本發(fā)明涉及頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)分析，具體為一種頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法。

背景技術(shù)：

1、帶壓作業(yè)技術(shù)在國(guó)外已廣泛應(yīng)用于陸地油氣井和海上平臺(tái)，裝備功能齊全、作業(yè)范圍廣，該技術(shù)已經(jīng)成為提高油氣田采收率和保護(hù)油氣藏的重要手段之一。其應(yīng)用范圍包括帶壓下完井管柱，帶壓輔助分層壓裂、酸化作業(yè)，帶壓沖砂、打撈、磨銑、清蠟等修井作業(yè)以及應(yīng)急搶險(xiǎn)等。隨著勘探開發(fā)程度的提高，單井產(chǎn)能逐漸降低，老井綜合整治工作量增加，非常規(guī)天然氣（頁(yè)巖氣、致密油氣）的開采和環(huán)境保護(hù)的日益嚴(yán)格，由于溫度、壓力的不斷變化，使得開采頁(yè)巖氣工作不可避免的受到磨損、沖蝕等因素的影響容易引起井口設(shè)施可靠性降低的問題。目前，頁(yè)巖氣帶壓工作可靠性分析研究主要集中在套管、采氣管、設(shè)備等方面，對(duì)頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)井口裝置現(xiàn)有研究，且頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)井口裝置泄漏的可能性也是非常大的。因此亟須對(duì)頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)的可靠性進(jìn)行重點(diǎn)研究，為此提出了一種頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法，包括以下步驟：s1.構(gòu)建超橢球t-s故障樹仿真流程；s2.對(duì)頁(yè)巖氣作業(yè)進(jìn)行可靠性分析；其中，所述s1步驟包括以下子步驟：s10.建立超橢球模塊；s11.采用monte-carlo求解超橢球模型，并輸出約束后的底事件失效區(qū)間；s12.計(jì)算中間事件和頂事件失效可能性；s13.計(jì)算概率重要度和關(guān)鍵重要度。

2、進(jìn)一步地，所述s11步驟具體包括以下子步驟：s111.輸入底事件初始失效區(qū)間，并設(shè)定仿真模擬的次數(shù)；s112.計(jì)算名義值和離差；s113.在超橢球凸集區(qū)域中隨機(jī)均勻取值，并計(jì)算超橢球約束后的xi取值區(qū)間，其中xi表示底事件故障狀態(tài)；s114.輸出約束后的底事件失效區(qū)間。

3、進(jìn)一步地，所述s112步驟中計(jì)算名義值和離差的計(jì)算公式為：；所述s113步驟中計(jì)算超橢球約束后的xi取值區(qū)間的計(jì)算公式為：；上述式中，p h?(xiai)為超橢球約束后的xi的取值區(qū)間，pm(xiai)、pr(xiai)分別為p h(xiai)的名義值和離差，pl?(xiai)、pu(xiai)分別為底事件失效區(qū)間下限和上限，i∈[1,2...,n]，球坐標(biāo)為（r，θ1，?θ2，?，?θn-1），r∈[0，1]，θi∈[0，2π]。

4、進(jìn)一步地，所述s12步驟具體包括以下子步驟：s121.建立get_as.m文件和t-sm.m文件；s122.輸入約束后的底事件失效區(qū)間；s123.設(shè)置n=1，建立ergodia_tree.m文件；s124.當(dāng)n=n且頂事件失效可能性上限大于0時(shí)，計(jì)算中間事件和頂事件失效可能性。

5、進(jìn)一步地，所述s13步驟具體包括以下子步驟：s131.獲取s12步驟的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)；s132.計(jì)算超橢球t-s故障樹重要度；s133.輸出不同狀態(tài)下的概率重要度和關(guān)鍵重要度。

6、進(jìn)一步地，所述s132步驟中計(jì)算超橢球t-s故障樹重要度的計(jì)算公式為：；；上述式中，為概率重要度；ki表示基本事件xi所有故障狀態(tài)的個(gè)數(shù)；xiai表示描述底事件各種故障狀態(tài)；表示關(guān)鍵重要度；ai∈[1,2,3...,ki]表示基本事件的故障狀態(tài)；表示當(dāng)xi=?xiai時(shí)的概率重要度；表示當(dāng)xi=?xiai時(shí)的關(guān)鍵重要度。

