井筒風(fēng)險評估 -調(diào)研報告

1、20122012年年1212月月井筒風(fēng)險評估技術(shù)研究井筒風(fēng)險評估技術(shù)研究調(diào)研報告調(diào)研報告目目 錄錄一、概述一、概述二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法三、井筒風(fēng)險評價模型三、井筒風(fēng)險評價模型四、認識及建議四、認識及建議什么是井筒風(fēng)險評估？n井筒風(fēng)險評估是由無風(fēng)險鉆井系統(tǒng)（井筒風(fēng)險評估是由無風(fēng)險鉆井系統(tǒng)（NDS）提出的，其）提出的，其核心部分，主要是根據(jù)眾多鉆井參數(shù)，通過預(yù)先考慮可能核心部分，主要是根據(jù)眾多鉆井參數(shù)，通過預(yù)先考慮可能出現(xiàn)的問題并制定風(fēng)險計劃從而消除問題，其特點是當(dāng)有出現(xiàn)的問題并制定風(fēng)險計劃從而消除問題，其特點是當(dāng)有新的信息可利用時，這種可變的井眼計劃就不斷的更新。新的信息可利

2、用時，這種可變的井眼計劃就不斷的更新。n井筒風(fēng)險評估實際包括兩個方面：井下信息識別和風(fēng)險評井筒風(fēng)險評估實際包括兩個方面：井下信息識別和風(fēng)險評估估一一、概述概述為什么進行井筒風(fēng)險評估？n隨著石油勘探開發(fā)的不斷深入，鉆井環(huán)境越來越復(fù)雜，隨著石油勘探開發(fā)的不斷深入，鉆井環(huán)境越來越復(fù)雜，遇到了許多新的世界級難題，需要鉆井更安全；遇到了許多新的世界級難題，需要鉆井更安全；n鉆井事故時有發(fā)生，從而極大地阻礙了勘探開發(fā)的步伐鉆井事故時有發(fā)生，從而極大地阻礙了勘探開發(fā)的步伐n處理鉆井事故極大的增加了勘探開發(fā)的直接成本處理鉆井事故極大的增加了勘探開發(fā)的直接成本n較多的偶然因素和井下諸多相關(guān)參數(shù)的不確定性是造成較

3、多的偶然因素和井下諸多相關(guān)參數(shù)的不確定性是造成石油鉆井井下復(fù)雜情況。石油鉆井井下復(fù)雜情況。一一、概述概述井筒風(fēng)險評估必要條件是什么？n準(zhǔn)確可靠的風(fēng)險評估體系或模型；準(zhǔn)確可靠的風(fēng)險評估體系或模型；本文研究重點本文研究重點n具有全面可靠實時的鉆井參數(shù)；具有全面可靠實時的鉆井參數(shù)；n完備的專家系統(tǒng)；完備的專家系統(tǒng)；n實時更新的數(shù)據(jù)庫；實時更新的數(shù)據(jù)庫；一一、概述概述1、國外現(xiàn)狀、國外現(xiàn)狀鉆井井下參數(shù)實時測量鉆井井下參數(shù)實時測量單位單位參數(shù)參數(shù)傳輸傳輸EPR公司軸向力、扭矩、彎曲力、軸向加速度、周向加速度、徑向加速度和鉆柱內(nèi)、外鉆井液壓力共8個參數(shù)井下進行測量和數(shù)據(jù)記錄存儲，起鉆回放法國石油研究院井下

