CN113756792B - 一种提高机械钻速的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高机械钻速的方法，包括：根据至少一个已钻井的钻井资料，获取已钻井的第一钻井参数；按钻井深度将钻井分为多个层位，根据已钻井的第一钻井参数，计算对应层位的已钻井的第一钻井参数的平均值；获取当前钻井的深度及第一钻井参数；将当前钻井对应深度的第一钻井参数与已钻井对应深度的第一钻井参数的平均值进行比对，确定当前钻井的低效原因；根据当前钻井的原因，对当前钻井的相应参数进行优化；其中，第一钻井参数包括：钻压、转速、切削深度、钻头水功率或钻头泥包指数。本发明解决了现有方法对提高机械钻速过于局限的技术问题，同时减少了人工劳动力和钻井成本，缩短了钻井周期，提高了钻井效率。
Description
技术领域
本发明涉及油气勘探开发技术领域，特别涉及一种提高机械钻速的方法。
背景技术
我国拥有丰富的油气资源，在当前常规、浅层、易开采的油气资源不断减少的情况下，对深层油气资源的勘探开发已成为我国目前和未来能源生产的最重要领域之一。机械钻速在油气田的勘探开发过程中，一直是钻井作业最为关心的重要指标，机械钻速低也是制约油气资源高效开发的技术瓶颈。因此，如何提高钻井过程中的机械钻速对降低建井成本、缩短建井周期、提高油气藏开发钻井水平和开发效益有着十分重要的意义。
现有技术中通常是施工设计者凭借其以往的工作经验，对机械钻速是否变慢以及导致机械钻速变慢的原因进行人为判断，然后再根据判断出来的结果对钻井参数进行调整。
然而，由于不同的施工设计者的经验不同，所作出的判断也不同，上述凭经验进行判断和调整的方式过于局限。同时，不恰当的对参数进行调整不但起不到提高机械钻速的作用，还会浪费人工劳动力，延长钻井周期，增加钻井成本，降低钻井效率。
发明内容
本发明提供一种提高机械钻速的方法，解决了现有方法对提高机械钻速过于局限的技术问题，同时减少了人工劳动力和钻井成本，缩短了钻井周期，提高了钻井效率。
本发明提供一种提高机械钻速的方法，包括：
根据至少一个已钻井的钻井资料，获取所述已钻井的第一钻井参数；
按钻井深度将钻井分为多个层位，根据所述已钻井的第一钻井参数，计算对应层位的所述已钻井的第一钻井参数的平均值；
获取当前钻井的深度及第一钻井参数；
将当前钻井对应深度的第一钻井参数与所述已钻井对应深度的第一钻井参数的平均值进行比对，确定所述当前钻井的低效原因；
根据所述当前钻井的低效原因，对所述当前钻井的相应参数进行优化；
其中，所述第一钻井参数包括：钻压、转速、切削深度、钻头水功率或钻头泥包指数。
如上所述的一种提高机械钻速的方法，将当前钻井对应深度的第一钻井参数与所述已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定所述当前钻井的低效原因，包括：
若所述当前钻井的钻压小于所述已钻井的钻压的平均值，判断所述当前钻井的低效原因为钻压过低；
若所述当前钻井的转速小于所述已钻井的转速的平均值，判断所述当前钻井的低效原因为转速过低；
若所述当前钻井的切削深度小于所述已钻井的切削深度的平均值，判断所述当前钻井的低效原因为钻头磨损过大导致切削深度小；
若所述当前钻井的钻头水功率小于所述已钻井的钻头水功率的平均值，判断所述当前钻井的低效原因为钻头水功率过低；
若所述当前钻井的钻头泥包指数大于所述已钻井的钻头泥包指数的平均值，判断所述当前钻井的低效原因为钻头泥包过大。
如上所述的一种提高机械钻速的方法，根据所述当前钻井的低效原因，对所述当前钻井的相应参数进行优化，包括：
若所述当前钻井的低效原因为钻压过低，对所述当前钻井的优化措施为提高钻压至所述已钻井的钻压的平均值以上；
若所述当前钻井的低效原因为转速过低，对所述当前钻井的优化措施为提高转速至所述已钻井的转速的平均值以上；
若所述当前钻井的低效原因为钻头磨损过大导致切削深度小，对所述当前钻井的优化措施为更换钻头；
若所述当前钻井的低效原因为钻头水功率过低，对所述当前钻井的优化措施为提高钻头水功率至所述已钻井的钻头水功率的平均值以上；
若所述当前钻井的低效原因为钻头泥包过大，对所述当前钻井的优化措施为钻头补充润滑剂或/和抑制剂。
如上所述的一种提高机械钻速的方法，根据至少一个已钻井的钻井资料，获取所述已钻井的第一钻井参数之前，还包括：
根据至少一个已钻井的钻井资料，获取所述已钻井的第二钻井参数；
按钻井深度将钻井分为多个层位，根据所述已钻井的第二钻井参数，计算对应层位的所述已钻井的第二钻井参数的平均值；
获取当前钻井的深度及第二钻井参数；
将当前钻井对应深度的第二钻井参数与所述已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定所述当前钻井是否为低效状况；
其中，所述第二钻井参数包括：机械钻速和机械比能。
如上所述的一种提高机械钻速的方法，将当前钻井对应深度的第二钻井参数与所述已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定所述当前钻井是否为低效状况之后，还包括：
