本发明涉及测井，特别涉及一种起下钻波动压力预测方法、系统、模型库和电子设备。
背景技术：
1、油气钻井过程中，经常进行的作业是将管柱起出或下入充满钻井液的井眼，起钻、下钻、下套管或衬管等是这种作业的主要形式。由于管柱的顶替作用，将会导致井眼内钻井液的流动，从而在井内产生附加的压力。因起下钻速度不均匀等，这种附加压力的数值在管柱起出或下入过程中会发生变化。钻井工作者通常将这种现象称为压力波动，将附加压力的数值称为波动压力。习惯上将波动压力分为激动压力和抽吸压力两种。若波动压力使井内总压力增加，则称为激动压力或挤压压力；若波动压力使井内总压力减小，则称为抽吸压力。波动压力在钻井中产生的危害极大，是破坏井眼压力系统平衡的主要原因之一。波动压力对钻井有以下危害：(1)波动压力可以引起井涌或井喷。为了节省时间，将管柱快速起出井眼时，井内可能产生很大的抽吸压力，从而使井内压力降低，地层油气流入，从而引起井涌或井喷。(2)过大的激动压力会压裂地层而引起井漏。(3)管柱的起出或下入过程中，会引起激动压力和抽吸压力的交替变化，使井壁上的载荷发生周期性变化，容易引起井壁坍塌。(4)抽吸压力会导致地层流体流入井内而污染钻井液，从而导致钻井液处理上的困难。(5)激动压力或抽吸压力也会给油层保护带来困难。由此可见，掌握波动压力的变化规律，分析影响波动压力的因素，计算波动压力的数值，对于正确制订钻井设计，减少钻井事故，提高钻速和降低钻井成本，都具有十分重要的意义。
2、目前国内外对于波动压力的预测大致上有两大思路，即稳态模型和瞬态模型。稳态模型通过钻井液水力学来预测起下钻波动压力，以井内稳定流动假设为基础的，这些研究成果及其在现场的应用大大减少了钻井过程中井喷、井漏等复杂事故的发生，也为人们更深入地了解波动压力的机理打下了基础。随着深井钻井技术及平衡压力钻井技术的不断发展，对井下波动压力控制的要求越来越高，人们开始不满足于稳态波动压力计算模式。于是有人提出了瞬态波动压力预测模型。瞬态模型建立了一种以井内不稳定流为基础的波动压力计算模型，考虑了钻井液压缩性、井眼膨胀性及流体惯性等因素。该模型将摩擦力看作一不连续的阶跃参数，并使用沿流动方向排列的假想喷嘴来处理，使用了钻井液宾汉模式，另外求解时使用了bergeron图解法。而后基于此瞬态模型，有人建立了考虑除了钻井液含气量之外的其他未考虑的因素，建立了一个比较完整的波动压力计算模型。
3、瞬态模型虽然精度很高，但在计算机中的运算速度很慢。通常计算一个点的波动压力所需要的时间能达到分钟级，远远不能满足钻井现场实时性的需求。而稳态模型能够满足实时性的需求，但误差较大。所以迫切需要新的波动压力预测模型，以达到快速预测并且误差较小适合钻井现场运用的目的。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，发明人做出本发明，通过具体实施方式，提供一种起下钻波动压力预测方法、系统、模型库和电子设备。
2、第一方面，本发明实施例提供一种起下钻波动压力预测方法，包括以下步骤：
3、获取测量井的起下钻波动压力数据；
4、根据预设的特征参数，将所述测量井进行分类，得到相似井数据库；
5、根据所述测量井的每种类别对应的起下钻波动压力数据，进行波动压力分析，得到波动压力预测模型库；
6、根据待测井的特征参数，在所述波动压力预测模型库中确定对应的波动压力预测模型；
7、使用所述待测井对应的波动压力预测模型，预测所述待测井的波动压力。
8、具体的，获取测量井的起下钻波动压力数据，包括以下步骤：
9、通过将随钻压力传感器分别放入测量井中，测量所述测量井实时起下钻波动压力；
10、将所述测量井实时起下钻波动压力与时间、井深建立对应关系，得到所述测量井的起下钻波动压力数据。
11、具体的，所述特征参数，包括：井下温度梯度、井深结构、钻具组合、钻井液类型和钻井液性能参数。
12、具体的，根据预设的特征参数，将所述测量井进行分类，得到相似井数据库，包括以下步骤：
13、获取所述测量井的井下温度数据、井深结构数据、钻具组合数据、钻井液类型和钻井液性能参数；
14、按照钻井液类型，对所述测量井分类，得到测量井的第一类别；
15、按照井下温度数据的梯度、井深结构数据和钻具组合数据进行分段，得到测量井的每个段的类别，将每段内的多个钻井液性能参数进行聚类，得到所述测量井的第二类别，根据所述测量井的所述第一类别和第二类别，建立相似井数据库。
16、具体的，所述井深结构数据包括套管或裸眼段内径，所述钻具组合数据包括钻具外径，所述钻井液性能参数包括钻井液流变系数n和钻井液稠度系数k。
17、具体的，根据所述测量井的每种类别对应的起下钻波动压力数据，进行波动压力分析，得到波动压力预测模型库，包括以下步骤：
18、建立波动压力修正模型
19、其中，δp为波动压力，为钻具为克服静切力产生的波动压力，为钻具移动的加速度产生的波动压力，为钻具移动的粘滞力产生的波动压力，τw为钻井液静切力，l为对应的井深，do为裸眼或者套管内径，di为钻具外径，ρ为钻井液密度，a为钻具移动的加速度，v是起下钻速度，k为钻井液稠度系数，n为钻井液流变系数，a、b和c为待修正系数；
20、将相同类别的井对应的起下钻波动压力数据，输入上述波动压力修正模型，利用pls回归确定上述待修正系数，得到对应类别的井的起下钻波动压力预测模型；
21、根据每种类别的井的起下钻波动压力预测模型，构建波动压力预测模型库。
22、具体的，根据待测井的特征参数，在所述波动压力预测模型库中确定对应的波动压力预测模型，包括以下步骤：
