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[發明專利]預測實鉆頁巖地層PDC鉆頭巖石可鉆性級值的方法及裝置有效

專利信息
申請號: 201710231431.2 申請日: 2017-04-11
公開(公告)號: CN106919805B 公開(公告)日: 2019-03-26
發明(設計)人: 張輝;王昊;苗俠 申請(專利權)人: 中國石油大學(北京)
主分類號: G16Z99/00 分類號: G16Z99/00
代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127 代理人: 湯在彥
地址: 102249*** 國省代碼: 北京;11
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 預測 頁巖 地層 pdc 鉆頭 巖石可鉆性 方法 裝置
【權利要求書】:

1.一種預測實鉆頁巖地層PDC鉆頭巖石可鉆性級值的方法,其特征在于,所述的方法包括:

測定實鉆頁巖地層的頁巖樣品在不同預設鉆進條件下的PDC鉆頭可鉆性級值,所述預設鉆進條件為預設的不同頁巖溫度、不同鉆進方向;

根據測定的頁巖樣品在預設鉆進條件下的PDC鉆頭可鉆性級值建立PDC鉆頭可鉆性級值與鉆進條件模型;

建立鉆進方向與地層傾角、地層下傾方位角、井斜角及井斜方位角的鉆進方向-角模型;

根據所述PDC鉆頭可鉆性級值與鉆進條件模型和鉆進方向-角模型確定PDC鉆頭巖石可鉆性級值預測模型,所述PDC鉆頭巖石可鉆性級值預測模型為PDC鉆頭可鉆性級值與頁巖溫度、地層傾角、地層下傾方位角、井斜角及井斜方位角的關系;

根據鉆井作業中獲得的井眼軌跡、地層產狀、地溫資料以及PDC鉆頭巖石可鉆性級值預測模型預測實鉆頁巖地層的PDC鉆頭巖石可鉆性級值;

其中,所述的根據測定的頁巖樣品在預設鉆進條件下的PDC鉆頭可鉆性級值建立PDC鉆頭可鉆性級值與鉆進條件模型包括:

對不同預設鉆進條件下的PDC鉆頭可鉆性級值進行多元非線性回歸,確定PDC鉆頭可鉆性級值與鉆進方向、頁巖溫度的回歸方程;

所述的回歸方程為:

其中,Kd為PDC鉆頭可鉆性級值,為鉆進方向,T為頁巖溫度。

2.如權利要求1所述的預測實鉆頁巖地層PDC鉆頭巖石可鉆性級值的方法,其特征在于,所述的建立鉆進方向與地層傾角、地層下傾方位角、井斜角及井斜方位角的鉆進方向-角模型包括:

根據井眼軌跡與地層的空間相交圖確定鉆進方向與地層傾角、地層下傾方位角、井斜角及井斜方位角的關系式(2);

其中,為鉆進方向,α為井斜角,β為井斜方位角,θ為地層傾角,φF為地層下傾方位角。

3.如權利要求2所述的預測實鉆頁巖地層PDC鉆頭巖石可鉆性級值的方法,其特征在于,所述的根據所述PDC鉆頭可鉆性級值與鉆進條件模型和鉆進方向-角模型確定PDC鉆頭巖石可鉆性級值預測模型包括:

根據所述回歸方程(1)和鉆進方向與地層傾角、地層下傾方位角、井斜角及井斜方位角的關系式(2)確定的所述預測模型為式(3):

Kd=lg(0.0558(α+tan-1(tanθ·cos(φF-β)))+7.6535)·(-0.00904T+5.6227)(3)

其中,Kd為PDC鉆頭可鉆性級值,為鉆進方向,T為頁巖溫度,α為井斜角,β為井斜方位角,θ為地層傾角,φF為地層下傾方位角。

4.一種預測實鉆頁巖地層PDC鉆頭巖石可鉆性級值的裝置,其特征在于,所述的裝置包括:

數據接收模塊,用于接收測定的實鉆頁巖地層的頁巖樣品在不同預設鉆進條件下的PDC鉆頭可鉆性級值,所述預設鉆進條件為預設的不同頁巖溫度、不同鉆進方向;

PDC鉆頭可鉆性級值與鉆進條件模型確定模塊,用于根據測定的頁巖樣品在預設鉆進條件下的PDC鉆頭可鉆性級值建立PDC鉆頭可鉆性級值與鉆進條件模型;

鉆進方向-角模型確定模塊,用于建立鉆進方向與地層傾角、地層下傾方位角、井斜角及井斜方位角的鉆進方向-角模型;

預測模型確定模塊,用于根據所述PDC鉆頭可鉆性級值與鉆進條件模型和鉆進方向-角模型確定PDC鉆頭巖石可鉆性級值預測模型,所述PDC鉆頭巖石可鉆性級值預測模型為PDC鉆頭可鉆性級值與頁巖溫度、地層傾角、地層下傾方位角、井斜角及井斜方位角的關系;

預測模塊,用于根據鉆井作業中獲得的井眼軌跡、地層產狀、地溫資料以及PDC鉆頭巖石可鉆性級值預測模型預測實鉆頁巖地層的PDC鉆頭巖石可鉆性級值;

其中,所述的PDC鉆頭可鉆性級值與鉆進條件模型確定模塊包括:

回歸處理單元,用于對不同預設鉆進條件下的PDC鉆頭可鉆性級值進行多元非線性回歸,確定PDC鉆頭可鉆性級值與鉆進方向、頁巖溫度的回歸方程;

所述的回歸方程為:

其中,Kd為PDC鉆頭可鉆性級值,為鉆進方向,T為頁巖溫度。

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