[发明专利]基于大数据技术的油气生产运行安全预警方法

说明书

本发明公开了一种基于大数据技术的油气生产运行安全预警方法，其包括以下步骤：A)设定预判参数；B)数据存取模块实时读取分析判断周期T内远程现场参数数据，所述现场参数数据包括井口瞬时气量、井口温度、A环空压力；C)根据预判参数建立预警模型，将所述现场参数数据带入预警模型，并得出待诊断问题参数；D)待诊断问题参数达到目标参数要求时，则推送报警信息；E)所述待诊断问题参数未达到目标参数要求时，则进行下一个预推送报警周期T，重复步骤B)、C)，直到待诊断问题参数达到目标参数要求，则推送报警信息。与现有技术相比，本发明的安全预警方法可以提前预测井筒安全屏障异常，有效地实现生产运行安全管理关口前移。

技术领域

本发明涉及三高气井安全生产技术领域，尤其涉及一种基于大数据技术的油气生产运行安全预警方法。

背景技术

环空压力异常是井筒安全屏障损坏的征兆，高压、高产量及高含硫气井(简称“三高气井”)的井筒安全屏障一旦损坏可能诱发地层流体泄漏、井喷等事件，极易造成群死群伤。从安全角度，利用信息化技术实时监测并跟踪各生产参数变化趋势，挖掘井筒安全屏障损坏征兆，在井筒安全屏障损坏初期给出预警，对防范流体泄漏、气窜以及井喷风险有重要意义。

近年来，国内外十分重视井筒安全屏障的本质安全，总结国内外现有的诊断环空压力是否异常方法共有四种，包括流体样本分析、测井分析、泄压及压力恢复特性和分布式控制系统(Distributed Control System，简称DCS系统)。这四种分析方法均能可靠地发现环空异常带压现象，但是存在一定不足。其中，流体样本分析、工程测井、环空泄压及压力恢复测试均为线下分析，难以实时发现环空异常带压；DCS系统通过设定环空压力阈值实时监测环空压力状态，阈值通常设定为其允许承压能力的80％，当DCS系统报警时，井筒安全屏障可能已损坏到难以控制和补救的危险状态。

美国外大陆架大部分油气井存在环空带压现象，统计的8122口井中存在11498个环空带压套管段，且50％发生在生产套管和油管之间的环形空间，即A环空处。A环空压力主要有三个来源：1)井筒“热效应”引起的环空带压；2)油管或井口泄漏引起A环空带压；3)生产套管密封失效引起环空带压。其中，井筒“物理效应”引起的环空带压是指随着气量的增加，井筒温度会不断升高，引起热膨胀而产生的环空压力，属于正常带压。而由于油管或是套管的泄漏、不合格的固井质量以及水泥环损害造成的环空压力为异常带压，即因井筒安全屏障损坏而引起的环空压力。明确A环空正常带压时各工况参数的变化规律是识别其异常带压现象的前提。总结气井在正常带压状态下开井过程、稳产、调产、关井过程、关井期五种状态下瞬时气量、井口温度以及A环空压力的变化规律，如附图1所示，开井过程、调产、关井过程三种状态下瞬时气量、井口温度以及A环空压力之间的量化关系并不明确，难以定量描述这三种状态下A环空异常带压规律。因此，本发明是针对井口瞬时气量和井口温度稳定情况下，A环空异常带压预警方案。

发明内容

本发明是鉴于现有技术存在的上述问题提出的，本发明提供一种能够实现实时监控、预警精确、预警期长的油气生产运行安全预警方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于大数据技术的油气生产运行安全预警方法，其包括以下步骤：

A)设定分析判断周期T、并根据某区块所有历史异常样本确认预判参数；

B)数据存取模块实时读取分析判断周期T内远程现场参数数据，所述现场参数数据包括井口瞬时气量、井口温度、A环空压力；

C)根据预判参数建立预警模型，将所述现场参数数据带入预警模型，并得出待诊断问题参数；

D)待诊断问题参数达到目标参数要求时，则推送报警信息；

E)所述待诊断问题参数未达到目标参数要求时，则进行下一个分析判断周期T，重复步骤B)、C)，直到待诊断问题参数达到目标参数要求，则推送报警信息。

进一步地，建立预警模型包括以下步骤：