4、轉(zhuǎn)速、鉆壓、扭矩、的彎矩、鉆柱內(nèi)外壓力、鉆柱內(nèi)外溫度等15采用專門的有線鉆桿進行數(shù)據(jù)傳輸PWD絕對壓力，當(dāng)量循環(huán)密度既能記錄又能實時傳遞信息BakerHughes Copilot系統(tǒng)鉆壓，扭矩，彎矩，方位，井斜，壓力泥漿脈沖傳輸科學(xué)鉆井公司隨鉆測量環(huán)空和鉆柱內(nèi)壓力泥漿脈沖傳輸BP公司與Schlumberger井下環(huán)空壓力、井下參數(shù)（鉆具振動、轉(zhuǎn)速、粘滑度、鉆壓等）、孔隙壓力泥漿脈沖傳輸一一、概述概述國內(nèi)對井下參數(shù)的實測工具研制較少，并沒有得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)對井下參數(shù)的實測工具研制較少，并沒有得到廣泛應(yīng)用。2、國內(nèi)現(xiàn)狀、國內(nèi)現(xiàn)狀單位單位成果成果傳輸傳輸中國石油大學(xué)中國石油大學(xué)三牙輪鉆頭鉆進時鉆柱

5、軸向振動的特征三牙輪鉆頭鉆進時鉆柱軸向振動的特征地面試驗地面試驗中國石油集團井下測中國石油集團井下測控重點實驗室控重點實驗室井下管柱載荷測試儀可以檢測井下管柱的軸力、井下管柱載荷測試儀可以檢測井下管柱的軸力、扭矩、溫度、壓力等參數(shù)，扭矩、溫度、壓力等參數(shù)，井下存儲，井下存儲，地面讀取地面讀取中國石油大學(xué)中國石油大學(xué)測量：鉆柱彎矩、扭矩、軸向拉（壓）力、三測量：鉆柱彎矩、扭矩、軸向拉（壓）力、三向（軸向、徑向、周向）加速度、鉆柱內(nèi)外泥向（軸向、徑向、周向）加速度、鉆柱內(nèi)外泥漿壓力及井下溫度。漿壓力及井下溫度。井下存儲，井下存儲，地面讀取地面讀取西南石油學(xué)院西南石油學(xué)院通過井下傳感器隨鉆測量鉆井過

6、程中的扭矩、通過井下傳感器隨鉆測量鉆井過程中的扭矩、鉆壓、壓力和溫度鉆壓、壓力和溫度井下存儲，井下存儲，地面讀取地面讀取大慶鉆井工藝研究院大慶鉆井工藝研究院測量內(nèi)外壓力和溫度測量內(nèi)外壓力和溫度井下存儲，井下存儲，地面讀取地面讀取一一、概述概述鉆井井下參數(shù)實時測量鉆井井下參數(shù)實時測量n由于目前國外在井下參數(shù)實時測量方面快速發(fā)展，從而由于目前國外在井下參數(shù)實時測量方面快速發(fā)展，從而其無風(fēng)險鉆井技術(shù)進展順利已經(jīng)進入實際應(yīng)用，而國內(nèi)目其無風(fēng)險鉆井技術(shù)進展順利已經(jīng)進入實際應(yīng)用，而國內(nèi)目前還無法做到井下參數(shù)實時測量傳輸，我們只能通過地表前還無法做到井下參數(shù)實時測量傳輸，我們只能通過地表測得的參數(shù)來分析，這

7、就需要做好三個方面的研究：測得的參數(shù)來分析，這就需要做好三個方面的研究：一、一、提高風(fēng)險評估方法的準(zhǔn)確度；提高風(fēng)險評估方法的準(zhǔn)確度；二、完善鉆井信息評判方法；二、完善鉆井信息評判方法；三、加快研究井下參數(shù)測量及傳輸技術(shù)。三、加快研究井下參數(shù)測量及傳輸技術(shù)。參數(shù)測量方式的評價一一、概述概述1、國外現(xiàn)狀、國外現(xiàn)狀鉆井專家系統(tǒng)鉆井專家系統(tǒng)國外在專家系統(tǒng)的建設(shè)方面遠遠領(lǐng)先于國內(nèi)，各大石國外在專家系統(tǒng)的建設(shè)方面遠遠領(lǐng)先于國內(nèi)，各大石油公司，包括斯倫貝謝，哈里伯頓，油公司，包括斯倫貝謝，哈里伯頓，AMOCOAMOCO，APCOAPCO，及法國，及法國石油研究院等單位均有比較完善的基于實時鉆井信息和數(shù)石油研

