基于DDMP-GWO融合的气侵早期监测方法

作     者：王建龙 于志强 郭云鹏 邓兵 杨洋洋 杨建永 郑锋 WANG Jianlong;YU Zhiqiang;GUO Yunpeng;DENG Bing;YANG Yangyang;YANG Jianyong;ZHENG Feng

作者机构：中石油渤海钻探工程技术研究院天津300450 中石油渤海钻探工程有限公司天津300450 中石油渤海钻探第一钻井工程分公司天津300280 中国石油集团油田技术服务有限公司北京100007 

出 版 物：《钻井液与完井液》 (Drilling Fluid & Completion Fluid)

年 卷 期：2024年第41卷第6期

页      面：747-754页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：中国石油集团公司科技项目“钻井安全控制软件”(2024ZZ46-05) 

主　　题：气侵早期监测 井下双测点压差 灰狼优化算法 环空流体流速 气侵模拟 

摘      要：气侵早期监测对于保障钻井安全至关重要,一旦监测不及时,可能造成井喷、人员伤亡等重大钻井事故。针对目前传统泥浆池增量法预警滞后性强,井下随钻监测法时效性高,但功能单一的现状,提出了一种能够同时实现气侵早期定性识别和定量解释的新方法。分析了气侵时环空流体流速变化规律,构建了气侵风险指数(Gas kick risk index,KRI),并推导了KRI与气体体积分数间的映射关系;进一步基于井下双测点压差(Difference between downhole dual measurement points pressure,DDMP),结合灰狼优化算法(Grey wolf optimization,GWO),构建了环空流体流速实时计算方法;利用气侵模拟场景,分析了气侵早期监测方法的稳定性和有效性。研究结果表明,气侵时环空流体流速整体呈增加趋势,可作为检测气侵的关键特征参数,环空气体体积分数与KRI呈线性关系。环空流体流速计算误差随着两测点距离的逐步增加呈现先减小后增大的趋势,受压力和温度测量误差的影响较小。该方法气侵预警滞后时间为13.8 min,环空气体体积分数反演误差小于10%,不仅能够较早检测到气侵,还能够为井控工艺设计提供环空含气率关键参数,而此时泥浆池增量仅为0.017 m^(3),泥浆池液位无明显变化。