[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

说明书

本发明涉及石油勘探技术领域，尤其涉及一种基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法。具体包括：采集综合录井工程数据；将井口采集的钻压、扭矩值校正到井底破岩时真实参数值；利用机械比能模型公式，计算钻头做功能耗E_i;计算钻头进给量S_i;对数据进行筛选、删除处理；对数据插值处理；对机械比能数据平滑滤波处理；机械比能、进给量数据归一化；将归一化的机械比能曲线与进给量曲线交汇；根据曲线交汇的颜色、形态对井底钻头工况做出判断。本发明提供的基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法，利用机械比能与钻头进给量的交汇，从曲线的交汇颜色和形态上可以实时判断出钻头的效率，对钻井优化、避免工程事故起到指导作用。

技术领域

本发明涉及石油勘探技术领域，尤其涉及一种基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法。

背景技术

R.Teale提出的机械比能概念是指在钻进岩石过程中，钻头在钻压和扭矩作用下破碎单位体积岩石做的功，它能够反映出钻头的破岩效率，机械比能大，说明钻头破岩效率低。

机械比能值受地层因素和钻头钻具工况的影响，当地层稳定，岩性单一，机械比能的地质影响因素趋于恒定变化量时，机械比能的变化量只受钻头及钻具工况变化影响，此时如果机械比能值低，说明钻头钻进过程中做功少，钻头破岩效率高，钻头进给量大；随着钻头的磨损或出现异常，机械比能值会上升，钻头进给量逐渐减小，钻头破岩效率降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法，以克服现有技术中没有一套完整的钻头工况判断方法来监控钻头工况情况而造成工作效率低下的缺陷。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种基于综合录井参数的随钻钻头工况判断方法，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。

优选地，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：