8、究院等單位均有比較完善的基于實時鉆井信息和數(shù)據(jù)的鉆井專家系統(tǒng)據(jù)的鉆井專家系統(tǒng)2、國內(nèi)現(xiàn)狀、國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)包括中國石油大學(xué)，中國地質(zhì)大學(xué)，西南石油大國內(nèi)包括中國石油大學(xué)，中國地質(zhì)大學(xué)，西南石油大學(xué)，西安石油大學(xué)，勝利鉆井院，中原鉆井院等高校和研學(xué)，西安石油大學(xué)，勝利鉆井院，中原鉆井院等高校和研究單位均進行過專家系統(tǒng)的研究，而目前大多只停留在理究單位均進行過專家系統(tǒng)的研究，而目前大多只停留在理論階段，只有勝利鉆井院的卡鉆事故專家系統(tǒng)和中原鉆井論階段，只有勝利鉆井院的卡鉆事故專家系統(tǒng)和中原鉆井院的鉆井事故專家系統(tǒng)進行過應(yīng)用院的鉆井事故專家系統(tǒng)進行過應(yīng)用一一、概述概述n由于目前國外鉆井專家系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展較

9、為成熟，而且已經(jīng)由于目前國外鉆井專家系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展較為成熟，而且已經(jīng)開始了現(xiàn)場實際應(yīng)用，而國內(nèi)雖然進入了比較深入的研究，開始了現(xiàn)場實際應(yīng)用，而國內(nèi)雖然進入了比較深入的研究，并且也有了現(xiàn)場實驗應(yīng)用，但是一方面我們的專家系統(tǒng)完整并且也有了現(xiàn)場實驗應(yīng)用，但是一方面我們的專家系統(tǒng)完整性還不足，另一方面我們的專家系統(tǒng)都屬于事后評價，對鉆性還不足，另一方面我們的專家系統(tǒng)都屬于事后評價，對鉆井復(fù)雜情況的及時判斷和預(yù)測不足。需要進行以下改進：井復(fù)雜情況的及時判斷和預(yù)測不足。需要進行以下改進：一、一、提高專家系統(tǒng)的及時性增加對井下情況的預(yù)測功能，同時給提高專家系統(tǒng)的及時性增加對井下情況的預(yù)測功能，同時給予工況評價

10、及給出相關(guān)風(fēng)險因素的評價值；予工況評價及給出相關(guān)風(fēng)險因素的評價值；二、提高專家系二、提高專家系統(tǒng)的精確性統(tǒng)的精確性專家系統(tǒng)的評價一一、概述概述n目前國外對鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫的建設(shè)非常重視，實時鉆井信息目前國外對鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫的建設(shè)非常重視，實時鉆井信息數(shù)據(jù)庫已經(jīng)普遍應(yīng)用，而國內(nèi)雖然已經(jīng)建立了鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫已經(jīng)普遍應(yīng)用，而國內(nèi)雖然已經(jīng)建立了鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫，一方面現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)均是通過綜合錄井儀測得的，沒有井一方面現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)均是通過綜合錄井儀測得的，沒有井下實時參數(shù)的信息，另一方面鉆井信息數(shù)據(jù)庫在應(yīng)用較少，下實時參數(shù)的信息，另一方面鉆井信息數(shù)據(jù)庫在應(yīng)用較少，對現(xiàn)場施工幫助有限。這就需要做好兩個方面的研究：對現(xiàn)

11、場施工幫助有限。這就需要做好兩個方面的研究：一、一、加快研究井下參數(shù)測量及傳輸技術(shù)；加快研究井下參數(shù)測量及傳輸技術(shù)；二、推進鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫二、推進鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫現(xiàn)場應(yīng)用，輔助現(xiàn)場施工現(xiàn)場應(yīng)用，輔助現(xiàn)場施工鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫的評價一一、概述概述目目 錄錄一、概述一、概述二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法三、井筒風(fēng)險評價模型三、井筒風(fēng)險評價模型四、認識及建議四、認識及建議在鉆井過程中，井下發(fā)生的復(fù)雜情況及風(fēng)險包括：鉆在鉆井過程中，井下發(fā)生的復(fù)雜情況及風(fēng)險包括：鉆頭事故，鉆具斷裂，鉆具刺漏，動力鉆具故障，卡鉆，頭事故，鉆具斷裂，鉆具刺漏，動力鉆具故障，卡鉆，地層漏失，地層坍塌，井眼縮徑，溢流，井涌，井噴地層漏