若当前钻井为低效状况，执行权利要求1的步骤；
若当前钻井非低效状况，对所述当前钻井继续钻进。
如上所述的一种提高机械钻速的方法，所述机械比能由下式计算：
机械比能＝钻头输入能量/破坏岩石体积，其中，钻头输入能量＝钻头钻压*机械钻速+120*钻头扭矩*转盘转速*π，破坏岩石体积＝π*r2*机械钻速。
如上所述的一种提高机械钻速的方法，将当前钻井对应深度的第二钻井参数与所述已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定所述当前钻井是否为低效状况，包括：
若所述当前钻井的机械钻速小于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能大于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井为低效状况；
若所述当前钻井的机械钻速小于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能小于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井为非低效状况；
若所述当前钻井的机械钻速大于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能大于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井为非低效状况；
若所述当前钻井的机械钻速大于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能小于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井为非低效状况。
如上所述的一种提高机械钻速的方法，若所述当前钻井的机械钻速小于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能小于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井为非低效状况，包括：
若所述当前钻井的机械钻速小于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能小于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井的机械钻速低的原因为所述当前钻井的本身地层条件过差，则所述当前钻井为非低效状况。
如上所述的一种提高机械钻速的方法，根据至少一个已钻井的钻井资料，获取所述已钻井的第一钻井参数之后，包括：建立已钻井的第一钻井参数的数据库；
按钻井深度将钻井分为多个层位，根据所述已钻井的第一钻井参数，计算对应层位的所述已钻井的第一钻井参数的平均值之后，还包括：建立已钻井的第一钻井参数的标准数据库。
如上所述的一种提高机械钻速的方法，根据至少一个已钻井的钻井资料，获取所述已钻井的第二钻井参数之后，还包括：建立已钻井的第二钻井参数的数据库；
按钻井深度将钻井分为多个层位，根据所述已钻井的第二钻井参数，计算对应层位的所述已钻井的第二钻井参数的平均值之后，还包括：建立已钻井的第二钻井参数的标准数据库。
本发明提供的提高机械钻速的方法，首先按钻井深度将钻井分为多个层位，将当前钻井对应深度的第二钻井参数与已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定当前钻井是否为低效状况。若判断当前钻井为非低效状况，则继续钻井；若判断当前钻井为低效状况，则将当前钻井对应深度的第一钻井参数与已钻井对应深度的第一钻井参数的平均值进行比对，确定当前钻井的低效原因。然后根据所判断出的当前钻井的低效原因，对当前钻井的相应参数进行优化，从而提高当前钻井的机械钻速。本发明提供的提高机械钻速的方法，利用已钻井的实际钻井参数计算得出，改变了现有技术依靠经验判断的方法，从而解决了现有方法对提高机械钻速过于局限的技术问题。本发明提供的提高机械钻速的方法更为客观、准确且简单可靠，很大程度上减少了人工劳动力和钻井成本，缩短了钻井周期，提高了钻井效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井的低效原因的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的对当前钻井的相应参数进行优化的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井是否为低效状况的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井是否为低效状况的另一流程示意图；
图6是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井是否为低效状况的具体流程示意图；
