【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鉆進參數優化領域，涉及數據分析技術，具體是基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法。
技術介紹
1、?鉆井穩定性?是指鉆井過程中井壁巖石保持完整、不坍塌的能力，它受到多種因素的影響，包括地質條件、鉆井液性能和鉆進參數等，對油氣勘探開發的安全至關重要；鉆井穩定性是指鉆井過程中井壁巖石能夠抵抗外力作用，保持其完整性和穩定性的能力。
2、公告號為cn103177185b的專利技術專利公開了一種pdc鉆頭鉆進參數多目標優化方法及裝置，該多目標優化方法所建立的pdc鉆頭鉆進參數多目標優化模型和遺傳優化算法能夠根據決策者意愿，根據各種具體的約束條件進行鉆進參數優化，具有很大的靈活性和廣泛的實用性；但是，該多目標優化方法無法結合動力學穩定性分析結果對鉆進參數進行優化分析，也無法結合安全事件對應的設置參數對參數優化范圍進行縮進處理，導致鉆井穩定性無法得到有效控制。
3、針對上述技術問題，本申請提出一種解決方案。?
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，用于解決現有技術無法結合動力學穩定性分析結果對鉆進參數進行優化分析的問題；
2、本專利技術需要解決的技術問題為：如何提供一種可以結合動力學穩定性分析結果對鉆進參數進行優化分析的基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法。
3、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
4、基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化包括以下步
5、步驟一：在鉆井施工之前對鉆進參數csi進行設置：調取鉆進參數csi對應的設置范圍szi，從設置范圍szi中隨機選取數值進行鉆進參數csi的設置；
6、步驟二：在鉆井施工過程中進行穩定性分析：將鉆井施工過程分割為若干個分析時段，獲取分析時段的鉆密數據zm、地壓數據dy以及泊松數據bs并進行數值計算得到分析時段的穩定系數wd；
7、步驟三：對鉆井施工過程的整體穩定性進行評估分析：通過穩定系數wd將分析時段標記為穩定時段或波動時段，將鉆井施工過程中的波動時段的數量與分析數量之比標記為鉆井施工過程的波動系數，由波動系數與設置的鉆進參數csi構成鉆井施工過程的評估數據；
8、步驟四：在已完成的鉆井施工過程數量達到l1時，對鉆井施工過程的鉆進參數進行多目標優化分析并得到鉆進參數csi的優化范圍yhi；
9、步驟五：根據優化范圍yhi對鉆井施工過程進行參數優化設置；
10、步驟六：對優化數據集進行安全事件優化分析。
11、進一步地，在步驟二中，鉆密數據zm的獲取過程包括：在分析時段內實時獲取鉆井液密度，調取鉆井液密度范圍，將鉆井液密度范圍的最大值與最小值的平均值標記為密度標準值，將鉆井液密度與密度標準值差值的絕對值標記為密度偏差值，將密度偏差值在分析時段內的最大值標記為鉆密數據zm；地壓數據dy的獲取過程包括：在分析時段內實時獲取地層壓力，調取地層壓力范圍，將地層壓力范圍的最大值與最小值的平均值標記為地壓標準值，將地層壓力與地壓標準值差值的絕對值標記為地壓偏差值，將地壓偏差值在分析時段內的最大值標記為地壓數據dy；泊松數據bs為泊松比在分析時段內的最大值。
12、進一步地，在步驟三中，將分析時段標記為穩定時段或波動時段的具體過程包括：將分析時段的穩定系數wd與預設的穩定閾值wdmax進行比較：若穩定系數wd小于穩定閾值wdmax，則將對應分析時段標記為穩定時段；若穩定系數wd大于等于穩定閾值wdmax，則將對應分析時段標記為波動時段。
