岩石可钻性

摘要： 可钻性是用来描述石油钻井作业的一个指标,是岩石破碎困难或者容易程度的综合评价数据,有时也可以用来评价钻进速度。声波时差、钻时等测井或者录井资料,涵盖了地层的有效信息。文章研究大牛地气田可钻性三维模型,首先综合考虑测井数据和录井数据,建立PDC和牙轮的综合模型;然后运用Petrel三维建模软件,模拟地下地层的展布形态,在Petrophysical模块进行序贯高斯模拟,建立单井剖面、连井剖面以及区域地层的三维可钻性参数模型,分析鄂尔多斯盆地北部大牛地气田的可钻性分布规律。运用可钻性模型可有效服务现场生产,指导钻头选型、井身结构设计、定向井井眼轨迹设计等工作,提高机械钻速,减少钻头磨损,具有良好的现场应用价值。

摘要： 为揭示钻头旋切作用下岩石破碎机理,开展地层岩石可钻性分布识别研究。基于自制的岩石旋转切割装置,分别对花岗岩、大理岩和石灰岩的标准岩样进行不同加载压力和旋转速度下的室内岩石旋切破碎试验,通过旋转切割装置中的钻进监测系统和高速摄像机分别记录岩石旋切破碎过程中钻进参数变化(加载压力、旋转速度和旋切扭矩)和岩石旋切破碎表象特征,并统计不同钻进条件下的破碎岩屑质量和尺寸分布等参数分析岩石旋切破碎控制因素。试验结果表明:岩石旋切破碎过程中,钻头在贯入和切割共同作用下呈螺旋线型侵入岩石内部并导致岩石分别发生贯入破碎、剪切破碎和拉伸破碎,其中部分大尺寸岩屑因吸收的切割破碎能较大而发生崩裂,但大部分破碎岩屑堆积在钻头切割路径内,增加了切割摩擦能;加载压力是岩石旋切破碎程度的主要影响因素,在相同加载压力下,破碎岩屑质量和尺寸分布分别受岩石抗压强度和抗拉强度影响;旋切扭矩与加载压力呈正线性关系,且岩石耐磨性和切割比能越高,该线性斜率也越高,而钻头旋转速度不影响该线性斜率变化。据此提出了不受钻进条件影响且仅与岩体固有属性(岩石固有切割比能和岩石摩擦因数)相关的岩石可钻性理论评价模型,并通过已有文献原位钻进数据验证了该岩石可钻性评价模型在实际工程中的有效性。

摘要： 进行地层抗钻特性参数评价对于优选适合地层抗钻特性的钻头,制定钻井提速方案是非常重要的。而仅仅以单井剖面来评价井间未知地层的抗钻特性参数是不合适的。岩石可钻性级值和硬度是评价地层抗钻特性的重要参数,以珠江口盆地陆丰区块为研究对象,通过开展地层抗钻特性实验测试,利用实测数据与声波时差数据拟合,建立了地层岩石可钻性级值和硬度的计算模型,利用Petrel软件构建了三维井间数据体模型,得到了珠江口盆地陆丰区块地层岩石可钻性级值和硬度的三维连井剖面。分析表明,陆丰区块的地层抗钻特性参数在纵向和横向上差异性较强;珠江组地层总体上属于可钻性较好的中软地层,但在西北和东南区域的珠江组地层的可钻性级值和硬度均有增大的趋势;珠海组地层总体上属于可钻性较差的中硬地层,横向分布差异性较大。陆丰区块地层抗钻特性参数三维连井剖面的建立,可以从宏观的角度反映出井间和层间地层的特征,有利于评价未知地层的抗钻特性参数分布规律,也有利于进行井位优选和井眼轨道的优化。

摘要： 正确选择钻头是提高钻探效率、降低成本的关键。针对诸广南地区地质岩心钻探S75绳索取心金刚石钻头选型问题,通过对往年钻头使用情况的收集整理,对岩石可钻性法、时间因素分析法、经济效益指数法和灰色聚类法等常用钻头选型方法进行分析比较,总结出了适用于该地区实际钻探生产的钻头优选方法。现场选择两个钻孔对该钻头优选方法进行了试验,试验结果验证了该钻头优选方法的可靠性。