图7是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的另一流程示意图；
图8是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的又一流程示意图；
图9是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井是否为低效状况的再一流程示意图；
图10是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井是否为低效状况的又一流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的流程示意图。图2是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井的低效原因的流程示意图。图3是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的对当前钻井的相应参数进行优化的流程示意图。图4是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井是否为低效状况的流程示意图。图5是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井是否为低效状况的另一流程示意图。图6是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井是否为低效状况的具体流程示意图。图7是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的另一流程示意图。图8是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的又一流程示意图。图9是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井是否为低效状况的再一流程示意图。图10是本发明实施例提供的提高机械钻速的方法的确定当前钻井是否为低效状况的又一流程示意图。
如图1所示，本发明实施例提供的一种提高机械钻速的方法，用于提高钻井过程中的机械钻速，包括：
S101：根据至少一个已钻井的钻井资料，获取已钻井的第一钻井参数。
其中，第一钻井参数包括钻压、转速、切削深度、钻头水功率或钻头泥包指数等。需要说明的是，本发明对第一钻井参数的具体参数类型并不加以限制，也不限于上述示例。例如，第一钻井参数还可以包括钻井液密度等。
需要说明的是，本发明实施例提供的提高机械钻速的方法中，通过已钻井的钻井资料可直接获取已钻井的第一钻井参数。钻压是指当正常钻进时，下放钻柱，把部分钻柱的重力加到钻头上作为钻压。转速是指单位时间内，钻头做圆周运动的次数。切削深度是指已钻位置与待钻位置之间的垂直距离。钻头水功率是指钻井液流过钻头喷嘴时,给予钻头的水力功率，或者说是钻井液所消耗的水力功率。钻头泥包是指钻头表面为泥团所包被，PDC钻头牙齿受泥包影响“吃入”地层程度减小，导致其攻击力不能正常发挥、钻速变慢，严重时包死钻头、堵死水眼，导致泵压升高，甚至无进尺等现象。钻压、转速、切削深度、钻头水功率和钻头泥包是影响机械钻速的重要因素。
需要说明的是，可以取一个已钻井的钻井资料，可以取两个已钻井的钻井资料，也可以取多个已钻井的钻井资料。已钻井的数量越多，分析的结果越可靠；相应地，每一口已钻井的数据越多，分析的结果也越可靠。
S103：按钻井深度将钻井分为多个层位，根据已钻井的第一钻井参数，计算对应层位的已钻井的第一钻井参数的平均值。
一般情况下，随着井深的增加，机械钻速本身会发生变化，但是在一个较小范围内，可以近似认为地层基本均值，井深对机械钻速影响较小，因此，可以取一定钻井深度范围内的钻井在这一范围内的井深条件下机械钻速相同。例如，本实施例中，取100m以内的机械钻速相同。
需要说明的是，根据已钻井的第一钻井参数，计算该层位的已钻井的第一钻井参数的平均值，即为第一钻井参数的参考标准值。
具体地，已钻井的钻压的平均值由下式计算：
其中，WOBi,j为第j口井从起始点起第i米井深的钻压，WOBave为钻压的平均值，即钻压的参考标准值。
具体地，已钻井的转速的平均值由下式计算：
其中，Ni,j为第j口井从起始点起第i米井深的转速，Nave为转速的平均值，即转速的参考标准值。
具体地，已钻井的切削深度的平均值由下式计算：
其中，DOCi,j为第j口井从起始点起第i米井深的切削深度，DOCave为切削深度的平均值，即切削深度的参考标准值。
具体地，已钻井的钻头水功率的平均值由下式计算：
其中，WPi,j为第j口井从起始点起第i米井深的钻头水功率，WPave为钻头水功率的平均值，即钻头水功率的参考标准值。
具体地，已钻井的钻头泥包指数的平均值由下式计算：
其中，INDEXi,j为第j口井从起始点起第i米井深的钻头泥包指数，INDEXave为钻头泥包指数的平均值，即钻头泥包指数的参考标准值。
S105：获取当前钻井的深度及第一钻井参数。
