基于分形理论的岩石可钻性分级方法

为满足优质高速钻井的要求，需要对岩石可钻性做出更加精确的测定。为此，利用分形几何理论，研究了钻井过程中岩石破碎机理及形成过程，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。室内实验表明：微钻头岩石可钻性级值和岩石压入硬度值与破碎岩屑分形维数存在着明显的相关性，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。经现场试验检验，分形法确定岩石可钻性级值具有很高的精度。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的大小。     

分形理论及地层岩石抗钻特性参数的分形表示方法

介绍了分形、分维的基本概念及四种分维数的确定方法，探讨了分形几何在岩石破碎方面的研究成果，说明分形几何能很好地描述岩石破碎过程的不规则性和不确定性，指出分形维数是岩石微观结构、空隙结构、粉碎方式的综合反映。在室内实验基础上，确定了岩石破碎后的块度分布函数，计算了岩石破碎的分形维数。指出岩屑的分形维数与地层的抗钻特性参数（强度、硬度、可钻性等）有内在的联系，并对分形维数在地层可钻性预测中的应用进行了初步讨论。     

分形理论及其在地层可钻性预测中的应用

为了及时方便地预测岩石的可钻性,首次用分形理论来描述岩石破碎过程,从而确定岩石的可钻性。介绍了分形、分维的基本概念及4种分维数的确定方法,阐述了岩石破碎的分形特征和岩石破碎碎块的分形度量方法。在室内实验基础上,确定了岩石破碎后的块度分布函数,计算了岩石破碎的分形维数,并分别采用直线、幂函数、对数、指数、多项式5种数学模型对实验数据进行了回归分析处理,结果表明直线回归方程综合指数最高,相关系数均在0.96以上。说明岩屑的分形维数与地层的抗钻特性参数(强度、硬度、可钻性等)有内在的联系,分形几何能很好地描述岩石破碎过程的不规则性和不确定性,分形维数是岩石微观结构、空隙结构、粉碎方式的综合反映,其在地层可钻性预测中的应用效果较好,预测误差小于12%。     

岩石可钻性表示方法探讨

５０年代,我国石油、矿山、地质等行业广泛使用前苏联史立涅尔提出的压入硬度表示岩石可钻性,而８０年代后我国石油行业改用美国罗劳提出的微钻法测定岩石可钻性．后者是否比前者更具优越性？本文对此进行了探讨．文中介绍了岩石可钻性的概念及常用的表示方法,对压入硬度法和微钻法原理、测定方法、结果等进行了对比,并对压入硬度和可钻性级值的关系进行了统计分析．结果表明,压入硬度和可钻性级值在统计意义上并无显著差别,而压入硬度法在测定方法及所获信息等方面要比微钻法更优越．     

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。     

可钻性能量法的岩屑破碎机理

将分形理论用于解释岩石可钻性能量测试方法中岩屑试样的破碎机理，证实了分形理论可以更深刻，更全面地揭示岩屑试样破碎过程与产物分布的联系，利用分维数计算出试样破碎后的平均粒度与实测结果一致。     

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。     

岩石可钻性评价方法研究新进展

在油气田的勘探开发过程中,岩石的可钻性是指导地质分层和钻头选型的重要依据。自50年代以来,石油行业普遍采用室内岩心实测法确定地层岩石的可钻性级值,取得了较好的应用效果,但是对于缺少岩心资料的地区来说,这种方法的应用受到了一定的限制。80年代初期,国内外广大的科研工作者开始了利用测井数据以及岩屑资料评价岩石可钻性的研究,取得很大的突破,并在现场得到了应用。文中针对近年来国内外关于岩石可钻性评价方法研究的发展现况,结合其测量方法的基础加以分析,指出传统的室内测量方法应用的局限性,综合对比了数理统计方法中的利用岩屑硬度确定岩石可钻性应用的优势,展望了在以后的地层岩石可钻性评价工作中应将岩屑硬度法作为研究的重点。     

