东海深部地层岩石可钻性预测方法研究北大核心CSCD

东海深部地层中部分井PDC钻头与地层性质匹配性不足,导致机械钻速低、钻头磨损严重等问题发生。以室内岩心微钻实验数据为依据,首先建立了测井参数预测岩石可钻性的非线性多元回归模型,同时利用多种人工神经网络方法对岩石可钻性进行了预测,结果表明非线性多元回归模型预测岩石可钻性与常规BP神经网络、级联BP神经网络、径向基RBF神经网络、BP-RBF双级联神经网络模型预测结果均具有较高可信度,但BP-RBF双级联神经网络模型预测效果最好,更适合于东海深部地层岩石可钻性预测。本文研究结果可为东海深部地层岩石可钻性预测及钻头选型提供借鉴。     

东海深部地层岩石可钻性预测方法研究

东海深部地层中部分井PDC钻头与地层性质匹配性不足,导致机械钻速低、钻头磨损严重等问题发生。以室内岩心微钻实验数据为依据,首先建立了测井参数预测岩石可钻性的非线性多元回归模型,同时利用多种人工神经网络方法对岩石可钻性进行了预测,结果表明非线性多元回归模型预测岩石可钻性与常规BP神经网络、级联BP神经网络、径向基RBF神经网络、BP-RBF双级联神经网络模型预测结果均具有较高可信度,但BP-RBF双级联神经网络模型预测效果最好,更适合于东海深部地层岩石可钻性预测。本文研究结果可为东海深部地层岩石可钻性预测及钻头选型提供借鉴。     

区域三维空间岩石可钻性预测方法研究与应用

在已钻井资料较少的情况下,合理、高效、低成本地预测岩石可钻性在地层空间的分布对钻井工作十分重要。分析了单一测井、录井及地震资料预测方法的不足,提出了预测三维空间岩石可钻性的新方法,即利用测井约束地震反演技术对三维地震数据进行反演,生成全频带高分辨率的岩石纵波速度体,通过室内微钻头岩心可钻性试验,建立了考虑岩石声波时差与密度属性的可钻性预测模型,并据此开发了三维岩石可钻性预测软件。在吐哈盆地某区块两口井进行的实例分析表明,可钻性平均误差约10%,研究区块牙轮钻头对应的岩石可钻性级值约2.8~6.3,PDC钻头对应的岩石可钻性级值约2.0~5.0;软件三维显示结果表明,局部地层存在异常高可钻性级值带,与钻井资料显示该地层存在砾岩层结论相符。该区块PDC钻头的三维空间地层岩石可钻性整体优于牙轮钻头对应的可钻性。研究表明:建立的岩石可钻性预测模型同时考虑了岩石声波与密度属性,能合理预测岩石可钻性,反映不同类型钻头的可钻性差异;新方法能较真实地反映出岩石可钻性的三维空间分布情况,可为制定钻井提速方案提供参考。      

利用测井资料评价岩石可钻性研究

岩石可钻性是优选钻头，制定生产定额以及降低钻井成本的基础。因此，可靠、快速、低成本地预测岩石可钻性显得尤其重要。文章在分析对比现有岩石可钻性预测方法的基础上，探讨了岩石可钻性与测井参数间的关系，开展了利用测井资料和实钻井录井资料相结合预测岩石可钻性的方法研究。结果表明，利用测井资料及其导出资料和实钻井录井资料结合计算岩石的可钻性，进而开展钻头选型的方法，可以克服室内微钻头实验法中由于岩心数量有限且实验用岩心为完整岩块，不能代表整个岩体性质的缺陷，实现快速实时地在矿场实现地层的可钻性预测。研究也表明，现有的仅仅依靠声波时差曲线进行地层可钻性预测的方法，不能惟一地确定地层的可钻性。因此，必须综合应用多种资料，除声波测井资料外，一般还应该包含反映地层岩性的岩石物理参数。文章以L工区为例，研究了岩石物理参数对地层可钻性的影响和作用。     