S107：将当前钻井对应深度的第一钻井参数与已钻井对应深度的第一钻井参数的平均值进行比对，确定当前钻井的低效原因。
具体地，如图2所示，S107包括如下步骤：
S1071：若当前钻井的钻压小于已钻井的钻压的平均值，判断当前钻井的低效原因为钻压过低；
S1072：若当前钻井的转速小于已钻井的转速的平均值，判断当前钻井的低效原因为转速过低；
S1073：若当前钻井的切削深度小于已钻井的切削深度的平均值，判断当前钻井的低效原因为钻头磨损过大导致切削深度小；
S1074：若当前钻井的钻头水功率小于已钻井的钻头水功率的平均值，判断当前钻井的低效原因为钻头水功率过低；
S1075：若当前钻井的钻头泥包指数大于已钻井的钻头泥包指数的平均值，判断当前钻井的低效原因为钻头泥包过大。
需要说明的是，当前钻井的深度需要与已钻井的深度层位相对应，以此保证数据分析的准确性及可信度。
需要说明的是，步骤S1071、S1072、S1073、S1074、S1075的顺序可以调整和增减，本发明对此并不加以限制，可以根据实际应用场景的需求进行灵活调整和增减。
S109：根据当前钻井的低效原因，对当前钻井的相应参数进行优化。
具体地，如图3所示，S109包括如下步骤：
S1091：若当前钻井的低效原因为钻压过低，对当前钻井的优化措施为提高钻压至已钻井的钻压的平均值以上；
S1092：若当前钻井的低效原因为转速过低，对当前钻井的优化措施为提高转速至已钻井的转速的平均值以上；
S1093：若当前钻井的低效原因为钻头磨损过大导致切削深度小，对当前钻井的优化措施为更换钻头；
S1094：若当前钻井的低效原因为钻头水功率过低，对当前钻井的优化措施为提高钻头水功率至已钻井的钻头水功率的平均值以上；
S1095：若当前钻井的低效原因为钻头泥包过大，对当前钻井的优化措施为钻头补充润滑剂或/和抑制剂。
需要说明的是，步骤S1091、S1092、S1093、S1094、S1095的顺序可以调整和增减，本发明对此并不加以限制，可以根据实际应用场景的需求进行灵活调整和增减。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，在步骤S101之前，如图4所示，还包括如下步骤：
S1001：根据至少一个已钻井的钻井资料，获取已钻井的第二钻井参数。
其中，第二钻井参数包括：机械钻速和机械比能。
需要说明的是，本发明实施例提供的提高机械钻速的方法中，通过已钻井的钻井资料可直接获取已钻井的第二钻井参数。机械钻速表征钻的快慢，是反映所用的碎岩方法、所钻的岩石性质、所用的钻进工艺和技术状况的一个指标，它以单位纯钻进时间内所钻钻开的进尺来表示。机械钻速由下式计算：机械钻速＝钻进进尺(米)/纯钻进时间(小时)，单位为:米/小时(m/h)。其中，纯钻进时间是指钻头接触井底，破碎岩石，形成井眼的钻进时间。机械比能表征破岩消耗能量的高低，主要用来衡量无用功的大小。机械比能越大，说明做的无用功越多。机械比能由下式计算：机械比能＝钻头输入能量/破坏岩石体积，其中，钻头输入能量＝钻头钻压*机械钻速+120*钻头扭矩*转盘转速*π，破坏岩石体积＝π*r2*机械钻速。
需要说明的是，可以取一个已钻井的钻井资料，可以取两个已钻井的钻井资料，也可以取多个已钻井的钻井资料。已钻井的数量越多，分析的结果越可靠；每一口已钻井的数据越多，分析的结果也越可靠。
S1003：按钻井深度将钻井分为多个层位，根据已钻井的第二钻井参数，计算对应层位的已钻井的第二钻井参数的平均值。
需要说明的是，根据已钻井的第二钻井参数，计算该层位的已钻井的第二钻井参数的平均值，即为第二钻井参数的参考标准值。
具体地，已钻井的机械钻速的平均值由下式计算：
其中，Vi,j为第j口井从起始点起第i米井深的机械钻速，Vave为机械钻速的平均值，即机械钻速的参考标准值。
具体地，已钻井的机械比能的平均值由下式计算：
其中，MSEi,j为第j口井从起始点起第i米井深的机械比能，MSEave为机械比能的平均值，即机械比能的参考标准值。
S1005：获取当前钻井的深度及第二钻井参数；
S1007：将当前钻井对应深度的第二钻井参数与已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定当前钻井是否为低效状况；
需要说明的是，将当前钻井对应深度的第二钻井参数与已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对判断当前钻井是否为低效状况时，需要满足以下两个条件：一是当前钻井的机械钻速小于已钻井的机械钻速的平均值；二是当前钻井的机械比能大于已钻井的机械比能的平均值，当两个条件同时满足时，方可判断当前钻井为低效状况。
具体地，如图6所示，S1007包括如下步骤：
S10071：若当前钻井的机械钻速小于已钻井的机械钻速的平均值，且当前钻井的机械比能大于已钻井的机械比能的平均值，判断当前钻井为低效状况；
S10072：若当前钻井的机械钻速小于已钻井的机械钻速的平均值，且当前钻井的机械比能小于已钻井的机械比能的平均值，判断当前钻井为非低效状况；