摘要： 岩石的可钻性研究对于矿山凿岩效率和采矿作业成本有着直接影响。目前,实现可钻性分级的模型和方法大多依赖于各项岩石物理力学参数和各类统计分析方法,存在一定的局限性。岩石可钻性不仅是岩石单方面的属性,而且反映了岩石与钻具相互作用的综合特性。基于岩石工程系统(Rock Engineering System,RES)理论,将各项岩石力学性质和凿岩施工参数综合考虑为一个完整系统,采用人工神经网络编码法构建整体交互作用强度矩阵GRSE,建立了岩石可钻性分级综合预测模型,揭示了各个影响因素之间复杂关系以及对岩石可钻性的影响程度,并将其应用于程潮铁矿-430 m水平工作面的中深孔凿岩台车施工作业。结果表明:岩石质量指标(RQD)、石膏含量、铁矿石品位、冲击压力对矿岩可钻性具有重要影响。在上述分析的基础上,综合讨论了该水平的矿岩物理力学性质、矿物组分含量和凿岩工作参数,并根据矿岩可钻性级值对该水平进行了区域预测分级,现场据此优化了凿岩参数和工艺,提高了台班穿孔工程量。

摘要： 针对平顶山砂岩致密坚硬、研磨性强、钻井机械钻速低、进尺缓慢、钻进成本高等问题,迫切需要准确预测平顶山北部地区平顶山砂岩的岩石可钻性级值,为科学制定地热井钻井计划提供有力依据.为此,通过对平顶山北部地区大量煤孔实钻钻井资料进行统计、分析、计算,得出平顶山砂岩可钻性规律和经验公式,对地热井钻进平顶山砂岩段进行钻头选型应用探讨.

摘要： 目前优选钻头的理论方法很多,优选方法各有特点,然而利用工程地质一体化数据库,进行优选钻头的方法国内却鲜有介绍,目前,国内随着中油油服钻井智能信息系统(EISS)在中石油的全面推广,该系统围绕井筒工程产生了大量与地层和钻头相关的数据,文章突破了传统钻头选型手段,建立了基于井筒工程大数据的一种全新的钻头优选方法,通过在GS-MX区块实践运用,有效提高了钻井效率,对其它工程参数的优选具有借鉴意义.

摘要： 四川长宁页岩气区块地层岩性变化复杂,硬度高、研磨性强,底部含有燧石,可钻性差.为了有效提升机械钻速,缩短钻井周期,建立了该地层岩石力学参数剖面,深入分析了地层岩性及可钻性变化规律,通过针对性的钻头冠部轮廓及切削齿分布设计,受力、做功、力平衡分析与优化,形成了两种针对不同层段的PDC钻头.结果表明,二开 ?311.2 mm井眼机械钻速达到13 m/h,相比于同平台邻井,机械钻速提升了110％,纯钻时间节省了107％.在该模式下进行的钻头设计与应用流程,达到了提速增效的目的,对类似地层区域的个性化钻头设计具有积极的指导和借鉴意义.

摘要： 为了预测金刚石钻进岩石的可钻性,以岩石的压入硬度、肖氏硬度、塑性系数、钢针摩擦值、微钻时效、钻头摩擦值和实钻时效作为评价指标,用闪长岩、正长岩、橄长岩3组15块岩石作为已知样本,应用DPS软件建立投影寻踪回归模型,对一组斜长岩的5块标本作为未知级别进行了预测研究.研究结果表明:预测结果与实际相符,可为工程实际提供重要依据.

摘要： 岩石的可钻性是评价TBM隧道施工难易程度的重要指标,其测试方法必须与TBM的设计与施工过程相匹配.因国内的TBM研发及施工技术起步较晚,岩石可钻性测试与评价方法仍以国外的技术为主.通过大量查阅国内外文献,基于常用掘进效率预测模型的需要,从岩石硬度、脆性和磨耗性3个方面对岩石可钻性指标测试与评价技术进行了较为详细的介绍.基于这些测试方法的试验成果,为我国TBM的刀盘设计、刀具磨损及掘进速率的预测提供了基础资料.建议尽快建立我国TBM可钻性实验室及相应数据库.

摘要： 东海深部地层中,由于所选用PDC钻头与地层性质不匹配,导致机械钻速低.为解决这一问题,有必要对东海深部地层的岩石可钻性进行研究,以保证钻头选型的针对性.岩石可钻性级值主要是通过室内实验或者测井数据解释得来,由于室内实验成本高、周期长等不利因素,如何通过测井资料准确预测岩石可钻性就尤为重要.本文以岩心室内微钻实验数据为依据,首先建立了测井参数预测岩石可钻性的非线性多元回归模型,之后尝试利用人工神经网络的方法对岩石可钻性进行预测.通过对比各预测方法的优劣,旨在优选出适合于东海深部砂岩地层的岩石可钻性预测方法.

