本发明涉及一种固井用井身质量评价方法。
背景技术：
钻井工程是油气勘探开发过程中的一个高投资、高风险、高技术、且多学科交叉的复杂行业。一口井钻井施工质量的好坏，会直接影响到该井是否符合钻井、地质设计，施工能否正常进行，能否最大限度保护油气层，能否保证油井的长期正常生产等，继而会影响到巨额的投资是否能得到经济合理的回报。随着国内外油气投资方对钻井的投资越来越大，对钻井质量的要求则越来越高。为保证钻井施工质量，进行现场质量评价是必不可少的。现场一般用三大质量评价体系来评价钻井施工质量，即取心质量评价、井身质量评价以及固井质量评价。
现有的井身质量评价方法仅是对影响井身质量的某一因素单独地对井身质量进行评价，没有将影响井身质量的各个因素综合起来对井身质量进行评价。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种将影响固井用井身质量的各个因素综合起来评价井身质量的方法。技术方案如下：
本发明提供一种固井用井身质量评价方法，包括：
a)、将待评价固井用井身质量的钻井划分成多段井段；
b)、确定影响固井用井身质量的因素集；
c)、确定所述因素集中的各个因素的权重模糊集；
d)、选择所述a)中的待评价固井用井身质量的所述多段井段中的一段井段作为待评价固井用井身质量的井段；
e)、确定d)中的所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的隶属函数；
f)、根据所述各个因素的权重模糊集和所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的隶属函数对d)中的所述井段的固井用井身质量进行模糊评价；
g)、重复d)至f)对所述钻井的固井用井身质量进行模糊评价。
优选地，所述因素集中的各个因素包括：井径规则度、井径扩大率、泥饼厚度、全角变化率、以及井斜角。
更优选地，在所述权重模糊集中，所述井径规则度、所述井径扩大率、所述泥饼厚度、所述全角变化率、以及所述井斜角的权重之和为1，
其中，所述井径规则度的权重取最大，所述井径扩大率和所述泥饼厚度的权重取次之，所述全角变化率和所述井斜角的权重取最小。
更优选地，所述井径规则度的权重为0.35-0.45，井径扩大率和泥饼厚度的权重为0.15-0.25，全角变化率和井斜角的权重为0.05-0.15。
更优选地，所述井径规则度的权重为0.4，井径扩大率和泥饼厚度的权重为0.2，全角变化率和井斜角的权重为0.1。
更优选地，e)中的所述确定d)中的所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的隶属函数，为根据所述确定d)中的所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的实际值和对应的不同临界值确定d)中的所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的隶属函数。
更优选地，所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的隶属函数的公式为：
式中，μmn代表井段所对应的因素集中的第m个因素的第n个隶属函数；xm代表井段所对应的因素集中的第m个因素的真实值；amn代表井段所对应的因素集中的第m个因素的第n个临界值；bm代表井段所对应的因素集中的第m个因素的中间临界值。
更优选地，所述井段所对应的所述因素集中的所述井径规则度的临界值分别为5％、10％、以及15％；
所述井段所对应的所述因素集中的所述井径扩大率的临界值分别为0.5、0.8、以及1.0；
所述井段所对应的所述因素集中的所述泥饼厚度的临界值分别为0.3mm、0.5mm、以及0.8mm；
所述井段所对应的所述因素集中的所述全角变化率的临界值分别为2.5°/30m、5°/30m、以及8°/30m；以及
所述井段所对应的所述因素集中的所述井斜角的临界值分别为30°、45°、以及60°。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：通过将钻井划分为多段井段，并根据影响固井用井身质量的因素集中的各个因素的权重模糊集与某一井段的各个因素对应的隶属函数，对此井段进行模糊评价，通过对每一段井段进行模糊评价，从而实现钻井的固井用井身质量的综合模糊评价。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供一种固井用井身质量评价方法，包括：
a)、将待评价固井用井身质量的钻井划分成多段井段；
b)、确定影响固井用井身质量的因素集；
c)、确定所述因素集中的各个因素的权重模糊集；
d)、选择所述a)中的待评价固井用井身质量的所述多段井段中的一段井段作为待评价固井用井身质量的井段；
e)、确定d)中的所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的隶属函数；
f)、根据所述各个因素的权重模糊集和所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的隶属函数对d)中的所述井段的固井用井身质量进行模糊评价；
g)、重复d)至f)对所述钻井的固井用井身质量进行模糊评价。
本发明实施例提供的固井用井身质量评价方法的工作原理是：
通过将钻井划分为多段井段，并根据影响固井用井身质量的因素集中的各个因素的权重模糊集与某一井段的各个因素对应的隶属函数，对此井段进行模糊评价，通过对每一段井段进行模糊评价，从而实现钻井的固井用井身质量的综合模糊评价。评价结果可以指导固井施工前期固井方案的制定，也可以用于固井施工后期对固井质量的评价分析。
本发明实施例的固井用井身质量评价方法的d)中的一段井段可以为钻井的多段井段中某一段井段，也可以为钻井的多段井段中具有代表性的井段。
本发明实施例中的所述因素集中的各个因素包括：井径规则度、井径扩大率、泥饼厚度、全角变化率、以及井斜角。本发明实施例选择上述对固井用井身质量的影响比较大的五种因素对固井用井身质量进行综合评价。
