[发明专利]一种利用钻具振动参数判断岩石岩性的方法

说明书

本发明公开了一种利用钻具振动参数判断岩石岩性的方法包括如下步骤：提取钻具的振动数据；利用所述振动数据，根据加速度均方根、应力应变关系和机械比能对岩石岩性进行分析；其中所述机械比能为清除单位体积岩石所需要的最小能量。本发明所采用的方法操作步骤较为简单，易于使用。利用振动数据来分析岩体岩性是一种创新方法。该方法在测井中具有较好可操作性，具有很好的经济价值，不但节省了测井中的复杂繁琐的操作过程，而且还大大节省的施工工期，对于工程施工的进展加速具有较大的益处。

技术领域

本发明涉及岩体测量技术领域，特别是一种利用钻具振动参数判断岩石岩性的方法。

背景技术

钻井技术发展至今天，测井技术已经成为了钻井作业中必不可少的的一部分。测井技术是应用地球物理方法,对储层进行测试的工程技术措施。通过各种声、光、电、磁、放射性等的应用,反映地层的物性参数,得到各种测井资料,将资料进一步解释和分析,从而应用于钻井工程中。

在钻井工程中，钻井围岩岩性的测量具有重要意义。岩石岩性强弱对钻进工程的进展速度具有直接相关性。当成功测量出钻井围岩的岩性后，技术人员可以明确的分析出钻井围岩整体的岩性分布情况和岩性随钻井深度的变化情况。由于地层的连续性，当某一钻井围岩岩性明确后，技术人员可以根据地层岩性变化的规律来设计钻井钻进的实施方案。钻进过程中随着钻具钻进的深度不断增加，岩石的种类也随之变化。由于不同岩体的强度不同，所以为了满足钻进需要，钻进所用的钻头也需要不断调整。因此可以根据地层岩性情况合理设计调整钻进过程中所需钻头的种类，来提高钻进效率，较少钻进故障的出现。同时在石油钻井中，当工作人员正确的掌握了地层岩性分布情况后，可以有效的设计水力压裂区域来提供油气的产量。因为水力压裂区域的选择极其重要，脆性岩体相比塑性岩体较为容易压裂，且能够产生较大的裂隙。

当今测井技术能测量岩石岩性的技术中主要有声波测井技术、成像测井技术、电阻率测井技术、放射性测井技术几种方法。声波测井主要是应用了钻孔的特点,然后进行声波发射,这是钻孔测井中的常用方法,依据这种方法对环井眼地层的声学性质做出判断,从而分析地层的特性和井眼土程的状况；成像测井是一种综合性很强的技术,采用该项技术时会应用到大量的电子设备,同时还要应用配套的计算机,依据数据分析仪来分析数据。利用成像技术可以获取高质量地图,并且包含的信息内容十分全面；电阻率测井技术的工作原理主要是通过使用测井仪器将电流发射进地层内,随之计算地层中的电流所产生的电阻率,进而获取底层的地质资料；放射性测井技术是对地层岩石间的空隙流体中的核物质的性质进行研究与分析。

但是这几种技术对岩性判断都是基于间接的信息，不涉及钻头与地层的相互作用。同时这几种方法操作步骤繁杂，限制因素较多，且需要专业仪器来配合使用，使用价格高昂。本发明根据近钻头测量的振动数据来分析岩石岩性，充分利用了随钻测量产生的数据，而且填补随钻测量无法测量岩石岩性的空缺。使用该方法进行测量岩石岩性，其测量结果较为精确，而且操作较为简单，能够节省较多的时间和经济成本，从而提高工程效率。

因鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单、易于使用的利用钻具振动参数判断岩石岩性的方法。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种利用钻具振动参数判断岩石岩性的方法，包括如下步骤：

提取钻具的振动数据；

利用所述振动数据，根据加速度均方根、应力应变关系和机械比能对岩石岩性进行分析；其中所述机械比能为清除单位体积岩石所需要的最小能量。

进一步地，根据加速度均方根对岩石岩性进行分析包括：利用所述钻具的轴向加速度计算出钻具加速度的均方根，根据加速度的均方根分析岩性。

进一步地，所述利用所述钻具的轴向加速度计算出钻具加速度的均方根，根据加速度的均方根分析岩性包括：

(1)获取测量短节中存储的三轴加速度计数据Ax，Ay，Az；