[發明專利]沉積巖地層中利用機械比能偏離趨勢線判別鉆頭效率的方法

在審

• 申請號: 201911290404.8
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN112983392A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 孟瑄;袁則名;和鵬飛;于忠濤;李紅;徐彤;張子明;馬志忠;白云濤;孫永樂;王志超;陳真
• 申請（專利權）人: 中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;G06F17/18
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎;張靜

本發明提供沉積巖地層中利用機械比能偏離趨勢線判別鉆頭效率的方法，在直角坐標系中繪制某油氣井機械比能與鉆井深度關系的散點或折線圖；繪制機械比能趨勢線和偏離趨勢線；計算偏離趨勢線的斜率與趨勢線斜率的比值α；計算機械比能最大值與趨勢線平均值的比值β；當α和β分別大于某規定值，可判斷鉆頭效率顯著下降。與現有技術相比，本發明能夠定性并且定量地描述機械比能的驟增程度，為判別鉆頭效率是否下降提供明確的依據，能夠提高現場決策的時效性和準確性。

技術領域

本發明涉及油氣井鉆井作業技術領域，更具體地說涉及沉積巖地層中利用機械比能偏離趨勢線判別鉆頭效率的方法。

背景技術

用機械比能來描述鉆頭工作效率是油氣井鉆井工程中較為通用的方法。隨著一口井鉆井深度的加深，機械比能值較低并保持較平穩的變化趨勢，表示鉆頭效率正常；若機械比能值發生驟增，表示鉆頭效率顯著降低，可能是鉆入了鉆頭適應性較差的地層，也可能是鉆頭發生較嚴重的磨損或泥包等。當鉆頭效率顯著降低時，需要更換鉆頭或消除鉆頭泥包等影響。在現階段，判斷機械比能驟增的方法，往往依靠人員的經驗，缺乏定量指標。

發明內容

本發明克服了現有技術中的不足，現階段判斷機械比能驟增的方法，多是依靠人員的經驗，缺乏定量指標，提供了沉積巖地層中利用機械比能偏離趨勢線判別鉆頭效率的方法，本發明的機械比能偏離趨勢線判別方法，通過用“偏離趨勢線斜率倍數”和“機械比能極大值系數”兩個定量指標來描述機械比能的驟增，為判定鉆頭效率是否發生顯著下降提供明確指標，提高作業決策效率與準確性。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現。

沉積巖地層中利用機械比能偏離趨勢線判別鉆頭效率的方法，按照下述步驟進行：

步驟1，以井深作為y軸、機械比能作為x軸，建立直角坐標系，將油氣井隨井深變化的機械比能在坐標系中繪制散點或折線圖；

步驟2，在步驟1建立的坐標系中，繪制一條趨勢線(直線)，保證趨勢線穿過機械比能分布的區域并能夠基本反映正常機械比能的總體趨勢，即使得該趨勢線能夠盡量多的穿過機械比能的全部區域；

步驟3，在步驟1建立的坐標系中，繪制一條偏離趨勢線(直線)，其起點與趨勢線起點一致，并使偏離趨勢線盡量穿過機械比能極大值分布的區域；偏離趨勢線終點應盡量指向機械比能驟增的多個峰值分布的區域，使機械比能明顯出現驟增的峰值盡量多的分布在偏離趨勢線附近，如果偏離趨勢線不能兼顧多個機械比能驟增峰值，那么使偏離趨勢線終點指向機械比能驟增的一個或幾個峰值點，偏離趨勢線是去反映驟增的機械比能的峰值，而不是反映那些并未發生驟增的機械比能；

步驟4，若機械比能極大值頻繁出現，且差別較大，應保證偏離趨勢線能夠反映多數機械比能極大值的趨勢；

步驟5，計算步驟2所得趨勢線的斜率，并命名為v，計算步驟3所得偏離趨勢線的斜率并命名為w；

步驟6，將機械比能最大值命名為x，計算步驟2所得趨勢線的平均值并命名為y；

步驟7，將進尺系數命名為z,鉆頭進尺命名為n，通用進尺命名為k，z＝n/k；

步驟8，將步驟3所得的偏離趨勢線斜率倍數命名為α，α＝w/v；

步驟9，將機械比能極大值系數命名為β，β＝x/(yz)；

步驟10，偏離趨勢線斜率倍數的基礎指標數命名為M，機械比能極大值系數的基礎指標數命名為N，當αM且βN時，判定機械比能出現陽性驟增，否則，判定機械比能未發生陽性驟增；

步驟11，根據步驟10所得結果，若機械比能出現陽性驟增，可判定鉆頭工作效率顯著降低，即鉆頭工作效率異常，需更換鉆頭，否則，則判定鉆頭工作效率正常。

在步驟7中，通用進尺k的取值范圍為500mk5000m，根據實際情況選擇k的取值，盡量取整，使0z≤10即可。