23、获取待测井的特征参数；
24、根据待测井的钻井液类型，选择对应的波动压力预测模型库；
25、根据待测井的特征参数，从所述相似井数据库中找到对应的相似井；
26、根据待测井当前的井下温度、钻井液性能参数聚类值和对应的相似井，在所述对应的波动压力预测模型库中确定对应的波动压力预测模型。
27、第二方面，本发明实施例提供一种起下钻波动压力预测系统，包括：
28、模型库建立模块，用于获取测量井的起下钻波动压力数据；根据预设的特征参数，将所述测量井进行分类，得到相似井数据库；根据所述测量井的每种类别对应的起下钻波动压力数据，进行波动压力分析，得到波动压力预测模型库；
29、波动压力预测模块，用于根据待测井的特征参数，在所述波动压力预测模型库中确定对应的波动压力预测模型；使用所述待测井对应的波动压力预测模型，预测所述待测井的波动压力。
30、第三方面，本发明实施例提供一种起下钻波动压力预测模型库构建方法，包括以下步骤：
31、获取测量井的起下钻波动压力数据；
32、根据预设的特征参数，将所述测量井进行分类，得到相似井数据库；
33、根据所述测量井的每种类别对应的起下钻波动压力数据，进行波动压力分析，得到起下钻波动压力预测模型库。
34、第四方面，本发明实施例提供一种起下钻波动压力预测方法，包括以下步骤：
35、根据待测井的特征参数，在前述的起下钻波动压力预测模型库中确定对应的波动压力预测模型；
36、使用所述待测井对应的波动压力预测模型，预测所述待测井的波动压力。
37、第五方面，本发明实施例提供一种起下钻波动压力预测模型库，由前述的起下钻波动压力预测模型库构建方法构建。
38、基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储于存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现前述的起下钻波动压力预测方法，或实现前述的起下钻波动压力预测模型库构建方法，或实现前述的起下钻波动压力预测方法。
39、基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令执行时，实现前述的起下钻波动压力预测方法，或实现前述的起下钻波动压力预测模型库构建方法，或实现前述的起下钻波动压力预测方法。
40、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
41、基于起下钻实时波动压力数据建立了准确高效的起下钻波动压力模型库，通过聚类算法进行相似井的分类，利用pls算法对波动压力模型进行回归，再通过当前井的特征数据选择预测模型，能够实现快速预测并且误差较小，适合钻井现场运用。
42、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
43、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种起下钻波动压力预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的起下钻波动压力预测方法，其特征在于，获取测量井的起下钻波动压力数据，包括以下步骤：
3.如权利要求1所述的起下钻波动压力预测方法，其特征在于，所述特征参数，包括：井下温度梯度、井深结构、钻具组合、钻井液类型和钻井液性能参数。
4.如权利要求3所述的起下钻波动压力预测方法，其特征在于，根据预设的特征参数，将所述测量井进行分类，得到相似井数据库，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的起下钻波动压力预测方法，其特征在于，所述井深结构数据包括套管或裸眼段内径，所述钻具组合数据包括钻具外径，所述钻井液性能参数包括钻井液流变系数n和钻井液稠度系数k。
6.如权利要求1所述的起下钻波动压力预测方法，其特征在于，根据所述测量井的每种类别对应的起下钻波动压力数据，进行波动压力分析，得到波动压力预测模型库，包括以下步骤：
7.如权利要求1至6任一所述的起下钻波动压力预测方法，其特征在于，根据待测井的特征参数，在所述波动压力预测模型库中确定对应的波动压力预测模型，包括以下步骤：
8.一种起下钻波动压力预测系统，其特征在于，包括：
9.一种起下钻波动压力预测模型库构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种起下钻波动压力预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.一种起下钻波动压力预测模型库，其特征在于，由权利要求9所述的起下钻波动压力预测模型库构建方法构建。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储于存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至7任一所述的起下钻波动压力预测方法，或实现权利要求9所述的起下钻波动压力预测模型库构建方法，或实现权利要求10所述的起下钻波动压力预测方法。
13.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令执行时，实现权利要求1至7任一所述的起下钻波动压力预测方法，或实现权利要求9所述的起下钻波动压力预测模型库构建方法，或实现权利要求10所述的起下钻波动压力预测方法。