12、失，地層坍塌，井眼縮徑，溢流，井涌，井噴等。根據(jù)風(fēng)險產(chǎn)生的原理將風(fēng)險分為：鉆具風(fēng)險，井等。根據(jù)風(fēng)險產(chǎn)生的原理將風(fēng)險分為：鉆具風(fēng)險，井壁穩(wěn)定風(fēng)險，井眼穩(wěn)定風(fēng)險，泥漿性能風(fēng)險等壁穩(wěn)定風(fēng)險，井眼穩(wěn)定風(fēng)險，泥漿性能風(fēng)險等井筒風(fēng)險有哪些？二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法在風(fēng)險評估過程中，可以采用多種操作方法，包括基于在風(fēng)險評估過程中，可以采用多種操作方法，包括基于知識（知識（Knowledge-based）的分析方法、基于模型）的分析方法、基于模型（Model-based）的分析方法、定性（）的分析方法、定性（Qualitative）分）分析和定量（析和定量（Quantitative）分析，無論

13、何種方法，共同）分析，無論何種方法，共同的目標(biāo)都是找出面臨的風(fēng)險及其影響，以及目前安全水的目標(biāo)都是找出面臨的風(fēng)險及其影響，以及目前安全水平與全需求之間的差距。平與全需求之間的差距。 從而更進一步提出解決措施從而更進一步提出解決措施風(fēng)險評估有哪些方法？二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法評價方法評價方法評價目標(biāo)評價目標(biāo) 定性定性/ /定量定量方法特點方法特點適用范圍適用范圍優(yōu)缺點優(yōu)缺點類比法危害程度分級、危險性分級定性定性利用類比作業(yè)場所檢測、統(tǒng)計數(shù)據(jù)分級和事故統(tǒng)計分析資料類推職業(yè)安全衛(wèi)生評價作業(yè)條件、崗位危險性評價簡便易行、專業(yè)檢簡便易行、專業(yè)檢測量大、費用高測量大、費用高安全檢查表危險有

14、害因素分析安全等級定性定定性定量量按事先編制的有標(biāo)準(zhǔn)要求的檢查表逐項檢查按規(guī)定賦分標(biāo)準(zhǔn)賦分評定安全等級各類系統(tǒng)的設(shè)計、驗收、運行、管理、事故調(diào)查簡便、易于掌握、簡便、易于掌握、編制檢查表難度及編制檢查表難度及工作量大工作量大預(yù)先危險性分析(PHA)危險有害因素分析危險性等級定性定性討論分析系統(tǒng)存在的危險、有害因素、觸發(fā)條件、事故類型，評定危險性等級各類系統(tǒng)設(shè)計，施工、生產(chǎn)、維修前的概略分析和評價簡便易行，受分析簡便易行，受分析評價人員主觀因素評價人員主觀因素影響影響故障類型和影響分析(FMEA)故障(事故)原因影響程度等級定性定性列表、分析系統(tǒng)(單元、元件)故障類型、故障原因、故障影響評定影響