牙轮钻头的岩屑破碎机理及可钻性的分形法

为满足优质高速钻井的要求,需要对岩石可钻性做出快捷、精确的判断。利用分形几何理论,研究了钻井过程中牙轮钻头的破岩机理以及岩屑的等破碎概率问题;依据Bond裂纹学说,提出了一种以井底返出的岩屑为对象的岩石可钻性测试方法,并建立了岩石可钻性极值和岩屑分形维数的关系模型。室内实验表明:微钻头岩石可钻性级值与破碎岩屑分形维数存在明显的相关性,由此制定了一个基于岩屑粒度分布分形维数表示的岩石可钻性预测指标。经现场检验,分形法确定岩石可钻性级值具有较高的精度。这表明钻井过程中上返岩屑的分形维数能反映岩石可钻性程度,可以用分形维数衡量岩石可钻性大小。     

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模拟井底应力条件测量岩石的可钻性是非常困难的，而常压下岩石可钻性与井底围压下岩石可钻性相差较大，远不能满足工程需要；章通过室内试验，建立了岩石可钻性级值与岩石力学参数的相关模型，再把井底围压下的岩石力学参数代入此模型中计算，可以得到井底应力条件下的岩石可钻性级值，通过在油气田的实际应用，取得了较好效果，能很好解决钻头选型和钻速预测这一问题。     

×盆地深部地层岩石可钻性测井评价方法及应用

×盆地深部地层研磨性强,岩石可钻性差,机械钻速慢,钻井周期长,是钻井需要提速的主要地层。以岩石机械破碎特性实验为基础,建立利用测井资料计算砂泥岩、砂砾岩和火成岩岩石可钻性级值、硬度和塑性及研磨性方法,依据实验结果确定可钻性级值在7以下的地层,用PDC钻头钻进;可钻性级值在7以上的地层,用牙轮钻头钻进,形成一套深部地层岩石可钻性测井评价技术。利用该项技术确定了×盆地不同岩性岩石可钻性级值区域分布特征,并对新钻井进行钻前可钻性预测,为钻井过程中优选钻头提供技术指导。     

利用测井资料综合预测岩石可钻性的试验研究

岩石可钻性是钻头选型、提高钻井效率的基础，利用测井资料预测岩石可钻性是行之有效的手段。通过室内试验，重点研究岩性、密度和泥质含量对岩石可钻性的影响规律。在已有的可钻性与声波时差关系模型基础上，考虑不同岩石岩性、密度和泥质含量对其可钻性级值的影响，建立了新的岩石可钻性综合预测模型。经验证，该模型预测精度较高，能满足工程需要。     

鲁迈拉石膏夹层岩石可钻性预测

鲁迈拉油田岩心数量少,钻头优选主要依靠施工和设计人员的经验。针对这一问题,以钻速方程为基础,通过逆推回归和数据拟合的方式,建立起鲁迈拉地区岩石可钻性与测井数据对应关系,并以岩屑分形理论为依据对结果进行验证,找出最能反映岩石破碎难易的特征量,确定岩石强度、硬度及可钻性与岩石的这些分形维数的统计模型。根据岩石可钻性预测结果,开展了KM533X复合钻头现场提速试验,单只钻头平均进尺提高214.70%,机械钻速提高29.90%,从而保障了该地区钻井作业顺利高效完成。     

利用测井资料进行钻头选型

钻头选型是钻井施工的首要问题,岩石力学特性是进行钻头造型、制定钻进参数的重要依据。本文采用弹性力学理论建立起预测岩石力学特性的数学模型,利用测井资料可以预测岩石的牙轮钻头可钻性、PDC钻头可钻性、塑性系数、硬度、抗剪强度等参数,并建立全井连续剖面,从而对钻井作业起到重要的指导作用。     

姚家坡和黑家堡地区地层可钻性研究

姚家坡、黑家堡地区下部地层古老、岩性坚硬、可钻性差,为解决谊地区钻头掉齿、机械钻速慢、钻井周期长等问题,在收集谊区块测井数据、钻井井史和实钻岩心资料的基础上,利用全自动可钻性测试仪,进行了大量室内岩心可钻性实验研究,并建立了声波时差测井与岩石可钻性关系模型和该区块的地层岩石可钻性剖面.谊项研究为该地区的钻头选型、提高机...     