此处需要说明的是，若当前钻井的机械钻速小于已钻井的机械钻速的平均值，且当前钻井的机械比能小于已钻井的机械比能的平均值时，说明当前钻井过程中做的无用功并不大，因此判断当前钻井的机械钻速低的原因是由于当前钻井的本身地层条件过差，则当前钻井为非低效状况。
S10073：若当前钻井的机械钻速大于已钻井的机械钻速的平均值，且当前钻井的机械比能大于已钻井的机械比能的平均值，判断当前钻井为非低效状况；
S10074：若当前钻井的机械钻速大于已钻井的机械钻速的平均值，且当前钻井的机械比能小于已钻井的机械比能的平均值，判断当前钻井为非低效状况。
需要说明的是，步骤S10071、S10072、S10073、S10074的顺序可以调整和减少，本发明对此并不加以限制，可以根据实际应用场景的需求进行灵活调整和减少。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，在步骤1007之后，如图5所示，还包括如下步骤：
S1008：若当前钻井为低效状况，执行步骤S101；若当前钻井非低效状况，对当前钻井继续钻进。
具体地，本实施例中，以取两口已钻井K-1井和K-2井为例。需要说明的是，具体的，K-1井的第一钻井参数和第二钻井参数如下表1所示，K-2井的第一钻井参数和第二钻井参数如下表2所示：
表1：K-1井的第一钻井参数和第二钻井参数
表2：K-2井的第一钻井参数和第二钻井参数
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需要说明的是，上述表1和表2取的钻井深度层位为6700-6800米。
如上述表1和表2，已钻井的第一钻井参数和第二钻井参数的平均值计算结果如下表3所示：
表3：K-1井和K-1井的第一钻井参数和第二钻井参数的平均值
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此外，当前钻井的深度及第一钻井参数和第二钻井参数如下表4所示：
表4：当前钻井的深度及第一钻井参数和第二钻井参数
由上述表4可知，当前钻井的深度为6750m，因此，与已钻井的深度层位相对应。
将当前钻井对应深度的第二钻井参数与已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定当前钻井是否为低效状况，对比结果如下表5所示：
表5：当前钻井的第二钻井参数与已钻井的第二钻井参数的平均值对比表
如上述表5所示，当前钻井的机械钻速小于已钻井的机械钻速的平均值，且当前钻井的机械比能大于已钻井的机械比能的平均值，因此，判断当前钻井为低效状况。
进一步地，将当前钻井对应深度的第一钻井参数与已钻井对应深度的第一钻井参数的平均值进行比对，确定当前钻井的低效原因，如下表5所示：
表6：当前钻井的第一钻井参数与已钻井的第一钻井参数的平均值对比表
进一步地，根据当前钻井的低效原因，对当前钻井的相应参数进行优化，具体如下：
经判断，当前钻井的低效原因为钻头磨损过大和钻头水功率过低，因此，对当前钻井的优化措施为更换钻头和提高钻头水功率至已钻井的钻头水功率的平均值以上，以此提高钻井过程中的机械钻速。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，在步骤101之后，如图7所示，还包括如下步骤：
S102：建立已钻井的第一钻井参数的数据库。
根据至少一个已钻井的钻井资料，获取已钻井的第一钻井参数之后，还可以建立已钻井的第一钻井参数的数据库，以方便之后的数据调取和数据使用，需要说明的是，当已钻井的数据库已经建立例如一些油田公司已经建立了实钻数据库时，此步骤可省略。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，在步骤103之后，如图8所示，还包括如下步骤：
S104：建立已钻井的第一钻井参数的标准数据库。
按钻井深度将钻井分为多个层位，根据已钻井的第一钻井参数，计算对应层位的已钻井的第一钻井参数的平均值之后，还可以建立已钻井的第一钻井参数的标准数据库，以方便之后的数据调取和数据使用。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，在步骤1001之后，如图9所示，还包括如下步骤：
S1002：建立已钻井的第二钻井参数的数据库。
根据至少一个已钻井的钻井资料，获取已钻井的第二钻井参数之后，还可以建立已钻井的第二钻井参数的数据库，以方便之后的数据调取和数据使用，需要说明的是，当已钻井的数据库已经建立例如一些油田公司已经建立了实钻数据库时，此步骤可省略。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，在步骤1003之后，如图10所示，还包括如下步骤：
S1004：建立已钻井的第二钻井参数的标准数据库。
按钻井深度将钻井分为多个层位，根据已钻井的第二钻井参数，计算对应层位的已钻井的第二钻井参数的平均值之后，还可以建立已钻井的第二钻井参数的标准数据库，以方便之后的数据调取和数据使用。
