钻井参数的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钻井参数的控制方法及装置，其涉及岩土或石油地质钻井领域，所述钻井参数的控制方法包括以下步骤：获取实时的钻井参数；根据钻井作业中的钻井参数选择得到多组数据样本；对所述数据样本所对应的钻柱作业的状态进行识别以得到所述数据样本所对应的钻柱的状态类别；基于所述钻井参数、所述数据样本、所述数据样本所对应的钻柱的状态类别得到所述数据样本的钻具能量传递指数；对所述数据样本和所述数据样本的钻具能量传递指数进行相关性分析以得到钻井参数中符合预设要求的参数；对钻井参数中符合预设要求的参数按照预设规则进行调整控制。本钻井参数的控制方法及装置能够优化钻具能量传递指数，从而提高实时钻井效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩土或石油地质钻井领域，特别涉及一种钻井参数的控制方法及装置。
技术介绍
长位移水平井技术已经成为开发非常规油气资源的主体技术之一。中国在页岩气、致密油气方面已成功钻成一批长位移水平井，平均水平井段长度逐步从500m增加至1500m以上。但是，长位移水平井技术相比国外仍存在较大差距，主要体现在长水平井段水平井钻井周期偏长、作业成本偏高，水平段延伸长度有限。从钻井周期和钻井进尺数据上看，大量的钻井时间均消耗在造斜井段和水平井段钻井作业中，导致这一结果的主要原因是：在长位移水平井钻井过程中，钻井摩阻高，进而导致钻井效率低，周期长，成本高，这样以后严重影响非常规油气资源(即页岩气、致密油气等)的效益开发。在钻井过程中，实时优化控制钻井摩阻至关重要，现有技术中多采用被动的优化方式，即在摩阻扭矩较高时明显影响钻井效率才对钻井参数进行优化，缺少一种实时优化控制钻井摩阻扭矩的方法，在钻井摩阻扭矩存在变大的趋势时候就及时进行干预，优化钻井参数，确保钻井摩阻在较小的合理范围，保持较高的钻井效率。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术实施例中提供了一种钻井参数的控制方法及装置，其能够实时监测钻井摩阻扭矩的变化趋势，并根据变化趋势优化控制钻井参数，有效遏制钻井过程中的摩阻扭矩的恶化趋势，维持钻具在井下较高的能量传递效率。本专利技术实施例的具体技术方案是：一种钻井参数的控制方法，所述钻井参数的控制方法包括以下步骤：获取实时的钻井参数；根据钻井作业中的钻井参数选择得到多组数据样本；对所述数据样本所对应的钻柱作业的状态进行识别以得到所述数据样本所对应的钻柱的状态类别；基于所述钻井参数、所述数据样本、所述数据样本所对应的钻柱的状态类别得到所述数据样本的钻具能量传递指数；对所述数据样本和所述数据样本的钻具能量传递指数进行相关性分析以得到钻井参数中符合预设要求的参数；对钻井参数中符合预设要求的参数按照预设规则进行调整控制。优选地，所述钻井参数至少包括录井参数、钻柱结构参数、钻井液性能参数、井眼轨迹参数和井筒参数其中之一。优选地，所述录井参数至少包括钻头尺寸、时间、井深、钻头位置、钻时、钩载、转速、扭矩、立压、套压、泵冲、进出口的排量和进出口的钻井液密度其中之一。优选地，所述钻柱结构参数至少包括钻具类型、外径、内径、长度和线重其中之一。优选地，所述钻井液性能参数至少包括塑性粘度、动切力、润滑系数其中之一，井眼轨迹参数至少包括斜深、井斜和方位其中之一，井筒参数至少包括井筒类型、下深和内径其中之一。优选地，在所述根据钻井作业中的钻井参数中选择得到多组数据样本的步骤中，具体为，根据钻井作业中的钻井参数中获取在不同时刻下的数据样本，进而得到多组数据样本。