��ͷѡ�ͷ����о�

随着钻头品种的增多，地层优选钻头类型日益受到重视。本文对常用钻头选型方法进行了分析，提出了存在的问题，没有考虑钻井参数对钻头使用效果影响，选型指标缺乏可比性；选型指标单一，不能全面反映钻头使用效果，针对这些问题，作者提出以下改进措施，一是应用多元回归分析方法，从现场钻头使用求出钻头的钻速模式及寿命模式，据此将选型指标实际值转化到某统一钻井条件下的修正值，二是选取与钻头使用效果有关的各指标，应用主成     

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。     

钻头主成分多层次模糊综合优选法研究与应用

如何优选出既与所钻地层相匹配又经济有效的钻头,以实现安全高效钻井,一直是国内外学者不懈努力的方向。提出了一种新的钻头主成分多层次模糊综合优选法,首先根据井史、完工报告等相关资料统计钻头使用参数,利用多种多参数钻头选型方法对钻头进行初选;之后,采用主成分分析理论与模糊优选理论相结合的方式,计算得到钻头选型的综合评价值,按照该评价值的大小顺序将与之对应的钻头型号进行推荐度排序。该方法采用系统层次分析的方式将钻头选型流程分为三层系统单元,评价指标权重采用主客观结合的方式确定。现场应用结果表明,该钻头选型方法合理有效,优选的钻头提速效果明显,现场推广和应用前景广阔,对于钻井提速增效具有重要意义。     

PDC钻头在复杂运动条件下钻进过程仿真

在钻井中，钻头设计的优劣以及钻头的选型对提高钻井速度和降低钻井成本都起着非常重要的作用，而切削齿的切削力是评价钻头设计以及钻头选型是否合理的重要依据。因此，有必要对钻头在复杂工作条件下的受力进行分析、预测。文章利用计算机数字仿真技术，计算PDC钻头在复杂运动条件下的切削量，来预测切削齿可能的磨损区域。该仿真系统突破了传统的理论分析方法对钻头运动条件的限制和对钻头切削结构方案的限制，其分析结果的科学性和可信度具有显著提高。     

焦石坝区块?311.2mm井眼定向段钻头优选与应用

针对焦石坝区块页岩气水平井?311.2 mm井眼定向段长、钻遇地层复杂、非均质性强,易导致钻头失效快、机械钻速低等问题,建立了基于地层可钻性和实钻效果评价的钻头选型方法。利用测井资料获取地层岩石力学参数,建立了岩石可钻性剖面,确定了合理的钻头类型;基于虚拟强度指数原理建立了综合考虑地层破岩效率和进尺的钻头性能评价指数,对完钻井钻头使用效果进行了定量评价。利用该方法分地层推荐了焦石坝?311.2 mm井眼定向段钻头选型方案,并在焦页49-1HF等5口井进行了应用,平均机械钻速同比提高了207%,单只钻头平均进尺提高了139.2 m。应用效果表明,基于地层可钻性和实钻效果的钻头选型方法能够定性地优选钻头类型、定量地评价钻头性能,有效提高了钻头与地层的匹配性。     

建立海上油田钻头经济评价公式的探索

钻头选型是否合理是影响安全、经济、优质、高效钻井最为重要的因素之一,在同一个区块,同一个地层,只有在优选出同类钻头的佼佼者,实行优胜劣汰,才能最终达到效益最大化。这就要求在钻头的现场使用中必须有一个定量的指标对所使用的钻头进行一个公正客观的评价,同时该指标也能对作业效率和技术措施是否得当等各方面进行综合反映,每米钻井成本就是这样的一个指标,也是目前海上油田和陆地油田运用较为广泛的评价方法。但是根据作业地区和区块的不同,影响每米钻井成本的因素也各不相同,客观上导致了评价结果的多样性和差异性,甚至造成了钻头评价的失真。结合海上实际的钻井作业的特点,文章探讨了目前常用钻头经济评价公式在海上运用的局限性,提出了相应的解决方案并对解决的方案进行了详细的分析,目的就是希望能够建立一个既能够较为真实的反映钻头的表现,又能够对现场的作业效率进行综合反映的经济评价公式。运用该公式对渤海BZ34地区某油田使用的钻头进行了评价和优选,取得很好的经济效益。     

一种PDC钻头选型新方法研究

介绍了利用剪切强度和单位进尺钻井成本的关系来进行PDC钻头选型的新方法。该方法以一个建成的PDC钻头使用资料库为基础，该数据库包括钻头型号、所钻井段地层的平均剪切强度、单位进尺钻井成本等指标。在选型时，通过所钻区块邻井的测井资料计算出不同井深各间隔点的地层剪切强度，从需要进行钻头选型的井段开始，确定计划钻井段地层剪切强度的平均值。以此平均值为基点，在合理的偏差范围内，从数据库中选择PDC钻头，单位进尺钻井成本最低的PDC钻头为优选结果。     

基于IADC编码量化的牙轮钻头选型模型

合理的钻头选型是提高机械钻速和降低钻井综合成本最直接的方式之一,开发牙轮钻头选型系统的主要目的是为钻井工程中钻头的选择提供可靠的技术支持。基于测井数据解释理论模型研究成果,提出了牙轮钻头IADC编码量化的方法。针对地层抗压强度级值的不同范围将牙轮钻头分为首选型号、可接受型号和拒绝型号3种类型,建立了牙轮钻头适用系数量化模型。利用该模型,在对井段进行抗压强度值统计的基础上,得到适用于该井段的钻头综合适用系数曲线,据此推出该井段牙轮钻头的IADC编码量化值。实例验证结果表明,计算得到的地层岩性组分剖面与录井图较为符合,同时推荐的钻头型号与实际使用钻头型号相比更为合理。建立的钻头选型方法为牙轮钻头的优选提供了一种新的技术手段。     