13、進一步地，在步驟四中，鉆進參數csi的優化范圍yhi的獲取過程包括：調取所有鉆井施工過程的評估數據，將鉆井施工過程按照波動系數由小到大的順序進行排列得到穩定序列，截取穩定序列中靠前的l2個鉆井施工過程并標記為優化目標過程，調取優化目標過程的鉆進參數sci設置數值，由優化目標過程對應設置的鉆進參數sci設置數值最小值與最大值構成鉆進參數sci的優化范圍yhi；由所有的鉆進參數sci的優化范圍yhi構成優化數據集。
14、進一步地，在步驟五中，對鉆井施工過程進行參數優化設置的具體過程包括：在鉆井施工之前對鉆進參數csi進行設置，設置方法為：調取鉆進參數csi對應的優化范圍yhi，從優化范圍yhi中隨機選取數值進行鉆進參數csi的設置。
15、進一步地，在步驟六中，對優化數據集進行安全事件優化分析的具體過程包括：在出現安全事件時，調取當次鉆井施工過程設置的鉆進參數csi的數值并標記為事件設定值sdi，判定事件設定值sdi是否位于對應鉆進參數csi的優化范圍yhi之內：若否，則不做處理；若是，則為鉆進參數csi生成事件影響范圍yxi；在后續進行鉆進參數csi的數值設定時，若從優化范圍yhi中隨機選取的數值位于事件影響范圍yxi之內，則重新進行鉆進參數csi的數值選取。
16、進一步地，鉆進參數csi的事件影響范圍yxi的生成過程包括：則通過公式sdid=t1×sdi與sdix=t2×sdi得到事件設定高值sdid與事件設定低值sdix，其中t1與t2均為比例系數，且0.95≤t1≤0.98，1.02≤t2≤1.05；由事件設定高值sdid與事件設定低值sdix構成鉆進參數csi的事件影響范圍yxi。
17、本專利技術具備下述有益效果：
18、通過穩定性分析可以對鉆井施工過程的施工穩定性進行分析，分時段采集多個穩定性參數進行綜合分析與計算得到穩定系數，根據穩定系數對分析時段的鉆井施工穩定狀態進行評估，對分析時段進行差異化標記之后得到波動系數，結合鉆井施工過程的鉆進參數構成評估數據，為優化分析提供數據支撐；
19、通過優化分析模塊可以對鉆井施工過程的鉆進參數進行多目標優化分析，對穩定序列進行截取之后，根據優化目標過程的鉆進參數形成優化范圍，然后通過優化設置過程將后續鉆井施工過程的鉆進參數設置在優化范圍之內，提高鉆井施工穩定性；
20、通過事件優化模塊可以對優化數據集進行安全事件優化分析，對發生安全事件的鉆井施工過程對應的鉆進參數進行數值處理得到事件影響范圍，然后結合優化范圍與事件影響范圍對鉆進參數進行設置，對優化范圍進行進一步縮進處理，降低安全事故的發生概率。
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1.基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，其特征在于，在步驟二中，鉆密數據ZM的獲取過程包括：在分析時段內實時獲取鉆井液密度，調取鉆井液密度范圍，將鉆井液密度范圍的最大值與最小值的平均值標記為密度標準值，將鉆井液密度與密度標準值差值的絕對值標記為密度偏差值，將密度偏差值在分析時段內的最大值標記為鉆密數據ZM；地壓數據DY的獲取過程包括：在分析時段內實時獲取地層壓力，調取地層壓力范圍，將地層壓力范圍的最大值與最小值的平均值標記為地壓標準值，將地層壓力與地壓標準值差值的絕對值標記為地壓偏差值，將地壓偏差值在分析時段內的最大值標記為地壓數據DY；泊松數據BS為泊松比在分析時段內的最大值。
3.根據權利要求2所述的基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，其特征在于，在步驟三中，將分析時段標記為穩定時段或波動時段的具體過程包括：將分析時段的穩定系數WD與預設的穩定閾值WDmax進行比較：若穩定系數WD小于穩定閾值WDmax，則將對應分析時段標記為穩定時段；
4.根據權利要求3所述的基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，其特征在于，在步驟四中，鉆進參數CSi的優化范圍YHi的獲取過程包括：調取所有鉆井施工過程的評估數據，將鉆井施工過程按照波動系數由小到大的順序進行排列得到穩定序列，截取穩定序列中靠前的L2個鉆井施工過程并標記為優化目標過程，調取優化目標過程的鉆進參數SCi設置數值，由優化目標過程對應設置的鉆進參數SCi設置數值最小值與最大值構成鉆進參數SCi的優化范圍YHi；由所有的鉆進參數SCi的優化范圍YHi構成優化數據集。