15、程序等級機械電氣系統(tǒng)、局部工藝過程，事故分析較復(fù)雜、詳盡受分較復(fù)雜、詳盡受分析評價人員主觀因析評價人員主觀因素影響素影響故障類型和影響危險性分析(FMECA)故障原因故障等級危險指數(shù)定性定定性定量量同上。在FMEA基礎(chǔ)上，由元素故障概率，系統(tǒng)重大故障概率計算系統(tǒng)危險性指數(shù)機械電氣系統(tǒng)、局部工藝過程、事故分析較較FMEAFMEA復(fù)雜、精確復(fù)雜、精確二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法風(fēng)險評估有哪些方法？評價方法評價方法 評價目標(biāo)評價目標(biāo) 定性定性/ /定量定量方法特點方法特點適用范圍適用范圍優(yōu)缺點優(yōu)缺點事件樹ETA)事故原因觸發(fā)條件事故概率定性定性定量定量歸納法，由初始事件判斷系統(tǒng)事故原因及

16、條件內(nèi)各事件概率計算系統(tǒng)事故概率各類局部工藝過程、生產(chǎn)設(shè)備、裝置事故分析簡便、易行，受簡便、易行，受分析評價人員主分析評價人員主觀因素影響觀因素影響事故樹(FTA)事故原因事故概率定性定性定量定量演繹法，由事故和基本事件邏輯推斷事故原因，由基本事件概率計算事故概率宇航、核電、工藝、設(shè)備等復(fù)雜系統(tǒng)事故分析復(fù)雜、工作量大、復(fù)雜、工作量大、精確。事故樹編精確。事故樹編制有誤易失真制有誤易失真作 業(yè) 條 件危 險 性 評價危險性等級 定性定性半定半定量量按規(guī)定對系統(tǒng)的事故發(fā)生可能性、人員暴露狀況、危險程序賦分，計算后評定危險性等級各類生產(chǎn)作業(yè)條件簡便、實用，受簡便、實用，受分析評價人員主分析評價人員主

17、觀因素影響觀因素影響道 化 學(xué) 公司法(DOW)火災(zāi)爆炸危險性等級事故損失定量定量根據(jù)物質(zhì)、工藝危險性計算火災(zāi)爆炸指數(shù)，判定采取措施前后的系統(tǒng)整體危險性，由影響范圍、單元破壞系數(shù)計算系統(tǒng)整體經(jīng)濟、停產(chǎn)損失生產(chǎn)、貯存、處理燃爆、化學(xué)活潑性、有毒物質(zhì)的工藝過程及其他有關(guān)工藝系統(tǒng)大量使用圖表、大量使用圖表、簡捷明了、參數(shù)簡捷明了、參數(shù)取位寬、因人而取位寬、因人而異，只能對系統(tǒng)異，只能對系統(tǒng)整體宏觀評價整體宏觀評價帝 國 化 學(xué)公 司 蒙 德法(MOND)火災(zāi)、爆炸、毒性及系統(tǒng)整體危險性等級定量定量由物質(zhì)、工藝、毒性、布置危險計算采取措施前后的火災(zāi)、爆炸、毒性和整體危險性指數(shù)，評定各類危險性等級生產(chǎn)、

18、貯存、處理燃爆、化學(xué)活潑性、有毒物質(zhì)的工藝過程及其他有關(guān)工藝系統(tǒng)大量使用圖表、大量使用圖表、簡捷明了、參數(shù)簡捷明了、參數(shù)取位寬、因人而取位寬、因人而異，只能對系統(tǒng)異，只能對系統(tǒng)整體宏觀評價整體宏觀評價二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法風(fēng)險評估有哪些方法？評價方法評價方法 評價目標(biāo)評價目標(biāo) 定性定性/ /定量定量方法特點方法特點適用范圍適用范圍優(yōu)缺點優(yōu)缺點日本勞動省六階段法危 險 性 等級定性定定性定量量檢查表法定性評價，基準(zhǔn)局法定量評價，采取措施，用類比資料復(fù)評、1級危險性裝置用ETA，F(xiàn)TA等方法再評價化工廠和有關(guān)裝置綜合應(yīng)用幾種辦法綜合應(yīng)用幾種辦法反復(fù)評價，準(zhǔn)確性反復(fù)評價，準(zhǔn)確性高、