本领域技术人员可以理解的是，在本发明人实施例中，在所述权重模糊集中，所述井径规则度的权重a1、所述井径扩大率的权重a2、所述泥饼厚度的权重a3、所述全角变化率的权重a4、以及所述井斜角的权重a5之和为1，即a1+a2+a3+a4+a5＝1，并且发明人根据实际经验总结出井径规则度对固井用井身质量的影响最大，井径扩大率和泥饼厚度次之，全角变化率和井斜角向对于前三者对固井用井身质量的影响最小，因此，所述井径规则度的权重取最大，所述井径扩大率和所述泥饼厚度的权重取次之，所述全角变化率和所述井斜角的权重取最小。
在实际应用中，所述井径规则度的权重a1可以为0.35-0.45，井径扩大率的权重a2和泥饼厚度的权重a3均可以为0.15-0.25，全角变化率的权重a4和井斜角的权重a5均可以为0.05-0.15。优选地，所述井径规则度的权重可以为0.4，井径扩大率的权重和泥饼厚度的权重均可以为0.2，全角变化率的权重和井斜角的权重均可以为0.1。
在本发明实施例中，e)中的所述确定d)中的所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的隶属函数，可以为根据所述确定d)中的所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的实际值和对应的不同临界值确定d)中的所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的隶属函数。
本发明实施例可以采用现有的所述井段所对应的所述因素集中的各个因素的隶属函数的公式，具体可以为：
式中，μmn代表井段所对应的因素集中的第m个因素的第n个隶属函数；xm代表井段所对应的因素集中的第m个因素的真实值；amn代表井段所对应的因素集中的第m个因素的第n个临界值；bm代表井段所对应的因素集中的第m个因素的中间临界值。
发明人根据实践的摸索，将井段所对应的所述因素集中的所述各个因素的临界值设置成具有代表性的三个数值，具体为：
所述井段所对应的所述因素集中的所述井径规则度的临界值分别为0.5、0.8、以及1.0；
所述井段所对应的所述因素集中的所述井径扩大率的临界值分别为5％、10％、以及15％，则井段所对应的所述因素集中的所述井径扩大率的隶属函数分别为
所述井段所对应的所述因素集中的所述泥饼厚度的临界值分别为0.3mm、0.5mm、以及0.8mm；
所述井段所对应的所述因素集中的所述全角变化率的临界值分别为2.5°/30m、5°/30m、以及8°/30m；
所述井段所对应的所述因素集中的所述井斜角的临界值分别为30°、45°、以及60°，
本发明实施例中的对井段的固井用井身质量进行模糊评价具体可以采用加权平均型算子对固井用井身质量进行综合评价。
应用本发明实施例提供的固井用井身质量评价方法可以对钻井的各个井段进行好中差评定，并对井身质量为差的井段进行分析，制定针对性的修改策略。
实施例1
(1)将2723-3454m井段每0.125米划分为一段井段
d33-56井完钻井深3469m，井身结构为
(2)确定固井用井身质量的因素集
确定d33-56井油层套管固井井身质量＝{井径规则度，井径扩大率，泥饼厚度，全角变化率，井斜角}。
获取待评价井段的测井数据：如井径、井斜角、方位数据，并计算井径扩大率、井径规则度、全角变化率，由于全角变化率一般用°/30m来表示，所以取30m为基础的段长进行计算，本井以2723-2753m井段为例进行计算。
根据钻井液性能评价实验结果获取泥饼厚度数据：从d33-56井现场取油层段钻井液样品，按照低温低压(api)滤失实验方法测量泥饼厚度，泥饼厚度为0.6mm。该数据为实验室内检测的结果，为了计算简单，全井段的泥饼厚度均为0.6。
2723-2753m井段的平均井径为25.25cm，钻头直径为21.59cm，计算井径扩大率cal＝(25.25-21.59)/21.59＝16.95％。
2723-2753m井段的平均井径为25.25cm，电测井径数据为每0.125m测一次数据。
该井段的井径规则度：
按照测斜数据该井段的全角变化率为1.02°/30m，井斜角为8.21°。
按照上述方法确定各井段的因素集见下表：
表1各个井段的因素集
(3)确定2723-2753m井段的各个因素的隶属函数2723-2753m井段的平均井径扩大率为16.95％，计算：
μ1＝(0.2397,0.6167,0.9626)；
2723-2753m井段的井径规则度为0.64，计算：
μ2＝(0.9687,0.9620,0.8191)；
2723-2753m井段的泥饼厚度为0.6，计算：
μ3＝(0.6977,0.9608,0.8521)；
2723-2753m井段的全角变化率为1.02，计算：
μ4＝(0.9161,0.5307,0.1424)；
2723-2753m井段的井斜角为8.21，计算：
μ5＝(0.7910,0.5125,0.2659)；
(4)2723-2753m井段进行综合模糊评价
采用m(·，+)算子，此算子为“加权平均型”综合评价模型，评判结果为：
评价集b中3项数值分别对应于好、中、差的评价趋向性，某一井段的井身质量即b中数值最大者对应的评价结果。2723-2753m井段评价结果中好、中、差的趋势分别为0.746、0.805、0.731，因此该井段的评价结果为井身质量中等。
应用该方法评价其他井段的井身质量情况见表2：
表2各个井段固井用井身质量评价结果
以2843-2873m井段为例，评价结果中好、中、差的趋势分别0.910、0.772、0.529，该井段评价结果为井身质量好；以3173-3203m井段为例，评价结果中好、中、差的趋势分别0.414、0.526、0.534，该井段评价结果为井身质量差。
(5)d33-56井油层套管固井井身质量评价结果
按照这种评价方法，d33-56井油层套管固井用井身质量好的段长为371m，井身质量优质率＝365m/725m＝50.34％。
(6)评价结果分析与应用
应用d33-56井固井用井身质量评价结果指导该井固井工艺措施的实施。该井水泥封固段内3173-3203m评价结果为差，主要原因是该井段井径不规则，因此固井前需要在该井段加入旋流发生器，提高顶替效率。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。