葡北构造钻井岩石力学特性预测及钻头选型研究

钻井岩石力学特性预测及灰色聚类法优选钻头技术是日趋完善的一项新技术，本文介绍了利用该项新技术在吐哈地区葡北构造的应用，对葡北构造已钻四口探井进行了钻井岩石力学特性预测，在建立钻井岩石力学特性全剖面的基础上，利用灰色聚类法优选出适合开发井的牙钻头类型，并根据其特性变化规律推荐了ＰＤＣ钻头使用井段，并成功利用邻井特性预测了待钻井－葡北２０井的钻井岩石力学特性并推荐了钻头选型。     

钻井岩石力学特性预测及应用系统的开发

钻井岩石力学特性预测及应用系统是利用测井资料预测岩石的牙轮钻头可钻性、PDC钻头可钻性、塑性系数、抗剪强度和硬度等力学特性,建立单井的钻井岩石力学特性剖面,用灰色聚类分析方法将岩石力学特性参数根据聚类权重有机的结合起来,选择出适用的合理的钻头类型。该系统具有数据管理、钻井岩石力学特性预测、钻井岩石力学特性聚类分析、分层钻头选型、随钻钻头选型、钻井岩石力学特性剖面制作等功能。该系统是一个具有独创性的计算机软件系统。应用该系统,具有经济性、可靠性、科学性、先进性及实用性。因此,具有极高的推广应用价值。     

钻头选型技术研究

钻头是钻杆钻进过程中破碎岩石的工具。钻头的合理选型是钻头钻速快慢的关键影响因素,同时可以减少井下事故的发生,保障安全钻进。目前常用的钻头选型方法主要分为统计方法、数学分析方法以及综合法三大类。本文对这三类钻头选型技术进行了分析。     

岩石声波时差与岩石可钻性的关系及其应用

根据目前国内在钻头选型方面存在的困难和问题，提出了利用测井资料进行钻头选型。通过室内试验和现场资料统计建立了地层岩石声波时差与岩石可钻性关系模型，结合巴楚地区情况进行钻头合理选型，得出了该区初步钻头选型结果，并在现场进行初步应用，取得了良好效果。     

钻头选型方法综述

钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着重要作用。对近年来国内外钻头选型的主要方法进行了比较全面的总结与评述。目前,钻头选型方法大致可概括为3种:一是钻头使用效果评价法;二是岩石力学参数法;三是综合法。钻头使用效果评价法把反映钻头使用效果的一个或多个指标作为钻头选型的依据;岩石力学参数法根据待钻地层的某一个或几个岩石力学参数,结合钻头厂家的使用说明进行钻头选型;综合法把钻头使用效果和地层岩石力学性质结合起来进行选型。详细介绍了各种选型方法的基本原理,并分析其不足之处。最后指出PDC钻头合理选型方法研究是今后钻头选型领域研究的重点。     

利用地层综合系数法评价及优选钻头

常规钻头选型或者通过钻头的实际使用效果(如钻头进尺、每米成本、机械钻速等参数)，或者通过地层岩石力学的一个或几个参数来进行，但由于钻头在井下受多种地层力学参数的影响，常规方法难以选出最适合本地区的钻头型号。阐述了一种既考虑钻头的经济效益又考虑钻头钻遇地层的岩石力学特性来进行钻头评价和选型的方法，即“地层综合系数法”，并给出了该方法的计算步骤。应用该方法既可以对钻头的预期表现进行评价，也可以进行钻头优选。     

基于岩性识别的PDC钻头选型研究

分析了岩石力学参数的计算方法，介绍了单位进尺成本最低的PDC钻头选型原则，在此基础上编制了基于岩性识别的PDC钻头选型软件，软件根据测井数据计算岩石综合可钻性级值，以此作为参考从PDC钻头数据库中初选钻头，然后以每米成本最低作为依据优选钻头。计算实例表明，利用该软件可实现PDC钻头的科学快速选型。     

山前构造带推覆体段岩石力学实验及钻头选型

在钻遇山前构造推覆体段以花岗岩为主的岩石时，极易发生钻具断损及钻头磨损加剧的情况。文章在通过岩石力学实验分析山前构造的地层岩性特征的基础上，论述了钻具断损与钻头选型的关系。并进行了两种牙轮钻头钻进的室内实验研究。实验结果表明，不同的钻头选型将直接影响钻柱振动的强弱，采用合适的钻头型号将减轻井下事故的产生。以城二井钻头使用效果为实例，建议钻头选型要尽量降低钻头对钻柱振动影响的要求，对焉耆盆地推覆体花岗岩进行钻头选型，在311 mm井段，根据岩石性质推荐的HJ637和减小钻头振动的要求，推荐使用HJT637G的钻头较合适。     

根据地层岩性进行金刚石钻头选型的软件开发

岩石性质是金刚石钻头针对性选型的依据,因此,可以在弹性力学的基础上,利用测井资料进行金刚石钻头的选型。分析了根据地层岩石性质进行金刚石钻头选型的理论依据,归纳了选型方法,采用Visual Basic 6.0语言,开发了金刚石钻头选型软件。该软件采用类似3步法的优选法:第1步确定使用何种用途的金刚石钻头;第2步确定使用金刚石钻头的地层;第3步采用一个综合公式进行计算,得出成本最低的钻头。     

声波时差用于钻头选型的研究

本文介绍了应声波时差进行钻头选型的原理和方法。以声波时差划分钻头选型区间，能够较好地反映地层的力学性质，比利用岩石可钻性方法更简便，经济。选型时以修正每ｍ钻进成本为标准，有效地消除了非地层因素对钻头选型的影响。文中给出了应用实例。