19、工作量大高、工作量大單元危險性快速排序法危 險 性 等級定量定量由物質(zhì)、毒性系數(shù)、工藝危險性系數(shù)計算火災(zāi)爆炸指數(shù)和毒性指標(biāo)，評定單元危險性等級同DOW法的適用范圍是是DOWDOW法的簡化方法的簡化方法。簡捷方便、易法。簡捷方便、易于推廣于推廣危險性與可操作性研究偏 離 及 其原 因 、 后果 、 對 系統(tǒng)的影響定性定性通過討論，分析系統(tǒng)可能出現(xiàn)的偏離、偏離原因、偏離后果及對整個系統(tǒng)的影響化工系統(tǒng)、熱力、水力系統(tǒng)的安全分橋簡便、易行，受分簡便、易行，受分析評價人員主觀因析評價人員主觀因素影響素影響模糊綜合評價安全等級半定量半定量利用模糊矩陣運算的科學(xué)方法，對于多個子系統(tǒng)和多因素進行綜合評價各類生

20、產(chǎn)作業(yè)條件簡便、實用，受分簡便、實用，受分析評價人員主觀因析評價人員主觀因素影響素影響 二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法風(fēng)險評估有哪些方法？n在所有的安全風(fēng)險評價方法中除去純定性分析，在所在所有的安全風(fēng)險評價方法中除去純定性分析，在所有的定量、半定量方法中，大多是就事論事，不是針有的定量、半定量方法中，大多是就事論事，不是針對某一系統(tǒng)進行評價，而系統(tǒng)化的評價方法個例性較對某一系統(tǒng)進行評價，而系統(tǒng)化的評價方法個例性較強，不能用作統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。強，不能用作統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。n需要引入數(shù)學(xué)建模的方法，形成一套數(shù)學(xué)模型這樣才需要引入數(shù)學(xué)建模的方法，形成一套數(shù)學(xué)模型這樣才具有通用性具有通用性。風(fēng)險評估方

21、法的評價二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法 u類比法類比法u量綱分析法量綱分析法u差分法差分法u變分法變分法u圖論法圖論法u層次分析法層次分析法u數(shù)據(jù)擬合法數(shù)據(jù)擬合法u回歸分析法回歸分析法u數(shù)學(xué)規(guī)劃法數(shù)學(xué)規(guī)劃法有哪些數(shù)學(xué)建模方法?u機理分析法機理分析法u排隊方法排隊方法u對策方法對策方法u決策方法決策方法u模糊評判方法模糊評判方法u時間序列方法時間序列方法u灰色理論方法灰色理論方法二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法n鉆井特別是井筒內(nèi)鉆進是一個系統(tǒng)工程，而且層次性鉆井特別是井筒內(nèi)鉆進是一個系統(tǒng)工程，而且層次性很強（鉆進、起下鉆等均包含多個工序），同時不確很強（鉆進、起下鉆等均包含多個

22、工序），同時不確定性又較多（包括地層壓力異常、地層溫度異常），定性又較多（包括地層壓力異常、地層溫度異常），而大多數(shù)數(shù)模方法并不適合一個不確定性較強的系統(tǒng)而大多數(shù)數(shù)模方法并不適合一個不確定性較強的系統(tǒng)n因此適合井筒分析評估的建模方法就只剩下層次分析因此適合井筒分析評估的建模方法就只剩下層次分析法、模糊分析法、灰色系統(tǒng)分析法法、模糊分析法、灰色系統(tǒng)分析法哪些方法適用于井筒風(fēng)險評估?二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法層次分析法層次分析法 1）建立層次結(jié)構(gòu)模型。分為目標(biāo)層，準(zhǔn)則層和方案層。）建立層次結(jié)構(gòu)模型。分為目標(biāo)層，準(zhǔn)則層和方案層。2）構(gòu)造成對比矩陣）構(gòu)造成對比矩陣3）計算權(quán)向量并做一致性