摘要： PDC钻头作为最重要的油气钻井破岩工具,其岩石可钻性级值是进行钻头个性化设计与选型、优化钻井参数的关键依据,在中硬以上的地层价值尤为重要.然而,SY/T5426-2000《岩石可钻性测定及分级方法》却存在明显的缺陷,对中硬以上的岩石经常出现测试无效、无法获得可钻性级值数据的现象.通过对不同岩性岩石试样的大量微钻头可钻性实验测试,发现标准钻压过低、PDC微钻头结构参数不合理是中硬以上岩石测试无效的主要原因.针对这些问题,首先,研究了微钻头切削齿安装角度对其干涉状态的影响规律,提出了最优的微钻头侧转角,消除了微钻头切削齿与岩石发生干涉的可能性;其次,开展了6种岩石在不同钻压下的微钻头钻岩实验,实验数据表明变压可钻性级值与钻压之间呈线性关系,提出了采用钻压分档测试、当量转化分级或分档独立分级的可钻性测试与分级新方法.该方法既能有效解决中硬以上岩石的可钻性测试问题,又能与过去的软岩测试数据相兼容.主要研究成果已经被SY/T5426-2016《岩石可钻性测定及分级》所采纳.

摘要： 松辽盆地深层地质条件复杂,岩石研磨性强,可钻性差,机械钻速慢,钻井周期长,由于对深层岩石可钻性方面研究力度不够,对钻井工程设计与现场施工缺乏有力的理论数据支撑,存在着地质与工程结合不够紧密的题,严重制约了勘探开发进度.综合应用物探、测井技术对松辽盆地北部深层岩性及岩石可钻性相关参数进行预测研究,在钻井施工前对待钻井的岩性及岩石可钻性参数进行预测,为钻井地质设计、钻井工程设计中钻头优选提供了技术保障.该项技术在XXSC工区ZS25井进行应用,取得了非常好的应用效果.

摘要： 本文通过室内实验,将钻井上返岩屑进行了筛分,分析了他的块度分布规律,计算了上返岩屑的分形维数,统计计算的分形维数的相关性系数达到了0.84以上,上返岩屑符合分形结构.在此基础上分析了上返岩屑的分形维数与所钻地层的埋深及其可钻性级值的关系,结果表明石油钻井过程中上返岩屑的块度分形维数是随井深的增加而变小,岩石可钻性级值与上返岩屑块度分形维数相关性明显;这表明钻井过程中上返岩屑的分形维数能反映岩石可钻性程度,可以用分形维数衡量岩石可钻性大小.

摘要： 为满足优质高速钻井的要求，需要对岩石可钻性做出更加精确的观测。利用分形几何理论，研究了钻井过程中岩石破碎机理及形成过程，提出了一种以井底返出的岩屑为对象的岩石可钻性测试方法。室内实验表明：不同井深的岩屑粒度分布的分形维数回归计算具有良好的相关性(其相关性系数在0．90以上);且微钻头岩石可钻性级值和岩石压入硬度值与破碎岩屑分形维数存在明显的相关性，由此本文制定了一个基于岩屑粒度分布分形维数表示的岩石可钻性预测指标。经实验检验，分形法确定岩石可钻性级值具有很高的精度。这表明钻井过程巾上返岩屑的分形维数能反映岩石可钻性程度，可以用分形维数衡量岩石可钻性大小。

摘要： 岩石可钻性是石油钻井中钻头优选、钻进参数制定的重要依据,岩石可钻性钻前预测对于提高深井、超深井钻井效率,降低钻井综合成本具有重要意义.目前,国内外关于新探区野猫井的岩石可钻性钻前预测方面的研究很少.现有评价方法不能满足对缺乏测井资料和岩心资料的野猫井的岩石可钻性进行钻前预测的需要.因此,在相似构造选择的基础上,提出了一种对野猫井岩石可钻性进行钻前预测的方法.该方法首先应用已钻相似构造井的地震资料、测井资料以及岩心测试资料,建立岩石可钻性钻前预测遗传神经网络模型,然后将神经网络与遗传算法有机结合起来,以神经网络理论为基础,利用遗传算法优化隐含层神经元个数和网络连接权值,最后利用野猫井的地震资料进行岩石可钻性钻前预测.应用该方法对新疆油田MX1井的岩石可钻性进行了钻前预测,预测结果与测井资料评价结果相比,平均相对误差为9.8﹪.比较结果表明,该方法具有较高的预测精度,是合理的.

摘要： 微钻岩石可钻性实验方法为单点测试,获取数据量小,在评价岩石非均质性对岩石可钻性级值影响等方面具有一定的局限性.本文基于刻划测试岩石强度实验方法,通过开展微钻岩石可钻性实验和刻划实验,分析PDC微钻头复合片和刻划刀的基本受力情况及破岩机理,找出了两种实验方法间的对应关系,建立了通过刻划钻井取心表面得到岩石PDC钻头可钻性级值剖面的评价方法,经多地区应用证明了该方法的适用性.