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对井剖面地层岩石可钻性的确定直接影响到钻头选型和钻速预测,然而,现有的研究岩石可钻性的微可钻实验存在较多问题。现有的岩石微可钻性实验一般通过取心在室内常温常压下进行,脱离了地下高温高压环境后的岩心不仅不能代表地层的可钻性,而且这样的可钻性数据离散、随机、有限、成本高。但若能建立基于岩石物理参数的岩石可钻性预测模型,必将能缓解可钻性评价中存在的这些矛盾。尽管利用测井资料估算岩石可钻性时,由于岩石结构的复杂性以及不适当的参数化工作使测井估算的可钻性也存在不少问题,但利用测井资料获取岩石可钻性的方法能够提供逐点可钻性数值,既能反映出整个钻井剖面岩石可钻性变化的趋势,又能反映出不同地层间的变化规律,而且成本低。鉴于此,推导了利用声波测井资料预测岩石可钻性的计算模型,并结合 Ｓ油田实际资料开展了钻速预测方法研究。     

利用分形理论评价地层可钻性

利用分形理论研究了大庆徐家围子地区火山岩地层可钻性的评价方法。根据现场声波测井资料及岩心资料,通过室内实验和回归分析建立了声波测井资料与地层可钻性解释模型,结合变尺度分析法分析了该地区声波测井资料的分形特征及长程相关性。依据传统一维、二维随机中点分形插值理论,提出了加权改进随机中点插值法,并结合地层对比技术及深度归一化方法,构建了声波时差测井参数分布场,根据已建立的可钻性解释模型得到地层可钻性分布场。研究结果表明：声波测井资料与地层可钻性之间具有相关关系,且具有很好的分形特征及长程相关性。分形理论可以定量确定地层可钻性分布场。该方法精度高,推广能力强,预测结果符合实际地层变化规律。     

中原油田岩石可钻性与声波时差关系研究

选取中原油田的大量岩心，采用常规岩石力学测试方法测定了岩石的可钻性、声波测试方法测定了岩石和岩屑声波时差，通过对测得的岩石可钻性级值和声波时差进行回归拟合，得出了中原油田岩石可钻性与声波时差的关系式。现场应用表明，该关系式较好地反映了中原油田地层岩石可钻性与声波时差的关系，可以在优选钻头时作为参考或直接应用。     

鄂尔多斯盆地马家沟组地层可钻性研究及应用

鄂尔多斯盆地马家沟组地层岩性致密坚硬、机械钻速低和钻井周期长,严重制约了油田的钻探开发效率.在对马家沟组地层实钻岩心进行室内可钻性试验及抗压强度试验的基础之上,建立了该地区马家沟组岩石可钻性与声波测井问关系的数学模型,并依据所确定的岩石可钻性分布规律,进行了钻头优选.结果表明:马家沟组地层可钻性级别为6～8级,整体属于...     

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常规的岩石可钻性测井预测模型都是基于回归分析而建立起来的。由于回归分析直接利用原始数据或对原始数据作了标准化处理、对数变换后进行建模,以致其模型精度不高。而灰色GM(0,N)模型通过对原始数据进行累加生成所得的灰色模块来建立模型,这在一定程度上弱化了原始数据的随机性。为此,文章提出了一种基于灰色GM(0,N)理论利用测井资料求取岩石可钻性的实用方法。该方法从测井信息与岩石可钻性的内在关系出发,选用与岩石可钻性密切相关的多个测井参数,通过灰色GM(0,N)技术建立岩石可钻性的预测模型。室内试验表明,该模型能进一步提高岩石可钻性的预测精度,能满足钻井工程的实际需要,可以很方便地建立某地区的岩石可钻性剖面并掌握其分布规律。将该法应用于SC油田Du4井的测井资料处理中,为邻井及时地提供了较为准确的地层岩石可钻性剖面,也为该区的新井钻头选型提供了科学依据。     

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。     

利用测井资料进行钻头合理选型研究及其应用

开展了利用测井资料进行钻头造型方面的研究,文中通过室内实验和现场资料统计,建立了地层岩石声波时差与岩石可钻性关系模型。利用该模型并结合新疆塔西南巴楚地区地震、地质、测井及钻井资料进行钻头合理选型,得出了该地区初步钻头造型结果,并在现场进行初步应用,取得了良好效果。利用测井资料选择钻头,是钻头合理造型的一项新技术。     

录井资料在钻头选型中的应用

通过开展利用录井资料进行钻头选型方面的研究,开辟一条钻头选型的新途径。文中通过现场实验和资料处理建立了录井参数与岩石可钻性关系模型,利用该模型结合新疆塔西南巴楚地区录井、地质、钻井资料进行钻头合理选型,得出该地区初步钻头选型结果,并在现场进行了初步应用,取得了较好的效果。