[发明专利]钻井节能提速导航优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻井优化技术，特别是一种钻井节能提速导航优化方法。

背景技术

提速是钻井工程永恒的主题，随着油气资源需求量日益增大加之钻探目标向更深更复杂的油气藏及非常规储层迈进，钻井提速难度日益增大，主要原因是钻井操作、钻遇地层的多变性及钻井实时情况的未知，使钻井过程受到操作人员的经验影响和误判。国内油气田在钻井整体提速方面正面临着技术和成本的双重挑战，迫切需要一种使用简单、经济可靠且适用性强的钻井提速新模式。

优化钻井技术是现代科学钻井的标志，是钻井提速的重要手段之一。当前国内钻井优化主要以建立定量反应钻井规律的数学模式为主，利用完钻井数据库资料，应用计算机技术进行统计、分析、评估和计算，确定提高钻井效率潜力最大的参数组合，为钻井施工提供最优化的设计，形成最终的优化钻井过程，然后将其用于现场施工。这些钻井优化以经验型井间(钻前)优化和工程技术优化为主，前者主要是完钻井数据综合统计与分析法，或者是利用计算机技术对钻井过程进行仿真模拟或再现，对比模拟与实钻结果进一步优化钻井方案；后者主要是从整个工程技术角度考虑，根据详细的钻后资料分析，有针对性的研发新技术和新产品，以期提高钻井技术水平。然而，钻井过程受很多不可控因素的限制，在实钻过程中，在遇到不可预知的井下事故复杂或者影响钻速的不确定因素时，这些优化方法无法实时快捷地为操作人员提供对策略和解决方案，导致钻进过程中机械钻速变慢、能量浪费同时造成钻头磨损严重。

综上所述优化钻井方法，如何实时优化钻井过程，将不可控因素对钻井参数的影响实时考虑到钻井优化方法中，最终反应给操作人员以提供解决方案，从而提高钻井速度，达到节能的效果，即为本发明将要探讨的问题。

发明内容

本发明提供一种钻井节能提速导航优化方法，以解决现有技术无法实时快捷地为操作人员提供解决方案，从而导致钻进过程中机械钻速变慢、能量浪费的同时造成钻头磨损严重的问题。

本发明实施例提供一种钻井节能提速导航优化方法，其中，该优化方法包括：

步骤一对钻井过程中采集的机械钻速、钻压、钻头转速数据进行实时处理，借助切削深度，得到机械钻速与钻压、钻头转速之间的函数关系，切削深度与机械钻速、钻头转速之间的关系为：

S*=5×ROP3×RPM,]]>

其中：S^*为切削深度，单位为毫米(mm)，ROP机械钻速，单位为米每小时(m/hr)；RPM为钻头转速，单位为转每分钟(rev/min)；

利用最小二乘法，得到切削深度与钻压之间的关系为：

其中：f(x_i)为实时切削深度，单位为mm；f(x)为实时切削深度变量，单位为mm；x_i为实时钻压，单位为千牛(KN)；x为钻压自变量，单位为KN；ω_i为常数，；S^*(x)为切削深度与钻压函数关系；为一组差值基函数；为实时钻压下对应的差值基函数值；c_j为利用最小二乘法要辨识的系数；n为1；m为计数采样点值；

的推算公式为：

其中：第一个差值基函数；第二个差值基函数；α₁为系数；

步骤二利用最小二乘法，对钻井过程中采集的钻压、扭矩数据进行实时处理，得到钻压与扭矩函数关系为：

其中：f(x_i)为实时钻压，单位为KN；f(x)为实时钻压变量，单位为KN；x_j为实时扭矩，单位为千牛·米(KN·m)；x为扭矩自变量，单位为KN·m；ω_i为常数，；S^*(x)为钻压与扭矩函数关系；为一组差值基函数；为实时钻压下对应的差值基函数值；c_j为利用最小二乘法要辨识的系数；n为1；m为计数采样点值；

的推算公式为：