[发明专利]深井超深井压裂套管失效风险实时定量评估方法及装置

权利要求书

1.一种深井超深井压裂套管失效风险实时定量评估方法，其特征在于，包括：

确定套管的压力载荷及抗压强度的概率分布；

根据所述概率分布确定所述套管的静态性失效概率；

根据压裂施工曲线和压裂施工记录，获取套管的在线工况监测参数，确定所述在线工况监测参数与套管失效概率之间的价值函数，并根据所述价值函数确定压裂过程中所述套管的动态性失效概率；

根据所述静态性失效概率及所述动态性失效概率，构建所述套管的风险评估矩阵，并根据所述风险评估矩阵评估所述套管的失效风险；

所述根据所述静态性失效概率及所述动态性失效概率，构建所述套管的风险评估矩阵包括：

将所述静态性失效概率与所述动态性失效概率分级关联，构建所述套管的失效概率分级矩阵；

将所述所述套管的失效概率分级与预设的后果严重度分级关联，构建所述套管的风险评估矩阵。

2.如权利要求1所述的深井超深井压裂套管失效风险实时定量评估方法，其特征在于，所述确定套管的压力载荷及抗压强度的概率分布，包括：

基于蒙特卡洛随机抽样法确定套管的外挤荷载、内压荷载、抗外挤强度和抗内压强度的概率分布。

3.如权利要求2所述的深井超深井压裂套管失效风险实时定量评估方法，其特征在于，在基于蒙特卡洛随机抽样法，确定套管的外挤荷载的概率分布过程中，所述套管的外挤荷载根据以下公式确定：

式中，p_ce为套管外挤载荷；E_c为套管弹性模量；v_c为套管泊松比；m为套管内外径比；E_s为地层弹性模量；v_s为地层泊松比；σ为均匀地应力，且，σ_max为最大地应力，σ_min为最小地应力；C_c为水泥环卸载系数；k_m为掏空系数；ρ为钻井液密度；h为套管计算点深度。

4.如权利要求2所述的深井超深井压裂套管失效风险实时定量评估方法，其特征在于，在基于蒙特卡洛随机抽样法，确定套管的内压荷载的概率分布过程中，所述套管的内压荷载根据以下公式确定：

p_be2＝p_p-0.00981ρ_wh

式中，p_be1为表层套管或技术套管的内压载荷；p_be2为生产套管或套管管尾的内压载荷的概率分布；ρ_max为最大钻井液密度；H_s为套管下深或套管鞋深度；h为套管计算点深度；ρ_g为油气相对密度；ρ_w为地层水密度；p_p为地层或油气层压力载荷。

5.如权利要求2所述的深井超深井压裂套管失效风险实时定量评估方法，其特征在于，在基于蒙特卡洛随机抽样法，确定套管的抗外挤强度的概率分布过程中，所述套管的抗外挤强度根据以下公式确定：

式中，p_ca为套管的抗外挤强度；K_p为载荷不均匀系数，且K_p＝|(q₁+q₂)/q₁|，q₁为均匀载荷，q₂为椭圆形载荷；K为套管外内径比，且K＝r_o/r_i，r_o为套管外半径，r_i为套管内半径；p₀为套管API抗挤强度；R_y为管材的屈服极限。