[发明专利]一种基于地层抗钻参数的钻头快速优选方法

说明书

本发明涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种基于地层抗钻参数的钻头快速优选方法，包括地层敏感抗钻参数提取步骤、钻头选型统计模式建立步骤和钻头优选灰色聚类步骤，是一种依据待钻井所在井区的各类测井数据，简捷准确地提取地层敏感抗钻参数，对比选取不同地层井深进尺较快的钻头类型，建立地层抗钻参数与对应的高效钻头类型的大数据模式库，采用灰色动态聚类分析法，给出已钻井、正钻井或待钻井的不同井段地层的最佳钻头类型的钻头快速优选方法。

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种基于地层抗钻参数的钻头快速优选方法。

背景技术

深层油气资源的勘探开发，是实现油田油气资源战略接替的主要途径。大力发展深井超深井钻井技术，既是勘探开发的需要，也是积极适应钻井工程技术服务市场竞争的需要。

有关资料表明，中国的石油可采资源量预计为150亿吨，待发现和探明85亿吨左右，占可采石油资源探明程度的57％。这部分待探明的石油资源主要分布在塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈四个盆地，是中国石油产量的主要接替区，同时，这部分资源量的73％埋藏在5000米以下。

实现新地区、新领域、新层位尤其是深层的油气突破，寻找和扩大油田含油气范围及领域，成为顺利实现中国石油资源接替目标的主要手段，深井超深井钻井技术的快速、规模发展则是这一手段最重要的实现方式。近年来我国深井、超深井和水平井钻井技术在塔里木盆地和四川盆地等有了很大的发展，但在实际钻井工程中如何快捷地优选出与地层属性相适应的钻头来提高机械钻速的问题愈益明显。

深井、复杂超深井钻井要钻穿不同地质年代的多套复杂岩性地层，同一井段地层压力梯度变化较大，尤其是深部地层存在高温、高压、高地应力等地质情况，使井下复杂程度加剧。其中，深部硬地层快速钻进的问题是钻井中一大技术难题，也是制约深井、复杂超深井和水平井钻井技术发展的瓶颈，而准确计算与提取深部地层的岩石力学抗钻参数，优选最佳钻头类型，减少起下钻更换钻头次数、优化井身结构，是提高深井、超深井和水平井钻井机械钻速、降低钻井周期及减少单井钻头用量等方面的关键技术之一。目前常用的钻头选型方法是选取地层取芯岩样进行室内单轴或加围压下的PDC微钻头和牙轮微钻头的可钻性和研磨性实验，来确定所取岩样地层的可钻性和研磨性，然后根据石油行业最新标准和一些数学分析方法，例如判别分析法、神经网络分析法和支持向量机法等选择钻头类型，但是这种方法：一是受到取心资料的局限，难以反映非均质地层岩石特性的变化，得出的可钻性级值和研磨性数据散乱、不连续，而且由于岩心从井底到地面而发生应力释放，使得岩石可钻性级值和研磨性等试验结果不能完全反映在地下温压条件下的岩石力学实际情况；二是判别分析法、神经网络分析法和支持向量机法等数学分析法受其本身模式识别种类数和分辨率的限制，一般用于3-5个种类的识别或判别，效果较好，无法用于目前这种多厂家、多公司研发生产的多种钻头类型和个性化钻头的优选。

即现有的选型方法技术方案存在依据实验数据离散、随机和有限，以及抗钻参数单一和常用的选型数学方法局限性强等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题和不足，本发明旨在于提供一种依据待钻井所在井区的各类测井数据，简捷准确地提取地层敏感抗钻参数，对比选取不同地层井深进尺较快的钻头类型，建立地层抗钻参数与对应的高效钻头类型的大数据模式库，采用灰色动态聚类分析法，给出已钻井、正钻井或待钻井的不同井段地层的最佳钻头类型的钻头快速优选方法。

本发明的一种基于地层抗钻参数的钻头快速优选方法，其特征在于：包括地层敏感抗钻参数提取步骤、钻头选型统计模式建立步骤和钻头优选灰色聚类步骤；

所述地层敏感抗钻参数提取步骤，是通过地层的GR、AC、DEN等测井曲线数据获得所有待钻头选型的钻井地层剖面的连续岩石抗钻参数，通过地所述连续岩石抗钻参数求取所有待钻头选型的钻井的地层敏感抗钻参数作为待选地层敏感抗钻参数库；