摘要： 油田开发过程中探井所钻探的多为新区,资料及实践经验少,很难直接确定出合理的钻头型号及钻井参数.《YH钻头优选法》通过地层岩石可钻性建立新区地层与老区地层之间的联系,再根据老区钻井钻头的实钻数据,优选适合新区的钻头型号.该方法不受优选地区实钻数据多少限制.并可对相同钻头的钻井参数进行比较分析,从而找到较合理的钻井参数.

摘要： 该文介绍了金刚石强化柱齿及其钻具研制工作在国内外的进展，重点论述提高其冲击韧性、防止碎裂与提高耐磨性的途径，并对其生产试验与应用效果作了较详尽的介绍。

摘要： 本发明提供了一种预测实钻页岩地层PDC钻头岩石可钻性级值的方法及装置，方法包括：测定实钻页岩地层的页岩样品在不同预设钻进条件下的PDC钻头可钻性级值；根据PDC钻头可钻性级值建立PDC钻头可钻性级值与钻进条件模型；建立钻进方向与地层倾角、地层下倾方位角、井斜角及井斜方位角的钻进方向‑角模型；根据PDC钻头可钻性级值与钻进条件模型和钻进方向‑角模型确定PDC钻头岩石可钻性级值预测模型；根据获得的井眼轨迹、地层产状、地温资料以及PDC钻头岩石可钻性级值预测模型预测实钻页岩地层的PDC钻头岩石可钻性级值。本发明能利用现场钻井的井眼轨迹参数、地层产状和地温资料直接预测实钻页岩地层的PDC钻头岩石可钻性级值。

摘要： 本发明提供一种野猫井岩石可钻性钻前预测方法和装置，该方法包括：由待钻探野猫井岩石的地震速度谱拾取该野猫井岩石的不同地层的层速度；利用所述野猫井与其它已钻井岩石的不同地层的层速度作互相关分析，选择与所述野猫井具有相似岩石构造的某口已钻井；由选择的所述某口已钻井岩石的地震资料和岩心测试资料，训练前馈式反向传播BP神经网络，建立野猫井岩石可钻性钻前预测模型；利用训练好的所述前馈式反向传播神经网络，结合所述野猫井岩石的不同地层的层速度，预测野猫井岩石的可钻性。本发明可找出层速度与岩石可钻性之间的关系，可以为合理选择钻井方式、钻头类型和设计钻进参数，提供重要依据，对于提高钻井速度，降低钻井成本具有重要意义。

摘要： 本发明提供一种PDC微钻头、岩石可钻性测试装置及方法，所述PDC微钻头的切削齿轴面轮廓线形成钻孔底全覆盖，在钻进过程中切削齿与钻孔底的接触弧长固定不变，测试得出的数据更加精确，而且通过设置保径齿能确保钻进过程井眼尺寸固定不变，增加了钻孔深度，从而在一次钻进工作中，可以进行多次测试，减小误差的影响，该岩石可钻性测试装置及方法使用PDC微钻头进行旋转钻进岩石，一方面模拟了实际工作中PDC钻头与岩石相互作用，另一方面能够显著减小设备的体积，简化设备结构。

摘要： 本发明提供了一种预测实钻页岩地层PDC钻头岩石可钻性级值的方法及装置，方法包括：测定实钻页岩地层的页岩样品在不同预设钻进条件下的PDC钻头可钻性级值；根据PDC钻头可钻性级值建立PDC钻头可钻性级值与钻进条件模型；建立钻进方向与地层倾角、地层下倾方位角、井斜角及井斜方位角的钻进方向‑角模型；根据PDC钻头可钻性级值与钻进条件模型和钻进方向‑角模型确定PDC钻头岩石可钻性级值预测模型；根据获得的井眼轨迹、地层产状、地温资料以及PDC钻头岩石可钻性级值预测模型预测实钻页岩地层的PDC钻头岩石可钻性级值。本发明能利用现场钻井的井眼轨迹参数、地层产状和地温资料直接预测实钻页岩地层的PDC钻头岩石可钻性级值。

