[发明专利]实时实地钻井全参数优化方法

摘要

本发明提供一种实时实地全参数优化钻井方法，其主要包括水力优化、钻压优化及转速优化三部分。该法通过实地测量出的泵排量和泵压的关系来确定最优的水力参数，以及选定钻头喷嘴的尺寸，在此前提条件下，再通过实时观测在调整钻压和转速时钻头所作的单位破岩功的变化以确定关于当前钻进地层的最佳钻压和转速。钻井现场施工人员据此可以对钻井水力、钻压和转速进行实时和实地优化，从而最大化钻井效率，最大化钻井机械钻速，并提高钻头的使用寿命或单只钻头进尺。

主权项

1.一种实时实地钻井全参数优化方法，其特征在于：该方法包括以下组成部分：(1)水力优化：通过现场测定泥浆泵分别在至少两组条件下的泵压ΔP_{系统-测试}和泵排量Q_测试的值来计算表示泵排量和整个钻井循环系统的除钻头外的其它部分的泥浆压力降ΔP_{循环-测试}之间的特性关系的系数k和u，从而根据系数k和u来确定优化的泵排量和相应的钻头喷嘴总过流面积，其中，k和u通过关系式log(ΔP_{循环-测试})＝log(k)+ulog(Q_测试)计算出，ΔP_{循环-测试}通过公式ΔP_{循环-测试}＝ΔP_{系统-测试}-ΔP_{钻头-测试}计算出，ΔP_{钻头-测试}代表每组条件下的钻头压力降，其通过公式ΔP_{钻头-测试}＝ρQ_测试²/(C²A²)来计算，该式中C是常数系数，A代表钻头喷嘴总过流面积，ρ代表泥浆密度；(2)钻压优化：通过现场调整钻头的钻压大小来观测其对应的钻头单位破岩功，根据最小的破岩功来确定优化的钻压；(3)转速优化：通过现场调整钻头的转速大小来观测其对应的钻头单位破岩功，根据最小的破岩功来确定优化的转速。