在油气井工程的设计和计算中,井壁围岩是否稳定,直接影响钻井作业和生产的正常进行。影响井壁稳定性的因素众多,井壁围岩的岩性参数是其中最为基本和重要的因素。由于地质环境和地层岩性的复杂性,岩性参数具有明显的不确定性特征,在相关工程设计和计算过程中,如何避免计算参数的单一性和计算结果的片面性,设定合理工况,对保持井壁稳定性和安全作业是十分重要的。本文针对岩性参数的不确定性问题,利用概率统计学知识,结合Monte-Carlo法和BP神经网络等方法手段,分析计算井壁可靠性和失稳概率,并基于安全评价方法,对井壁的稳定性进行影响因素权重计算和风险评价。首先,通过查阅相关文献和资料,收集和整理了塔里木盆地区域的岩石力学参数和地应力数据,运用统计学方法,得到岩性参数的概率分布特征和概率曲线方程,利用线性回归和多元线性回归方法,得到地应力沿纵向的线性回归方程,结合BP神经网络,拟合出地应力纵向分布曲线。其次,对井壁稳定性的影响因素进行识别,分析井壁失稳形式,探究井壁失稳破坏的力学机理,建立井壁围岩受力模型,选择合适的岩石破坏准则,推导出井壁围岩破坏方程,利用软件生成符合岩性参数分布特征的随机样本,编程计算井壁坍塌、破裂压力,分析其概率分布特征,利用有限元软件建立井壁围岩有限元模型进行实例计算,得到井壁围岩的应力、应变分布规律,确定井壁失稳的判断依据。再次,建立井壁稳定性分析模型和极限状态方程,基于岩性参数分布特征,利用Monte-Carlo法结合有限元软件对样本变量进行随机抽样,经过重复试验得到井壁坍塌、破裂系数样本,计算出井壁的可靠性和失稳概率,进一步结合BP神经网络,对不同工况下的井壁失稳概率进行预测,得到井壁失稳概率曲线。最后,基于安全评价原理,利用层次分析法,建立井壁稳定性影响因素层次结构模型,构造判断矩阵,计算各级影响因素的权重,再结合综合模糊评价法,建立各评价因素的模糊综合评价矩阵,计算各因素风险值以及评价模型中总目标井壁失稳的风险值。