23、檢驗）計算權(quán)向量并做一致性檢驗4）計算組合權(quán)向量并做組合一致性檢驗）計算組合權(quán)向量并做組合一致性檢驗層次分析法是一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)化的、層次層次分析法是一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)化的、層次化的分析方法?；姆治龇椒ā；静襟E分為基本步驟分為二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法模糊綜合評價法模糊綜合評價法 其基本思想是：在確定評價因素、因子的評價等級和權(quán)其基本思想是：在確定評價因素、因子的評價等級和權(quán)值的基礎(chǔ)上，運用模糊集合變換原理，以隸屬度描述個值的基礎(chǔ)上，運用模糊集合變換原理，以隸屬度描述個因素、因子的模糊界線，構(gòu)造模糊矩陣，通過多層的復(fù)因素、因子的模糊界線，構(gòu)造模糊矩陣，通

24、過多層的復(fù)合運算，最終確定評價對象所屬等級。合運算，最終確定評價對象所屬等級。灰色系統(tǒng)方法 灰色系統(tǒng)理論主要研究的就是灰色系統(tǒng)理論主要研究的就是“外延明確，內(nèi)涵不明確外延明確，內(nèi)涵不明確”的的“小樣本，貧信息小樣本，貧信息”問題。問題。具體計算步驟如下：具體計算步驟如下： （1）確定反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列和影響系統(tǒng)行為）確定反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列和影響系統(tǒng)行為的比較數(shù)列的比較數(shù)列 （2）對參考數(shù)列和比較數(shù)列進行無量綱化處理）對參考數(shù)列和比較數(shù)列進行無量綱化處理 （3）求參考數(shù)列與比較數(shù)列的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)）求參考數(shù)列與比較數(shù)列的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)（4）求關(guān)聯(lián)度）求關(guān)聯(lián)度（5）排關(guān)聯(lián)序）排關(guān)聯(lián)序

25、二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法 n層次分析法層次分析法n優(yōu)點優(yōu)點 1. 系統(tǒng)性的分析方法；系統(tǒng)性的分析方法；2. 簡潔實用；簡潔實用；3. 所需定量數(shù)據(jù)信息較少所需定量數(shù)據(jù)信息較少 ；4.可靠度較高，誤差小可靠度較高，誤差小n缺點：缺點： 1. 不能為決策提供新方案；不能為決策提供新方案；2. 定量數(shù)據(jù)較少定性成分多不易令人信定量數(shù)據(jù)較少定性成分多不易令人信服；服；3. 指標(biāo)過多時數(shù)據(jù)統(tǒng)計量大且權(quán)重難以確定指標(biāo)過多時數(shù)據(jù)統(tǒng)計量大且權(quán)重難以確定 ；4. 特征值和特征向量的特征值和特征向量的精確求法比較復(fù)雜精確求法比較復(fù)雜 n模糊綜合評價方法模糊綜合評價方法n優(yōu)點：優(yōu)點：1.能對蘊藏信息

26、呈現(xiàn)模糊性的資料作出比較科學(xué)，合理、貼近實際能對蘊藏信息呈現(xiàn)模糊性的資料作出比較科學(xué)，合理、貼近實際的量化評價；的量化評價；2.評價結(jié)果是一個向量。評價結(jié)果是一個向量。n缺點：缺點： 1.計算復(fù)雜，對指標(biāo)權(quán)重向量的確定主觀性較強；計算復(fù)雜，對指標(biāo)權(quán)重向量的確定主觀性較強；2. 不能解決評價不能解決評價指標(biāo)間相關(guān)造成的信息重復(fù)問題。指標(biāo)間相關(guān)造成的信息重復(fù)問題。n灰色系統(tǒng)理論方法灰色系統(tǒng)理論方法n優(yōu)點：對數(shù)據(jù)要求較低且計算量小。優(yōu)點：對數(shù)據(jù)要求較低且計算量小。n缺點：計算時對各樣本采用平權(quán)處理客觀性較差。缺點：計算時對各樣本采用平權(quán)處理客觀性較差。n通過三個方法的對比，考慮快速和井筒鉆進特點，建