7、進(jìn)一步地，所述s2步驟具體包括以下子步驟：s21.將頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)發(fā)生泄漏作為頂事件，并對(duì)頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)泄漏風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行仿真模擬；s22.建立頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)泄露故障樹模型；s23.采用t-s門進(jìn)行布爾邏輯門故障樹轉(zhuǎn)化。

8、進(jìn)一步地，所述s21步驟后還存在一個(gè)分析步驟：頂事件失效可能性分析和底事件重要度分析，其中底事件重要度分析為計(jì)算底事件關(guān)鍵重要度和概率重要度；其中，所述頂事件失效可能性分析具體為：采用基于超橢球t-s故障樹的仿真流程輸出中間事件和頂事件失效可能性數(shù)據(jù)，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行等級(jí)劃分；所述底事件重要度分析具體為：采用基于超橢球t-s故障樹的仿真流程輸出底事件重要度數(shù)據(jù)，根據(jù)頂事件呈現(xiàn)出的不同的故障狀態(tài)，識(shí)別出頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)泄漏失效的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素。

9、本發(fā)明提供了一種頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法，具有以下有益效果：

10、本發(fā)明以t-s故障樹為基礎(chǔ)，結(jié)合超橢球模型來約束基本事件的取值范圍，建立了基于超橢球t-s故障樹的仿真流程，通過仿真實(shí)例發(fā)現(xiàn)超橢球t-s故障樹較區(qū)間t-s故障樹得到的概率區(qū)間更窄，更加的符合工程實(shí)際；將建立的超橢球t-s故障樹仿真流程運(yùn)用于頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析，求出頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)為嚴(yán)重故障狀態(tài)的可能性描述是偶爾發(fā)生，為降低頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)泄漏事故的發(fā)生，有必要依據(jù)重要度計(jì)算結(jié)果對(duì)井口裝置失效、套管失效、采氣管柱失效等事件進(jìn)行重點(diǎn)檢查。

技術(shù)特征：

1.一種頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法，其特征在于，所述s11步驟具體包括以下子步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法，其特征在于，所述s112步驟中計(jì)算名義值和離差的計(jì)算公式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法，其特征在于，所述s12步驟具體包括以下子步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法，其特征在于，所述s13步驟具體包括以下子步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法，其特征在于，所述s132步驟中計(jì)算超橢球t-s故障樹重要度的計(jì)算公式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法，其特征在于，所述s2步驟具體包括以下子步驟：s21.將頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)發(fā)生泄漏作為頂事件，并對(duì)頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)泄漏風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行仿真模擬；s22.建立頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)泄露故障樹模型；s23.采用t-s門進(jìn)行布爾邏輯門故障樹轉(zhuǎn)化。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法，其特征在于，所述s21步驟后還存在一個(gè)分析步驟：頂事件失效可能性分析和底事件重要度分析，其中底事件重要度分析為計(jì)算底事件關(guān)鍵重要度和概率重要度；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析方法，以T?S故障樹為基礎(chǔ)，結(jié)合超橢球模型來約束基本事件的取值范圍，建立了基于超橢球T?S故障樹的仿真流程，通過仿真實(shí)例發(fā)現(xiàn)超橢球T?S故障樹較區(qū)間T?S故障樹得到的概率區(qū)間更窄，更加的符合工程實(shí)際；將建立的超橢球T?S故障樹仿真流程運(yùn)用于頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)可靠性分析，求出頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)為嚴(yán)重故障狀態(tài)的可能性描述是偶爾發(fā)生，為降低頁(yè)巖氣帶壓作業(yè)泄漏事故的發(fā)生，有必要依據(jù)重要度計(jì)算結(jié)果對(duì)井口裝置失效、套管失效、采氣管柱失效等事件進(jìn)行重點(diǎn)檢查。

技術(shù)研發(fā)人員：米紅甫,唐詩(shī)國(guó),唐庚,劉文僅,向世林,龍學(xué)淵,李玉飛,楊海,白璐,周長(zhǎng)林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川圣諾油氣工程技術(shù)服務(wù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21