[发明专利]一种随钻岩石力学参数预测方法和系统

权利要求书

1.一种随钻岩石力学参数预测方法，其特征在于，包括：

获取录井工程参数；

根据所述工程参数获得不同工况下钻头处的钻压、扭矩及转速；

根据所述钻压、所述扭矩及所述转速计算实时钻井机械比能；

根据井下钻压、扭矩、压差与机械比能变化关系，对所述实时钻井机械比能进行修正，获得全井段实时钻井机械比能；

根据所述全井段实时钻井机械比能，计算出岩石力学参数；所述岩石力学参数包括：无围压岩石强度UCS、有围压岩石强度CCS、杨氏模量和泊松比。

2.根据权利要求1所述的一种随钻岩石力学参数预测方法，其特征在于，还包括：

根据所述岩石力学参数，反演纵波时差数据或横波时差数据；

根据所述反演纵波时差数据或所述横波时差数据，计算水平主应力和钻井液密度窗口。

3.根据权利要求1所述的一种随钻岩石力学参数预测方法，其特征在于，所述工程参数包括：钻压、扭矩、转盘转速、立管压力和泵冲；

所述不同工况包括：旋转钻进或滑动钻进。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种随钻岩石力学参数预测方法，其特征在于，所述根据所述钻压、所述扭矩及所述转速计算实时钻井机械比能，具体包括：

根据第一公式计算实时钻井机械比能；其中，所述第一公式为：

其中，MSE表示实时钻井机械比能，MPa；n为转速，r/min；T表示扭矩，kN·m；v表示机械钻速，m/h；d_bit表示钻头直径，mm；W表示钻压，kN。

5.根据权利要求4所述的一种随钻岩石力学参数预测方法，其特征在于，所述根据所述全井段实时钻井机械比能，计算出岩石力学参数，具体包括：

根据第二公式组计算岩石力学参数，其中，第二公式组为：

UCS＝MSE-12.601*P_m，

UCS＝24.074-(50.27*pr)，

其中，UCS表示无围压岩石强度，MPa；CCS表示有围压岩石强度，MPa；E表示杨氏模量，MPa；pr表示泊松比，无量纲；MSE表示实时钻井机械比能；p_m表示当量循环压力，Mpa；p_e表示井底压差，Mpa；p_c表示循环压力，Mpa；a_s、b_s、a_E、b_E均为通过三轴实验获取的岩石强度和岩性系数。

6.一种随钻岩石力学参数预测系统，其特征在于，包括：工程参数获取模块、钻头参数获取模块、钻井机械比能计算模块、实时钻井机械比能计算模块和岩石力学参数计算模块；

所述工程参数获取模块用于获取录井工程参数；

所述钻头参数获取模块用于根据所述工程参数获得不同工况下钻头处的钻压、扭矩及转速；

所述钻井机械比能计算模块用于根据所述钻压、所述扭矩及所述转速计算实时钻井机械比能；

所述实时钻井机械比能计算模块用于根据井下钻压、扭矩、压差与机械比能变化关系，对所述实时钻井机械比能进行修正，获得全井段实时钻井机械比能；

所述岩石力学参数计算模块用于根据所述全井段实时钻井机械比能，计算出岩石力学参数；所述岩石力学参数包括：无围压岩石强度UCS、有围压岩石强度CCS、杨氏模量、泊松比。

7.根据权利要求6所述的一种随钻岩石力学参数预测系统，其特征在于，还包括：水平主应力和钻井液密度窗口计算模块，用于根据所述岩石力学参数，反演纵波时差数据或横波时差数据；

根据所述反演纵波时差数据或所述横波时差数据，计算水平主应力和钻井液密度窗口。

8.根据权利要求6所述的一种随钻岩石力学参数预测系统，其特征在于，所述工程参数包括：钻压、扭矩、转盘转速、立管压力和泵冲；

所述不同工况包括：旋转钻进或滑动钻进。