27、議綜合上述通過三個方法的對比，考慮快速和井筒鉆進特點，建議綜合上述考慮，優(yōu)化后決定采用模糊層次綜合分析法考慮，優(yōu)化后決定采用模糊層次綜合分析法二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法數(shù)學(xué)建模方法的評價目目 錄錄一、概述一、概述二、井筒風(fēng)險分析方法二、井筒風(fēng)險分析方法三、井筒風(fēng)險評價模型三、井筒風(fēng)險評價模型四、認識及建議四、認識及建議三、井筒風(fēng)險評價模型三、井筒風(fēng)險評價模型1、建立風(fēng)險因素指標(biāo)體系、建立風(fēng)險因素指標(biāo)體系n將目標(biāo)層井筒鉆進風(fēng)險將目標(biāo)層井筒鉆進風(fēng)險A的相關(guān)風(fēng)險因素分為的相關(guān)風(fēng)險因素分為“鉆鉆具風(fēng)險具風(fēng)險B1”，“井壁穩(wěn)定風(fēng)險井壁穩(wěn)定風(fēng)險B2” ，“井眼穩(wěn)定風(fēng)井眼穩(wěn)定風(fēng)險險B3”三大類

28、三大類,組成準(zhǔn)則層組成準(zhǔn)則層B，同時選取了，同時選取了11個風(fēng)險個風(fēng)險因素組成方案層因素組成方案層C的層次關(guān)系，共同構(gòu)成風(fēng)險因素的層次關(guān)系，共同構(gòu)成風(fēng)險因素分析體系。分析體系。2、確定評價因素的權(quán)重、確定評價因素的權(quán)重n基于層次分析法，根據(jù)基于層次分析法，根據(jù)19數(shù)量標(biāo)度建立各層次上數(shù)量標(biāo)度建立各層次上的判斷矩陣，在滿足一致性檢驗的條件下，其最大的判斷矩陣，在滿足一致性檢驗的條件下，其最大特征值所對應(yīng)的特征向量就是該層元素相對于上一特征值所對應(yīng)的特征向量就是該層元素相對于上一層元素的權(quán)重向量，權(quán)重集表示為層元素的權(quán)重向量，權(quán)重集表示為A=(a1,a2,am)。3、確定評價集和評價矩陣、確定評價

29、集和評價矩陣n根據(jù)通常情況，將風(fēng)險分為根據(jù)通常情況，將風(fēng)險分為4級，評價集定義為級，評價集定義為V=很高，較高，一般，不高很高，較高，一般，不高=1，2，3，4，專家，專家評價是每個專家對各個風(fēng)險因素的按照安全等級給評價是每個專家對各個風(fēng)險因素的按照安全等級給予的評價值，評價矩陣定義為予的評價值，評價矩陣定義為P=P1，P2，Pn。其中。其中Pn代表第代表第n個專家對每個因素的評價集合。個專家對每個因素的評價集合。4、構(gòu)造模糊綜合評判模型、構(gòu)造模糊綜合評判模型n對各個風(fēng)險因素作出評價后，按層次和隸屬度關(guān)系對各個風(fēng)險因素作出評價后，按層次和隸屬度關(guān)系由下往上逐級進行綜合評判，低層次的多因素評價的由下往上逐級進行綜合評判，低層次的多因素評價的綜合形成了上一級對應(yīng)的單因素評價，這樣便構(gòu)成了綜合形成了上一級對應(yīng)的單因素評價，這樣便構(gòu)成了二級綜合評判體系。把模糊評判矩陣與因素的權(quán)重集二級綜合評判體系。把模糊評判矩陣與因素的權(quán)重集進行模糊運算并進行歸一化，得到鉆井作業(yè)風(fēng)險分析進行模糊運算并進行歸一化，得到鉆井作業(yè)風(fēng)險分析的模糊綜合評價結(jié)果。的模糊綜合評價結(jié)果。三、井筒風(fēng)險評價模型三、井筒風(fēng)險評價模型5、評判標(biāo)準(zhǔn)、評判標(biāo)準(zhǔn)n設(shè)定安全風(fēng)險