本發明提供了一種預測實鉆頁巖地層PDC鉆頭巖石可鉆性級值的方法及裝置，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；根據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；根據獲得的井眼軌跡、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。本發明能利用現場鉆井的井眼軌跡參數、地層產狀和地溫資料直接預測實鉆頁巖地層的PDC鉆頭巖石可鉆性級值。

技術領域

本發明涉及油氣勘探開發技術，具體的講是一種預測實鉆頁巖地層PDC鉆頭巖石可鉆性級值的方法及裝置。

背景技術

在油氣資源的勘探與開發中，巖石可鉆性一直是鉆頭選型，鉆井參數選擇的重要依據。巖石可鉆性不是巖石固有的性質，它受地質、工藝、技術等因素影響，較好的預測巖石的可鉆性能夠有效地縮短鉆井周期，提高鉆井效率。

目前隨著頁巖油氣的開發，頁巖層理性的特點對頁巖可鉆性的影響愈加突出，不同鉆進方向下頁巖的可鉆性差異較大。因此，在考慮地層溫度影響的前提下，結合井眼軌跡參數，準確地預測實鉆頁巖地層不同鉆進方向的巖石可鉆性顯得至關重要。

發明內容

為準確地預測實鉆頁巖地層的PDC鉆頭巖石可鉆性級值，提高鉆井效率，本發明實施例提供了一種預測實鉆頁巖地層PDC鉆頭巖石可鉆性級值的方法，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PDC鉆頭巖石可鉆性級值。

本發明實施例中，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。

本發明實施例中，所述的回歸方程為：

其中，K_d為PDC鉆頭可鉆性級值，為鉆進方向，T為頁巖溫度。

本發明實施例中，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，φ_F為地層下傾方位角。

本發明實施例中，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：