摘要： 本发明提供一种野猫井岩石可钻性钻前预测方法和装置，该方法包括：由待钻探野猫井岩石的地震速度谱拾取该野猫井岩石的不同地层的层速度；利用所述野猫井与其它已钻井岩石的不同地层的层速度作互相关分析，选择与所述野猫井具有相似岩石构造的某口已钻井；由选择的所述某口已钻井岩石的地震资料和岩心测试资料，训练前馈式反向传播BP神经网络，建立野猫井岩石可钻性钻前预测模型；利用训练好的所述前馈式反向传播神经网络，结合所述野猫井岩石的不同地层的层速度，预测野猫井岩石的可钻性。本发明可找出层速度与岩石可钻性之间的关系，可以为合理选择钻井方式、钻头类型和设计钻进参数，提供重要依据，对于提高钻井速度，降低钻井成本具有重要意义。

摘要： 本发明提供一种岩石可钻性可爆性判定方法，依次记录每个钻孔孔口三维坐标，实时记录每分钟的炮孔钻孔数据；根据钻孔孔口三维坐标，在数字地质模型中提取该炮孔负担爆破面积区域内岩石地质数据；根据记录的每分钟的炮孔钻孔数据，得到炮孔数据矩阵；对比和分析岩石地质数据矩阵和钻孔过程中炮孔数据矩阵，构建岩石可钻性可爆性判定模型，分析两个矩阵之间的关系；利用“钻进速度‑时间”曲线和构建的“岩石可钻性可爆性判定模型”分析岩石的可钻性和可爆性，对岩石的可爆性进行分级，并将分级数据存储到岩石参数矩阵中；利用钻孔过程中的炮孔数据矩阵和各个炮孔的岩石地质数据矩阵，来对三维数字地质模型进行修正。

摘要： 本发明公开了一种岩石可钻性分级综合预测模型构建方法，包括以下步骤：基于历史施工数据获取各个影响因素的变量参数值，组合形成样本集；对第一神经网络模型进行训练；第一神经网络模型的输入为各个影响因素的变量参数值，输出为各个影响因素的变量参数值；由训练完毕的第一神经网络模型构建各影响因素的整体交互作用强度矩阵，用于定量描述各个影响因素之间的交互作用强度大小和方向；根据整体交互作用强度矩阵计算得到各影响因素对岩石可钻性权值；基于样本集数据和各影响因素对岩石可钻性权值计算矿岩可钻性分类指标值。本发明建立了岩石可钻性分级综合预测模型，揭示了各个影响因素之间复杂关系以及对岩石可钻性的影响程度。

摘要： 本发明公开了一种岩石可钻性的模糊综合评价方法，属于岩石钻进施工评价领域。方法如下：确定地质水文条件、岩石物理性质和岩石力学性质为影响因素，其包含对应的影响因子指标；基于影响因子指标进行可钻性等级划分，并建立等级标准；采集在不同深度钻孔的岩样作为被评价对象，并根据影响因子指标进行加工处理，获取各影响因子指标的参数值和对应的等级；构建岩石可钻性综合评估模型；确定模糊数学算子类型，进行模糊综合评价，根据最大隶属度原则确定岩石可钻性的评价结果。本发明不仅能在桩基施工中对岩石可钻性进行综合评价，而且可根据影响因素的指标权重对钻井参数和破岩工具进行优化，以便更好地指导施工，从而提高钻进效率和经济效益。

摘要： 本发明提供一种PDC微钻头、岩石可钻性测试装置及方法，所述PDC微钻头的切削齿轴面轮廓线形成钻孔底全覆盖，在钻进过程中切削齿与钻孔底的接触弧长固定不变，测试得出的数据更加精确，而且通过设置保径齿能确保钻进过程井眼尺寸固定不变，增加了钻孔深度，从而在一次钻进工作中，可以进行多次测试，减小误差的影响，该岩石可钻性测试装置及方法使用PDC微钻头进行旋转钻进岩石，一方面模拟了实际工作中PDC钻头与岩石相互作用，另一方面能够显著减小设备的体积，简化设备结构。

摘要： 本发明属于石油勘探开发技术领域，涉及一种基于岩屑纳米压痕的岩石可钻性评价方法，包括以下步骤：对岩屑样品开展纳米压痕测试，采集压头的位移载荷曲线，计算纳米压痕测试的微观硬度；并根据微观硬度的统计分布特征推算岩屑矿物组成，将岩屑纳米压痕测试的微观硬度转化为宏观压入硬度；根据岩石宏观压入硬度与岩石可钻性级值的关联性，建立以岩屑纳米压痕测试的微观硬度表征的岩石可钻性级值。在井下岩石样品数量少、成本高的条件下，本发明突破了常规测试对样品尺寸与形状的限制，解决了油气钻探领域深层岩石力学参数测试难题，是常规测试方法的有力补充，为钻头优选、提高钻速提供基础支撑。