专利摘要

本发明属于油气钻井领域，具体公开了一种控压钻井井身结构设计方法，针对目前控压钻井井身结构设计需依赖人工经验确定裸眼井段最优的控压参数及井筒ECD剖面而导致的工作量大、设计缺乏科学依据、结果可靠性难以保障的问题，通过引入人工蜂群智能算法，高效处理分析不同控压参数条件下的井筒ECD剖面样本，准确优选裸眼井段最佳控压参数及井筒ECD剖面，为控压钻井井身结构设计提供科学依据。

权利要求

1.一种基于人工蜂群算法的控压钻井井身结构设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（一）、地质必封点确定：依据地质资料，确定必封层位；

（二）、安全压力窗口确定：根据钻前地层孔隙压力、地层破裂压力以及地层坍塌压力的预测结果，依据区域井身结构设计系数，确定安全压力窗口，设定井深H处的安全压力窗口的下限为ρ下(H)，上限为ρ上(H)；

（三）、控压参数可调范围确定：

根据不同控压钻井方式的控压特点及实际工况确定一个或多个控压参数Ki（i=1,2，……），以及各控压参数的可调范围：

KL≤Ki≤KH

其中，Ki为第i个控压参数，KL为控压参数的下限,KH为控压参数的上限；

（四）、不同控压条件下的井筒ECD计算:

在步骤三中的各控压参数的可调范围内，利用井筒ECD计算模型，可计算不同控压条件下的井筒ECD剖面;

控压参数组合方案Xj条件下的井筒ECD为井深H的函数：

ECD (H) Xj=f (Ki,H)（1）

其中，ECD (H) Xj为控压参数组合方案Xj条件下的井筒ECD；Ki为控压参数组合方案Xj条件下各控压参数；

（五）、基于人工蜂群算法的裸眼井段最优控压参数及套管下深确定：

在步骤二所确定的安全压力窗口[ρ下(H), ρ上(H)]内，在一定的控压参数组合方案Xj条件下，井筒ECD剖面的最大安全井深H1, Xj可表示为：

H1,Xj=f-1(ECD (H) Xj) （2）

其中，ECD (H) Xj为控压参数组合方案Xj条件下的井筒ECD，它是井深H的函数；Xj为第j个控压参数的组合方案，j=1,2，……；

对于某一控压参数组合方案Xj，裸眼井段内井深Hi处的井筒ECD剖面满足：ρ下(Hi) ≤ECD (Hi) Xj≤ρ上(Hi)；

则，裸眼井段的套管最大下深H1为：

H1=max (H1,Xj)=max ( f-1(ECD (H) Xj))=max (f-1(f (Ki,H))= H1,Xj0（3）

其中，Xj0为套管最大下深对应的控压参数组合方案；

则，该裸眼井段的套管最大下深为H1所对应的控压参数组合方案Xj0；

引入人工蜂群算法，对套管最大下深H1及其对应的最优控压参数组合方案进行高效寻优：

人工蜂群算法基本步骤描述如下：

S1、初始化种群：确定蜂群总数SN、引领蜂与跟随蜂数量、最大迭代次数MCN与控制参数Limit，当前迭代次数Cycle为1；确定目标函数H=f-1(f (Ki,H))、各参数搜索范围{KL≤Ki≤KH；ρ下(Hi) ≤ECD(Hi)Xj≤ρ上(Hi)，Hi∈[H0,Hend]}、并在搜索范围内随机生成初始解，所述的初始解即人工蜂群算法中的侦查蜂，解指控压参数组合方案，H0为安全钻井密度窗口最小深度，Hend为安全钻井密度窗口最大深度；

S2、计算并评估每个初始解的适应度，适应度函数fitness设为目标函数H=f-1(f (Ki,H))本身；

S3、引领蜂利用公式（4）对邻域进行搜索，得到新的解，按照贪婪选择原则，如果新的解的适应度大于原解的适应度，则用新的解更新原解，否则，保持原解不变；当所有引领蜂完成邻域搜索后，根据式（5）计算概率Pj；

（4）

（5）

式中，指第j个蜂群个体第i维的参数，即第j个控压参数组合方案的第i个控压参数的值；同理，指第j´个蜂群个体第i维的参数，即第j´个控压参数组合方案的第i个控压参数的值，为在附近产生的一个新的解，为控压参数组合方案中第i个控压参数的值；对每一个蜂群个体每一次迭代仅随机选取一个控压参数进行搜索，更换中第i个控压参数的值为公式（4）求取的值后得到新的解;

，且，，D为问题的维数，即指控压参数的种类；为[-1,1]之间的随机数；为第j个解的适应度值；Pj为跟随蜂选择第j个引领蜂的概率；

S4、跟随蜂利用算得的概率Pj并基于轮盘赌原则选择引领蜂，当跟随蜂完成引领蜂的选择后，利用式（4）对邻域搜索，同样按照贪婪选择原则选择适应度高的解；

S5、判断是否有要放弃的解，如果某引领蜂在Limit次迭代后，最优的解都没有发生改变，则由引领蜂变为侦察蜂，并按照公式（6）随机产生一个新的解取代原解；

（6）

式中，，与分别表示第i个控压参数的组合方案的上下顶界，因为每个解中包含一个或多个控压参数，Kimax－Kimin为第i个控压参数的上下顶界求差值后得到的控压参数变化幅度，即通过公式6中将每个控压参数进行分别运算后得到新的解的每个控压参数Ki（Xj）后组成新的解；

S6、记录到目前为止的蜂群的最优解；

S7、如果当前迭代次数大于最大次数MCN，则迭代结束，算法结束；否则转向步骤S2，迭代次数Cycle+1。

2.如权利要求1所述的一种基于人工蜂群算法的控压钻井井身结构设计方法，其特征在于，引领蜂与跟随蜂数量均设为SN/2。

3.如权利要求1或2所述的一种基于人工蜂群算法的控压钻井井身结构设计方法，其特征在于，最大迭代次数设为10000，控制参数设定为20。

一种基于人工蜂群算法的控压钻井井身结构设计方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。