应力，为裂缝面的正应力，为最大水平主应力，为垂向主应力，为最小水平主应力，为裂缝面法向量在最大水平主应力方向上的方向余弦，为裂缝面法向量在垂向主应力方向上的方向余弦，为裂缝面法向量在最小水平主应力方向上的方向余弦。

11、可选地，通过以下方式来计算出每个裂缝所在的裂缝面的库伦破坏应力：

12、

13、上述公式中，为裂缝所在的裂缝面的库伦破坏应力，为裂缝面的剪切应力，为摩擦系数，为裂缝面的正应力，为裂缝所在深度点位在压裂过程中的孔隙压力。

14、可选地，通过以下方式来确定出每个裂缝的当前风险状态：在该裂缝的所述库伦破坏应力不小于零时，则该裂缝的所述当前风险状态为不稳定状态；在该裂缝的所述库伦破坏应力小于零时，则该裂缝的所述当前风险状态为稳定状态。

15、可选地，所述方法包括：通过比较各个裂缝发育段内的所述当前风险状态处于所述稳定状态的裂缝比例，在各个裂缝发育段中确定出目标裂缝发育段，以使所述预设钻井在所述目标裂缝发育段执行压裂作业。

16、第二方面，本申请实施例还提供一种井漏风险识别装置，装置包括：数据确定模块，用于实时获取预设钻井的每个裂缝发育段内至少一个裂缝的裂缝面法向量，并确定出各个裂缝在其深度点位所对应的三向主应力和孔隙压力；第一计算模块，用于针对每个裂缝，按照该裂缝对应的所述裂缝走向、所述裂缝面法向量以及所述三向主应力之间的空间位置，计算出该裂缝所在的裂缝面的正应力及剪切应力；第二计算模块，用于基于莫尔库仑理论，根据所述孔隙压力、所述正应力及所述剪切应力计算出每个裂缝所在的裂缝面的库伦破坏应力；风险识别模块，用于通过每个裂缝发育段内的每个裂缝所对应的所述库伦破坏应力，确定出每个裂缝的当前风险状态，所述当前风险状态用于描述每个裂缝的稳定程度。

17、第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信，所述机器可读指令被所述处理器运行时执行上述第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式中所述的井漏风险识别方法的步骤。

18、第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式中所述的井漏风险识别方法的步骤。

19、本申请实施例提供的一种井漏风险识别方法及装置，方法包括：实时获取预设钻井的每个裂缝发育段内至少一个裂缝的裂缝面法向量，并确定出各个裂缝在其深度点位所对应的三向主应力和孔隙压力；针对每个裂缝，按照该裂缝对应的所述裂缝面法向量以及所述三向主应力之间的空间位置，计算出该裂缝所在的裂缝面的正应力及剪切应力；基于莫尔库仑理论，根据所述孔隙压力、所述正应力及所述剪切应力计算出每个裂缝所在的裂缝面的库伦破坏应力；通过每个裂缝发育段内的每个裂缝所对应的所述库伦破坏应力，确定出每个裂缝的当前风险状态，所述当前风险状态用于描述每个裂缝的稳定程度。本申请通过获取每个裂缝发育段内至少一个裂缝的裂缝面法向量以及确定出各个裂缝在其深度点位所对应的三向主应力和孔隙压力，根据每个裂缝对应的裂缝面法向量和三向主应力之间的空间位置来计算出每个裂缝所在的裂缝面的正应力及剪切应力，根据莫尔库仑理论来通过孔隙压力、正应力及剪切应力计算出每个裂缝所在的裂缝面的库伦破坏应力，最终通过每个裂缝发育段内的每个裂缝所对应的库伦破坏应力确定出每个裂缝的当前风险状态，以此衡量每个裂缝的稳定程度，解决了现有技术中对于井漏风险识别不准确的技术问题，达到提供井漏风险识别准确性的技术效果。

20、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

1.一种井漏风险识别方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式来确定每个裂缝对应的所述裂缝面法向量以及所述三向主应力之间的空间位置：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述三向主应力包括最大水平主应力、垂向主应力和最小水平主应力，

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三向主应力包括最大水平主应力、垂向主应力和最小水平主应力，

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式来计算出每个裂缝所在的裂缝面的库伦破坏应力：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式来确定出每个裂缝的当前风险状态：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

8.一种井漏风险识别装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信，所述机器可读指令被所述处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述的井漏风险识别方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述的井漏风险识别方法的步骤。