切削方式对岩石可钻性各向异性的影响

目前国内外测定岩石可钻性各划性我用微牙轮钻头，本文记述了用微牙轮钻头及微ＰＤＣ钻头对同一恃怪的岩石分别进行可钻民生向向异性试验并进行比较，从而得出切削方式对岩石可钻怀向向异性有较大的影响，它将对钻井轨迹控制理论具有实际影响。     

利用测井资料预测地层岩石可钻性

岩石力学特性不仅是岩石分类定级的依据,而且可以指导钻井过程中的钻头选型和参数匹配,岩石力学特性预测是现场急需解决的技术难题。本文寻求一种采用弹性力学原理,利用测井资料预测地层岩石的牙轮钻头可钻性、PDC钻头可钻性、硬度、塑性及抗剪强度等钻井岩石力学特性的方法。运用这一方法建立起吐哈油田部分区块的钻井岩石力学特性连续剖面。     

松南气田深部地层可钻性级值研究

松南气田深部地层岩石可钻性差给钻井工程带来很大难度。为提高钻井速度,降低钻井周期,此次研究在分析现有典型岩石可钻性级值确定方法不足之处的基础上,选择钻速方程法来研究松南气田地层可钻性级值,建立了该地区纵向地层岩石可钻性剖面,以此为依据优选的钻头经现场应用取得良好的效果。通过计算出的地层可钻性,推荐了松南气田泉头组和登娄库组的钻头类型。实钻结果表明,推荐的钻头较前期使用钻头的平均机械钻速提高30％以上。     

能量法岩石可钻性测定系统的设计

能量法岩石可钻性测定系统是通过采集钻井井口岩屑并利用微机来测定岩石的可钻性。这种系统采用机电一体化技术，可实现加载、采样、控制、计算及打印输出的全自动操作。用能量法测试岩石的可钻性指标Ｋｎ和用微钻头测试岩石的可钻性指标Ｋｄ为同一数量级，最大误差小于１０％，表明能量法岩石可钻性测定系统具有设计合理、技术先进、测控计算准确、工作可靠、操作简单、携带方便等优点，可直接配给钻井队使用。     

库车坳陷山前构造超深井岩石可钻性研究

根据地层岩石可钻性级值预测钻井速度、制订钻井计划是科学钻井的一项重要内容。精确地预测地层可钻性是实现超深井优质高效钻井的重要基础之一,对提高钻井速度、降低钻井成本具有十分重要的意义。应用数理统计的方法,依据库车坳陷山前构造已完钻井的钻井、录井、测井资料,以及室内微钻头可钻性实验数据统计分析,建立了库车坳陷山前构造超深井横向、纵向地层岩石可钻性剖面,较精确地预测了地层可钻性级值,满足了现场钻井工作的需要。并编制了设计计算软件,现场应用表明预测值与实测值误差为5%～8%,具有广泛的推广应用价值,对于不同地区、不同构造,应对地层岩石可钻性剖面进行修正,以获得最佳的技术经济效益。     

声波测井资料在岩石可钻性及钻头选型中的应用

在进行钻井工艺设计中 ,对钻头的选择及其可钻性的评价主要选取本地区具有代表性强度和硬度的岩心进行室内可钻性实验 ,进而对地层岩石可钻性进行分级评价。这种方法由于取心的局限性 ,尤其在新区井少的情况下限制了此方法的应用。通过分析声波时差与影响岩石可钻性地质因素的关系 ,建立了声波时差与岩石可钻性指数的评价模型。利用该模型对油田实际资料进行了分析 ,根据可钻性剖面确定了合适的钻头类型 ,取得了良好的应用效果     

准噶尔盆地地层岩石可钻性研究

利用微钻头可钻性测试仪,对准噶尔盆地主要区块的岩心进行可钻性测试,在此基础上,建立完善了可钻性模型,利用测井资料及钻井资料,建立了地层的可钻性剖面,使钻头选型及钻井参数设计有了可靠的依据。     

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...