基于机械比能的地层物性和钻头效率随钻评价研究

发布时间：2020-07-01 22:57

【摘要】：随着油气勘探开发的不断深入,钻遇的深层和复杂状况地层越来越多,对钻井技术带来了许多新的挑战,如何利用录井资料,对地层物性和钻井施工状态进行快速、实时、准确的解释、诊断和优化变得尤为重要。本文从钻井能量消耗的角度进行分析,运用能量守恒理论,将钻压、转速、扭矩、机械钻速、水力参数和钻头尺寸等录井工程参数整合成一个机械比能参数,并建立了基于机械比能的地层物性和钻头效率随钻评价方法。首先,考虑不同钻具组合和井型条件下的钻井工程参数响应特征,建立了相应的机械比能数学物理模型,并提出了运用室内实验法、测井资料法和录井监测法预测和监测机械比能基值线的方法。其次,开展了纵横波时差实验、孔隙度实验和微钻头钻进实验,获得了不同物性特征岩石的钻压、扭矩和机械比能响应特征,建立随钻机械比能与地层物性之间的关系模型,进而能够通过机械比能随钻定量的评价地层物性特征。最后,研究了钻井井底泥包、振动和钻头磨损等现象在钻头机械比能值与进给量的交汇图中的相应特征,建立了利用录井资料随钻实时监测和预报井下工况和钻井时效的方法。研究结果表明:运用机械比能理论可以达到随钻对地层物性进行定性定量分析评价,并且可以随钻对钻井施工状态进行实时预报,对提高钻井效率和油气发现率有着一定的指导意义。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE242
【图文】：

钻压,井底,权重,倾角

图 2-1 钻压比权重与井底倾角模型公式中，钻压和扭矩是关键变量。在水平井中，由式（2-41）式（2-43）为钻头处的井下钻压模型和角进行修正，可以描述钻头的钻压和扭矩，适合井，在有限的井底压力下，即使钻头的钻进效率明显CCS，因为钻头在实际钻进过程中，即使是新钻头，（2-41）和（2-43）代入到 Teale 模型中，考虑新钻 MSE 模型，模型可以表示为：bm bb b113.33= +RPMMSE E WOBA D ROP b- = WOBe PDC 钻头的钻头滑动摩擦系数（b ）的平均值分（）是 0.25~0.4，通常使用 0.35 的值。新钻头的

曲线,三轴应力,实验机,微机控制

试件备制中不允许有人为裂隙出现。高度为 5.0cm，允许变化范围为 4.8～5.2在试样整个高度上，直径误差不得超过m，端面应垂直于试样轴线，最大偏差不面有剥落和凹凸不平之处。条件，有的岩样需浸泡在溶液内。把准两端安上带有小孔的金属端帽，通过它属端帽也有嵌入声波发射装置的，可以岩样测试的特点和实验要求，控制应变孔隙压力和温度进行测试。所用的实验测得岩石全应力-应变关系曲线、弹性模

【参考文献】