压裂是低渗透油田增产的最有效最快捷措施。由于压裂施工工况复杂,存在着很大风险,其中砂堵是导致压裂失败最主要的因素,它会严重阻碍压裂作业的正常进行,导致一口井重复压裂多次,降低压裂效率,浪费大量人力物力,甚至导致压裂管柱报废,造成施工事故,另外,压裂裂缝是否按照设计要求进行延伸,也是影响压裂施工成败的关键因素。因此,提出一套结合砂堵风险实时预警模型和裂缝实时计算模型于一体的压裂实时动态预警方法并开发和集成配套系统,对压裂施工过程中的砂堵风险进行早期预警和裂缝的实时走向进行实时计算分析,对于防止压裂恶性事故的发生,保证压裂施工作业安全,提高压裂效率具有重要的意义。本文提出一种适用于压裂井施工现状的压裂实时动态预警方法,并开发和集成了配套系统,取得成果如下:1.开发了一套适合于压裂施工过程中压裂风险实时监测预警系统,基于压裂施工配套数据采集系统,实现了实时数据的采集与融合,并完成了对压裂过程中风险的实时监测与预警,有效提高了压裂施工成功率,减少了由砂堵引起的衍生事故发生,在现场应用了 24 口井,系统运行良好,预警准确;2.通过对压裂施工工艺和压裂砂堵发生机理的研究,总结压裂砂堵发生的影响因素、表征现象及规律,提出了一套适用于压裂施工过程中的预警分析方案;3.基于选定的预警方案,进行了监测参数的评价分析和砂堵预警算法的优选,完成了 BP神经网络算法的选取,针对BP神经网络的基本BP训练算法收敛速度慢和易陷入局部极小值的缺陷,在分析了前人研究成果的基础上,提出了改进共轭梯度算法,有效地改善了网络的收敛性能和训练速度,建立了基于改进的BP神经网络的压裂砂堵风险实时预警模型;4.通过对裂缝扩展模型的深入研究,对比二维、拟三维和全三维裂缝计算模型,建立了裂缝实时计算模型,实现了对压裂裂缝的实时评估;5.建立的压裂实时动态预警数据库可以对大量多源异构压裂数据进行统一存储管理,为压裂实时动态预警系统的实现提供技术支撑;6.基于已确立的压裂砂堵预警模型和裂缝计算模型,完成对压裂实时动态预警的总体架构设计,并利用SQL Server 2008数据库平台和C#程序语言完成软件系统的开发,将压裂实时动态预警通过现场测试,能够满足现场需要,具备工业化推广能力。本文设计并开发的压裂实时动态预警系统集压裂数据实时监测、压裂数据管理、砂堵风险实时预警和裂缝实时计算等功能于一体,能够为现场技术人员提供一个更加完善的技术决策支持平台。本文形成的压裂实时动态预警系统已在中石油华北油田分公司应用了 24 口井,系统运行稳定。