[发明专利]钻井系统故障风险分析方法

权利要求书

1.一种用于评估与利用钻井系统在地层中钻探井眼段相关联的风险的方法，包括：

提供在钻井期间所述钻井系统触发故障模式的风险的概率模型；以及

基于所述模型评估在钻探所述井眼段期间所述钻井系统触发所述故障模式中之一的风险。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，评估所述钻井系统触发所述故障模式中之一的风险包括确定在沿所述井眼段的一个或多个点处触发故障模式的瞬时风险的值。

3.如权利要求2所述方法，其特征在于，评估所述钻井系统触发所述故障模式中之一的风险可包括确定在沿所述井眼段的多个点处触发故障模式的瞬时风险的值，并且计算所述井眼段风险的值作为所述瞬时风险值的附加风险。

4.一种用于评估与利用所述钻井系统在地层中钻探井眼段相关联的风险的方法，包括：

定义所述钻井系统的关键控制参数；以及

标识与每个关键控制参数相关联的钻井系统的一个或多个故障模式，所述一个或多个故障模式可在钻探地层的所述井眼段期间出现。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

评估每个关键控制参数以确定当所述关键控制参数变化时触发与所述控制参数相关联的每个故障模式的概率。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对与沿着所述井眼段的位置对应的外部钻井条件的固定集合来评估每个关键控制参数。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对与沿着所述井眼段的相应多个位置对应的外部钻井条件的多个集合中的每一集合来评估每个关键控制参数。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述关键控制参数变化时触发与每个关键控制参数相关联的每个故障模式的经评估的概率用于定义所述钻井系统的操作窗口。

9.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，当所述关键控制参数变化时触发与每个关键控制参数相关联的每个故障模式的经评估的概率用于定义在沿着所述井眼段的每个位置处的所述钻井系统的操作窗口。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，进一步包括确定一个或多个单独的关键控制参数的每个操作窗口的宽度。

11.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述系统具有N个关键控制参数并且进一步包括确定对应于每个操作窗口的尺寸的N维体积。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，进一步包括分别对应于每个关键控制参数的瞬时值在每个相应的操作窗口或所述N维体积内绘制所述系统的瞬时操作点。

13.如权利要求8、9、10、11或12所述的方法，其特征在于，进一步包括评估在钻探所述井眼段的整个期间所述钻井系统对所述外部钻井条件的变化是否是稳健的。

14.如权利要求5至13中的任一项所述的方法，其特征在于，当所述关键控制参数变化时触发与每个关键控制参数相关联的每个故障模式的经评估的概率用于确定如果所述钻井系统用于钻探所述井眼段的所述钻井系统故障的风险的值。

15.如直接或间接引用权利要求6或权利要求7的权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括确定在沿着所述井眼段的每个点处所述钻井系统故障的瞬时风险的值。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括通过对沿着所述井眼段的基本每个点处的瞬时风险的值求和来整体地确定如果所述钻井系统用于钻探所述井眼段的所述钻井系统故障的风险的值。

17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，进一步包括通过计算表示所述钻井系统的、或表示包括所述钻井系统的多个备选钻井系统的单位矩阵与表示当多个关键控制参数在沿着所述井眼段的基本每个点处变化时在所述钻井系统或每个钻井系统配置中出现的故障模式中的任一故障模式的瞬时风险的风险矩阵的标积来整体地确定如果钻井系统用于钻探所述井眼段的所述钻井系统故障的风险的值。

18.如权利要求5至17中任一项所述的方法，其特征在于，可通过模拟或以其他方式对采用所述钻井系统钻探所述井眼段进行数学上的建模，或通过测量在使用所述钻井系统的实际钻井操作期间改变关键控制参数的效果、或通过它们的组合来完成评估每个关键控制参数。