5.根據權利要求4所述的基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，其特征在于，在步驟五中，對鉆井施工過程進行參數優化設置的具體過程包括：在鉆井施工之前對鉆進參數CSi進行設置，設置方法為：調取鉆進參數CSi對應的優化范圍YHi，從優化范圍YHi中隨機選取數值進行鉆進參數CSi的設置。
6.根據權利要求5所述的基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，其特征在于，在步驟六中，對優化數據集進行安全事件優化分析的具體過程包括：在出現安全事件時，調取當次鉆井施工過程設置的鉆進參數CSi的數值并標記為事件設定值SDi，判定事件設定值SDi是否位于對應鉆進參數CSi的優化范圍YHi之內：若否，則不做處理；若是，則為鉆進參數CSi生成事件影響范圍YXi；在后續進行鉆進參數CSi的數值設定時，若從優化范圍YHi中隨機選取的數值位于事件影響范圍YXi之內，則重新進行鉆進參數CSi的數值選取。
7.根據權利要求6所述的基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，其特征在于，鉆進參數CSi的事件影響范圍YXi的生成過程包括：則通過公式SDid=t1×SDi與SDix=t2×SDi得到事件設定高值SDid與事件設定低值SDix，其中t1與t2均為比例系數，且0.95≤t1≤0.98，1.02≤t2≤1.05；由事件設定高值SDid與事件設定低值SDix構成鉆進參數CSi的事件影響范圍YXi。
...【技術特征摘要】
1.基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，其特征在于，在步驟二中，鉆密數據zm的獲取過程包括：在分析時段內實時獲取鉆井液密度，調取鉆井液密度范圍，將鉆井液密度范圍的最大值與最小值的平均值標記為密度標準值，將鉆井液密度與密度標準值差值的絕對值標記為密度偏差值，將密度偏差值在分析時段內的最大值標記為鉆密數據zm；地壓數據dy的獲取過程包括：在分析時段內實時獲取地層壓力，調取地層壓力范圍，將地層壓力范圍的最大值與最小值的平均值標記為地壓標準值，將地層壓力與地壓標準值差值的絕對值標記為地壓偏差值，將地壓偏差值在分析時段內的最大值標記為地壓數據dy；泊松數據bs為泊松比在分析時段內的最大值。
3.根據權利要求2所述的基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，其特征在于，在步驟三中，將分析時段標記為穩定時段或波動時段的具體過程包括：將分析時段的穩定系數wd與預設的穩定閾值wdmax進行比較：若穩定系數wd小于穩定閾值wdmax，則將對應分析時段標記為穩定時段；若穩定系數wd大于等于穩定閾值wdmax，則將對應分析時段標記為波動時段。
4.根據權利要求3所述的基于動力學穩定性約束的鉆進參數多目標優化方法，其特征在于，在步驟四中，鉆進參數csi的優化范圍yhi的獲取過程包括：調取所有鉆井施工過程的評估數據，將鉆井施工過程按照波動系數由小到大的順序進行排列得到穩定序列，截取穩定序列中靠前的l2個鉆井施工過程并標記為優化目標過程，調取優化目標過程的鉆進參數...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃文君，高德利，石小磊，趙軍，
申請(專利權)人：勝利油田萬和石油工程技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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