泥岩地层PDC钻头钻井参数优化方法

钻井费用是勘探开发过程中最主要的成本来源,提高机械钻速和降低非生产时间可实现钻井费用的有效控制,因此钻井优化设计关系到钻井作业的优劣成败。钻头稳定性和钻头泥包是影响钻头使用效果的两个关键因素,目前的钻井参数优化方法主要考虑了钻头稳定性,钻头泥包的影响基本没有考虑。为了进一步提高钻头使用效果,提出了钻井方式选择和钻头泥包预测方法,利用机械比能模型建立了泥岩地层PDC钻头钻井参数优化方法,通过钻头选型和钻井参数整体优化有效缓解了现场存在的钻头泥包等问题,取得了较好的应用效果。     

利用数理统计原理对钻头进行优选与评价

用实例介绍了应用数理统计原理进行钻头优选与评价的基本原理与步骤，该方法是通过川东北地区大量钻井施工实践，及详实的钻头实钻资料统计数据，利用概率统计学中数理统计原理。构造合适的统计量，选择适当的置信度，在钻井工程设计中对钻头类型及型号进行优选，预测钻头可达到的使用指标；同时，对钻头的使用效果进行分析与评价，利用这种以统计学与实践经验相结合进行钻头选型的方法，达到提高机械钻速，减少井下钻头事故，降低钻井成本的目的。     

PDC钻头选型新方法

采用综合方法,把由常规测井资料评价出来的地层岩石力学诸参数综合成一个值,作为评判待钻地层可钻性的标准。在此基础上,综合考虑了对PDC钻头应用效果影响较大的抗压强度和岩石内摩擦角这2个岩石力学参数,并结合研究区块PDC钻头使用记录,优选出适合待钻地层的PDC钻头型号。现场试验证明,该方法简单易行,应用效果良好。     

深井底部钻具组合选型及防斜性能评价指标分析

基于纵横弯曲梁法和平衡趋势原理建立了深井底部钻具组合(BHA)的防斜性能评价方法,评价了3类典型BHA的防斜性能参数。结果表明: 地层是制约BHA垂直钻井能力的最主要因素,地层倾角可作为防斜钻具组合选型的首要参数。基于此,深井防斜钻具组合的优选应先根据地层特性初步选定BHA类型,然后根据钻头情况和现场施工需求进一步分析备选钻具组合的防斜性能,最终以防斜性能为指标优选实钻BHA。     

钻头选型中的地层分层技术

在钻头选型过程中,仅按可钻性对地层进行分层的传统方法易导致钻头与地层适应性差,影响钻头破岩效率。为解决这一问题,首先以岩石力学实验为基础,建立岩石抗钻特性参数预测模型;其次将Fisher算法、投影寻踪理论及实码加速遗传算法相结合,设计了一种适用于多维抗钻特性参数地层分层的新方法。其原理是先利用投影寻踪原理和遗传算法将多维抗钻特性参数数据投影到一维直线上,得到一条表征综合抗钻特性的剖面曲线,再用Fisher算法对得到的综合抗钻特性剖面曲线进行有序聚类,从而实现地层的合理划分。通过在窿18井下沟组地层分层中的实际应用表明,该方法分层效果良好,基本符合地质实际,能够为钻头选型中的地层分层提供数学理论依据。     

钻头优选的TOPSIS法

在评述目前选择钻头方法的基础上，提出了TOPSIS法评选钻头。该方法具有限制条件少，应用灵活方便等特点。并详细地介绍了该方法的原理和计算步骤，同时运用油田的实钻资料进行了计算。结果表明，该方法计算简便，结果与现场实际相符，便于现场应用。     

基于分形维数的钻头优选指数标度法及其应用

应用指数标度法的基本理论,建立了钻头优选的层次结构模型。指数标度中的相邻重要度比率采用新的方法来确定,其中准则层的相邻重要度比率按照一般的经济问题选取,钻头方案层的相邻重要度比率应用岩屑分形维数进行确定。改进后的选取方法有效地增强了模型的定量评价功能,同时保留了该模型的灵活性。该模型的使用不受区域限制,准则选取灵活,准则资料易于获取。经现场应用验证,该模型能够定量评价牙轮钻头方案的综合性能的优劣,优选结果准确。     

分形理论在钻头选型中的应用

在介绍分形基本理论的基础上,指出该理论可以用来描述具有自相似特征的沉积地层的序列。根据常规的测井资料数据,给出了一种使用多变量计算关联维数的方法。同时建立了地层关联维数和钻头工作效益标度之间的统计关系,根据这种统计得出的关系式,论文最后给出了使用关联维数进行钻头优选的新方法。通过实例结算表明,该方法切实可行。     

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。     

鄂尔多斯盆地北部工区测井优选钻头技术与应用

利用已完钻测井资料和地质资料对工区地层强度特性进行评价,建立地层声波时差和岩石可钻性的定量关系,估算各层段的岩石可钻性级值,并对地层岩石可钻性进行分级与对比。根据可钻性级值和地层硬度、抗压强度等岩石力学参数及钻井工程情况,利用钻头优选方法,选择适应研究工区的钻头型号,对不同层位使用的钻头型号进行可行性分析和评价。通过几口井实际钻头选型的试验研究和应用,达到了提高机械钻速及钻头进尺,缩短钻井周期,降低钻井成本的目的。