[發(fā)明專利]鉆井工具的選取方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710984401.9
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109695449B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊沛;何仁清;李寧;周波;陳龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): E21C39/00
• 分類號(hào): E21C39/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 劉丹;黃健

1.一種鉆井工具的選取方法，其特征在于，包括：

對(duì)至少三塊巖石進(jìn)行巖石力學(xué)強(qiáng)度測(cè)試，分別獲取每塊巖石的單軸抗壓強(qiáng)度UCS和楊氏模量；

對(duì)所述至少三塊巖石進(jìn)行巖石剪切強(qiáng)度測(cè)試，分別獲取每塊巖石的三軸剪切強(qiáng)度TSE和剪切模量；

對(duì)全井段進(jìn)行聲波測(cè)井，獲取聲波時(shí)差測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)；

根據(jù)所述每塊巖石的單軸抗壓強(qiáng)度UCS和楊氏模量、所述每塊巖石的三軸剪切強(qiáng)度TSE和剪切模量、以及所述聲波時(shí)差測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行擬合回歸，確定全井段的單軸抗壓強(qiáng)度UCS、全井段的楊氏模量、全井段的三軸剪切強(qiáng)度TSE以及全井段的剪切模量；

根據(jù)所述全井段的單軸抗壓強(qiáng)度UCS和所述全井段的楊氏模量確定鉆頭吃入地層所需能量；

根據(jù)所述全井段的三軸剪切強(qiáng)度TSE和所述全井段的剪切模量確定鉆頭剪切地層所需能量；

根據(jù)所述鉆頭吃入地層所需能量和所述鉆頭剪切地層所需能量確定鉆頭的特征參數(shù)，所述鉆頭的特征參數(shù)用于根據(jù)所述鉆頭的特征參數(shù)選取鉆頭進(jìn)行鉆井；

所述方法還包括：

根據(jù)所述鉆頭吃入地層所需能量和所述鉆頭剪切地層所需能量確定破巖方式信息，所述破巖方式信息用于根據(jù)所述破巖方式信息選取與所述鉆頭配合使用的提速工具進(jìn)行鉆井；

其中，所述破巖方式信息包括沖擊破巖、扭力破巖、渦輪破巖和螺桿破巖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述鉆頭吃入地層所需能量和所述鉆頭剪切地層所需能量確定破巖方式信息，包括：

當(dāng)所述鉆頭吃入地層所需能量小于第一閾值，且所述鉆頭剪切地層所需能量小于第二閾值，則所述破巖方式信息為所述螺桿破巖；

當(dāng)所述鉆頭吃入地層所需能量小于第一閾值，且所述鉆頭剪切地層所需能量大于所述第二閾值，則所述破巖方式信息為所述扭力破巖；

當(dāng)所述鉆頭吃入地層所需能量大于所述第一閾值，且所述鉆頭剪切地層所需能量小于所述第二閾值，則所述破巖方式信息為所述沖擊破巖；

當(dāng)所述鉆頭吃入地層所需能量大于所述第一閾值，且所述鉆頭剪切地層所需能量大于所述第二閾值，則所述破巖方式信息為渦輪破巖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述全井段的單軸抗壓強(qiáng)度UCS和所述全井段的楊氏模量確定鉆頭吃入地層所需能量，包括：

根據(jù)公式U1＝1/2*UCS*UCS/tanE1確定鉆頭吃入地層所需能量；

其中，U1表示鉆頭吃入地層所需能量，E1表示楊氏模量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述全井段的三軸剪切強(qiáng)度TSE和所述全井段的剪切模量確定鉆頭剪切地層所需能量，包括：

根據(jù)公式U2＝1/2*TSE*TSE/tanE2確定所述鉆頭剪切地層所需能量；

其中，U2表示所述鉆頭剪切地層所需能量，E2表示剪切模量。