[发明专利]一种基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法

权利要求书

1.一种基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、采集综合录井工程数据；其中，所述综合录井工程数据为钻头每进尺0.1m的如下数据：W为钻压，kN；n为转速，r/min；M为扭矩，N·m；v_ROP为机械钻速，m/h；d_b为钻头直径，mm；

步骤S2、将井口采集的钻压、扭矩值校正到井底破岩时真实参数值；

步骤S3、利用机械比能模型公式，计算钻头做功能耗E_i；

步骤S4、计算钻头进给量S_i；

步骤S5、对数据进行筛选、删除处理：

步骤S6、对数据插值处理，具体包括将综合录井仪1m间隔的数据处理成0.1m间隔深度数据；

步骤S7、对机械比能数据平滑滤波处理：

步骤S8、机械比能、进给量数据归一化；

步骤S9、将归一化的机械比能曲线与进给量曲线交汇；

步骤S10、根据曲线交汇的颜色、形态对井底钻头工况做出判断。

2.如权利要求1所述的基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法，其特征在于，所述步骤S2中，

钻压和扭矩校正按如下公式计算，

钻压校正公式：

式中：W为井口钻压，kN；W_b为井底钻压，kN；μ_well为井壁的摩擦系数；α_k为井底井斜角；

扭矩校正公式：

式中：M_总为钻头扭矩和螺杆矩之和，N·m；W为井口钻压，kN；D_b为钻头直径，m；μ_bit为与钻头类型有关的滑动摩擦因数，PDC钻头取0.48，牙轮钻头取0.25；Q为钻具每转排量，L/r；ΔP_p为钻具进出口的压力降，MPa。

3.如权利要求1所述的基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法，其特征在于，所述步骤S3中，

所述机械比能模型为R·Teale机械比能模型公式：

式中：E_m为机械比能，MPa；W_b为校正后钻压，kN，；n为转速，r/min；M_总为校正后扭矩，N·m，；v_ROP为机械钻速，m/h；d_b为钻头直径，mm。

4.根据权利要求书1所述基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述进给量公式为：

式中：S为进给量，单位mm/r；v为钻速，mm/min；n为转速，r/min。

5.根据权利要求书1所述基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述对数据进行筛选、删除处理采用的是滤波检测，再按趋势插值方法进行修正，将所空缺的深度间隔点按照时间数据库中对应的深度点数据进行相应的趋势补位插值。

6.根据权利要求书1所述基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述数据插值处理，采用如下方法进行：

在录井深度数据中，某井深为H_n，该点钻时R_n，钻达时间T_n，该点上下范围内顶点与底点间的深度差与钻进的时间差，并去除停钻因素的时间，来计算0.1m间隔的钻时数据，计算方法如下：

当H_n-H_n-1≥0.1m时，

当H_n-H_n-10.1m时，

式中：T₀：为该井段内停泵时间，min；H_n-1：某深度点H_n上一深度记录点，m；H_n+1：某深度点H_n下一深度记录点，m；T_n-1：钻达H_n-1深度点时间，min；T_n+1：钻达H_n+1深度点时间，min。