优选地，在所述对所述数据样本所对应的钻柱作业的状态进行识别以得到所述数据样本所对应的钻柱的状态类别的步骤中，具体为：根据所述数据样本的特征区分所述数据样本在井下钻柱的运动状态中是否为滑动钻进或旋转钻进，根据所述数据样本中的录井数据中井深与钻头位置是否相同，如果相同则将该数据样本区分为a类状态，即定向或旋转钻进；如果不相同则区分为b类状态，即起下钻或划眼；再根据a类状态中的数据样本中转速和扭矩大小将a类状态分为旋转钻进和滑动钻进，如果满足转速大于10r/m和扭矩大于1kN·m，则该数据样本的钻柱状态为旋转钻井，否则该数据样本的钻柱状态为滑动钻进；根据b类状态中转速和扭矩大小将b类状态分为划眼和起下钻，如果满足转速大于10r/m和扭矩大于1kN·m，则该数据样本的钻柱状态为划眼，否则该数据样本的钻柱状态为起下钻。优选地，在所述基于所述钻井参数、所述数据样本、所述数据样本所对应的钻柱的状态类别得到所述数据样本的钻具能量传递指数的步骤中，所述数据样本的钻具能量传递指数的计算公式如下：RETI=4|FHKL-FIHL|Db2+1490TRTRRPMVROPDb2+14400PpumpQVROPDb2]]>其中，RETI表示钻具能量传递指数，FHKL表示实际大钩载荷，其单位为kN，FIHL表示理论钩载，其单位为kN，VROP表示机械钻速，其单位为m/h，TRT表示输入扭矩，kN·m，RRPM表示钻柱转速，其单位为r/min，Ppump表示泵压，MPa，Q表示钻井排量，其单位为L/s，Db表示钻头外径，其单位为mm。优选地，在所述对所述数据样本和所述数据样本的钻具能量传递指数进行相关性分析以得到钻井参数中符合预设要求的参数的步骤中，具体为：对所述数据样本中的录井参数与所述数据样本的钻具能量传递指数进行相关性分析得到相关系数，根据相关系数得到所述数据样本中的录井参数中符合预设条件一的参数；对所述数据样本中的录井参数中不符合预设条件一的参数进行非线性相关性分析得到符合预设条件二的参数。优选地，在所述对钻井参数中符合预设要求的参数按照预设规则进行调整控制的步骤中，具体为，对钻井参数中符合预设条件一的参数和符合预设条件二的参数按照预设规则进行调整控制。一种钻井参数的控制装置，所述钻井参数的控制装置包括：采样模块，用于根据钻井作业中的钻井参数中选择得到多组数据样本；状态类别识别模块，用于对所述数据样本所对应的钻柱作业的状态进行识别以得到所述数据样本所对应的钻柱的状态类别；钻具能量传递指数计算模块，用于根据所述钻井参数、所述数据样本、所述数据样本所对应的钻柱的状态类别得到所述数据样本的钻具能量传递指数；相关性分析模块，用于对所述数据样本和所述数据样本的钻具能量传递指数进行相关性分析以得到钻井参数中符合预设要求的参数；调整模块，用于对钻井参数中符合预设要求的参数按照预设规则进行调整控制。在本专利技术实施例中的钻井参数的控制方法中创新性的提出了参数钻具能量传递指数RETI，该参数钻具能量传递指数能有效表征井下能量传递效率。通过根据实时的钻井参数实时计算参数钻具能量传递指数RETI，然后通过计算RETI与哪些钻井参数存在较大的相关性，并根据相关性量的变化特征，优化钻具能量传递指数，进而实现最佳的钻具能量传递指数控制目标，从而提高实时钻井效率。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。图1为本专利技术在实施例中钻井参数的控制方法的流程图。图2为本专利技术实施例中钻井参数的控制装置的结构示意图。具体实施方式结合附图和本专利技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本专利技术的细节。但是，在此描述的本专利技术的具体实施方式，仅用于解释本专利技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本专利技术的限制。