深部地质钻进过程地层特征参数建模与安全预警研究进展
杨豫龙1,2,3，曹卫华1,2,3,*，甘 超1,2,3，
黎育朋1,2,3，吴 敏1,2,3
(1. 中国地质大学(武汉) 自动化学院，湖北 武汉 430074；2. 复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室，湖北 武汉 430074；3. 地球探测智能化技术教育部工程研究中心，湖北 武汉 430074)
创新点
（1）围绕地质钻进过程安全、高效的实际需求，梳理相关技术发展现状：
地层特征参数建模的精度和维度不断提高，以地层可钻性、地层压力等为代表的关键地层特征参数模型为钻进过程控制、决策和优化奠定了基础；井壁稳定性评估和井下故障监测方法在实际工程中取得广泛应用，实现了钻具失效、井壁坍塌、井漏、井涌等井下事故有效识别与提前预警。
（2）结合作者所在团队近5年的研究工作，分析未来发展方向：
融合地质-物探-化探-遥感等多维勘探信息，克服单一信息的来源约束，实现钻前、钻中、钻后全周期的地层特征参数预测建模；充分考虑井下信息的不完备性，突破少样本故障、无显著特征早期故障监测技术，进一步提高钻进过程安全预警的可靠性和准确性。
（3）结合人工智能技术发展趋势，提出智能地质勘探系统构想：
发挥数据在地质勘探过程的主导作用，构建地质勘探数据中台，推动大数据、大模型技术在地质勘探和矿产开发全流程的落地应用，为地质勘探的安全和高效开展提供保障。
文章主要内容
1 地层特征参数建模
1.1 地层可钻性建模
1.1.1 点地层可钻性建模
1.1.2 二维地层可钻性建模
1.1.3 三维地层可钻性建模
1.2 地层压力建模
1.2.1 地层异常压力成因
1.2.2 地层压力预测方法
2 钻进过程安全预警
2.1 井壁稳定性分析
2.2 井下故障监测
2.2.1 常见井下故障的典型特征
2.2.2 数据驱动的井下故障监测方法
2.2.3 考虑钻进工况的井下故障监测方法
2.2.4 井下信息缺失情况下的故障监测方法
3 未来发展方向
4 结 论
主要附图
图 2 三维地层可钻性模型
图 3 三维地层压力梯度场
图 5 影响井壁稳定性的 3 个压力参数
图 6 在线故障监测应用系统
图 7 智能地质勘探系统
本文已在期刊官网和国际网站同步上传
官 网：www.mtdzykt.com
国际网站：https://cge.researchcommons.org/journal/
作者简介
杨豫龙，曹卫华，甘超，等. 深部地质钻进过程地层特征参数建模与安全预警研究进展[J]. 煤田地质与勘探，2024，52(10)：195−206.
doi: 10.12363/issn.1001-1986.24.05.0341
