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钻井井下智能工具及工艺技术

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PDC钻头钻速方程和机械比功实时监测技术

来源:石油工程学院破岩与高压水射流实验室 发布时间:2023-04-25 点击数:

背景:

目前,PDC钻头是油气田钻井最常用的破岩工具之一,在浅到深部地层中,PDC钻头具有破岩效率高、钻速快、寿命长、性能稳定等特点,但在超深部地层中PDC钻头尚存在破岩效率低、失效快、寿命短等问题,需要深入研究PDC钻头在超深部地层的破岩机理,建立适用于PDC钻头的机械比功模型,配合录井资料对钻井参数实时监测,开展岩层物性识别和钻井参数优化,有效提高破岩效率,将是一项十分重要的科研工作。

针对该技术难题,东北石油大学油气钻井技术国家工程研究中心破岩与高压水射流实验室开发了PDC钻头钻速方程和机械比功实时监测技术。

技术特点:

    l、PDC钻头钻速方程计算结果与现场实钻数据对比准确度高于70%

    2、基于录井资料的机械比功的实时监测,并对钻井参数进行优化

图1机械比能与钻速的关系示意图

            图2钻压和转速对机械比功的影响                 图3 钻头磨损和压差影响系数对机械比功的影响

图4 ZH区块某井钻井参数优化分析实例

图5钻压、转速和机械比能曲线(利用综合录井仪,实时监测、记录和收集钻时、钻压、扭矩、转速、钻井液密度等数据,计算实际机械比能和标准机械比能)

图6基于机械比能基线的物性识别(负值为储层物性好、洞缝发育段)