在本专利技术的教导下，技术人员可以构想基于本专利技术的任意可能的变形，这些都应被视为属于本专利技术的范围。目前国内水平井钻井过程中，对摩阻的管理优化多采用被动优化方式，即设计阶段，通过对已钻井的摩阻分析，优化出相对合理的钻井工艺参数并写入钻井工程设计中；在钻井过程中，执行钻井设计参数以控制摩阻，一旦发现摩阻扭矩恶化甚至出现钻井复杂情况后，才查摆问题原因，并对钻井工艺参数进一步优化，更改钻井设计，执行新的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井参数的控制方法，其特征在于，所述钻井参数的控制方法包括以下步骤：获取实时的钻井参数；根据钻井作业中的钻井参数选择得到多组数据样本；对所述数据样本所对应的钻柱作业的状态进行识别以得到所述数据样本所对应的钻柱的状态类别；基于所述钻井参数、所述数据样本、所述数据样本所对应的钻柱的状态类别得到所述数据样本的钻具能量传递指数；对所述数据样本和所述数据样本的钻具能量传递指数进行相关性分析以得到钻井参数中符合预设要求的参数；对钻井参数中符合预设要求的参数按照预设规则进行调整控制。

【技术特征摘要】
1.一种钻井参数的控制方法，其特征在于，所述钻井参数的控制方法包括以下步骤：获取实时的钻井参数；根据钻井作业中的钻井参数选择得到多组数据样本；对所述数据样本所对应的钻柱作业的状态进行识别以得到所述数据样本所对应的钻柱的状态类别；基于所述钻井参数、所述数据样本、所述数据样本所对应的钻柱的状态类别得到所述数据样本的钻具能量传递指数；对所述数据样本和所述数据样本的钻具能量传递指数进行相关性分析以得到钻井参数中符合预设要求的参数；对钻井参数中符合预设要求的参数按照预设规则进行调整控制。2.根据权利要求1所述的钻井参数的控制方法，其特征在于，所述钻井参数至少包括录井参数、钻柱结构参数、钻井液性能参数、井眼轨迹参数和井筒参数其中之一。3.根据权利要求2所述的钻井参数的控制方法，其特征在于，所述录井参数至少包括钻头尺寸、时间、井深、钻头位置、钻时、钩载、转速、扭矩、立压、套压、泵冲、进出口的排量和进出口的钻井液密度其中之一。4.根据权利要求2所述的钻井参数的控制方法，其特征在于，所述钻柱结构参数至少包括钻具类型、外径、内径、长度和线重其中之一。5.根据权利要求2所述的钻井参数的控制方法，其特征在于，所述钻井液性能参数至少包括塑性粘度、动切力、润滑系数其中之一，井眼轨迹参数至少包括斜深、井斜和方位其中之一，井筒参数至少包括井筒类型、下深和内径其中之一。6.根据权利要求1所述的钻井参数的控制方法，其特征在于，在所述根据钻井作业中的钻井参数中选择得到多组数据样本的步骤中，具体为，根据钻井作业中的钻井参数中获取在不同时刻下的数据样本，进而得到多组数据样本。7.根据权利要求1所述的钻井参数的控制方法，其特征在于，在所述对所述数据样本所对应的钻柱作业的状态进行识别以得到所述数据样本所对应的钻柱的状态类别的步骤中，具体为：根据所述数据样本的特征区分所述数据样本在井下钻柱的运动状态中是否为滑动钻进或旋转钻进，根据所述数据样本中的录井数据中井深与钻头位置是否相同，如果相同则将该数据样本区分为a类状态，即定向或旋转钻进；如果不相同则区分为b类状态，即起下钻或划眼；再根据a类状态中的数据样本中转速和扭矩大小将a类状态分为旋转钻进和滑动钻进，如果满足转速大于10r/m和扭矩大于1kN·m，则该数据样本的钻柱状态为旋转钻井，否则该数据样本的钻柱状态为滑动钻进；根据b类状态中转速和扭矩大小将b类...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡贵，黄雪琴，张国辉，于文华，石李保，徐鹏，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11