本发明实施例提供的提高机械钻速的方法，首先按钻井深度将钻井分为多个层位，将当前钻井对应深度的第二钻井参数与已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定当前钻井是否为低效状况。若判断当前钻井为非低效状况，则继续钻井；若判断当前钻井为低效状况，则将当前钻井对应深度的第一钻井参数与已钻井对应深度的第一钻井参数的平均值进行比对，确定当前钻井的低效原因。然后根据所判断出的当前钻井的低效原因，对当前钻井的相应参数进行优化，从而提高当前钻井的机械钻速。本发明提供的提高机械钻速的方法，利用已钻井的实际钻井参数计算得出，改变了现有技术依靠经验判断的方法，从而解决了现有方法对提高机械钻速过于局限的技术问题。本发明提供的提高机械钻速的方法更为客观、准确且简单可靠，很大程度上减少了人工劳动力和钻井成本，缩短了钻井周期，提高了钻井效率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种提高机械钻速的方法，用于提高钻井过程中的机械钻速，其特征在于，包括：
S1：根据至少一个已钻井的钻井资料，获取所述已钻井的第一钻井参数；
S2：按钻井深度将钻井分为多个层位，根据所述已钻井的第一钻井参数，计算对应层位的所述已钻井的第一钻井参数的平均值；
S3：获取当前钻井的深度及第一钻井参数；
S4：将当前钻井对应深度的第一钻井参数与所述已钻井对应深度的第一钻井参数的平均值进行比对，确定所述当前钻井的低效原因；
S5：根据所述当前钻井的低效原因，对所述当前钻井的相应参数进行优化；
其中，所述第一钻井参数包括：钻压、转速、切削深度、钻头水功率和钻头泥包指数；
根据至少一个已钻井的钻井资料，获取所述已钻井的第一钻井参数之前，还包括：
根据至少一个已钻井的钻井资料，获取所述已钻井的第二钻井参数；
按钻井深度将钻井分为多个层位，根据所述已钻井的第二钻井参数，计算对应层位的所述已钻井的第二钻井参数的平均值；
获取当前钻井的深度及第二钻井参数；
将当前钻井对应深度的第二钻井参数与所述已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定所述当前钻井是否为低效状况；
其中，所述第二钻井参数包括：机械钻速和机械比能；
将当前钻井对应深度的第二钻井参数与所述已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定所述当前钻井是否为低效状况，包括：
若所述当前钻井的机械钻速小于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能大于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井为低效状况；
若所述当前钻井的机械钻速小于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能小于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井为非低效状况；
若所述当前钻井的机械钻速大于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能大于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井为非低效状况；
若所述当前钻井的机械钻速大于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能小于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井为非低效状况。
2.根据权利要求1所述的提高机械钻速的方法，其特征在于，将当前钻井对应深度的第一钻井参数与所述已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定所述当前钻井的低效原因，包括：
若所述当前钻井的钻压小于所述已钻井的钻压的平均值，判断所述当前钻井的低效原因为钻压过低；
若所述当前钻井的转速小于所述已钻井的转速的平均值，判断所述当前钻井的低效原因为转速过低；
若所述当前钻井的切削深度小于所述已钻井的切削深度的平均值，判断所述当前钻井的低效原因为钻头磨损过大导致切削深度小；
若所述当前钻井的钻头水功率小于所述已钻井的钻头水功率的平均值，判断所述当前钻井的低效原因为钻头水功率过低；
若所述当前钻井的钻头泥包指数大于所述已钻井的钻头泥包指数的平均值，判断所述当前钻井的低效原因为钻头泥包过大。
3.根据权利要求2所述的提高机械钻速的方法，其特征在于，根据所述当前钻井的低效原因，对所述当前钻井的相应参数进行优化，包括：
若所述当前钻井的低效原因为钻压过低，对所述当前钻井的优化措施为提高钻压至所述已钻井的钻压的平均值以上；
若所述当前钻井的低效原因为转速过低，对所述当前钻井的优化措施为提高转速至所述已钻井的转速的平均值以上；
若所述当前钻井的低效原因为钻头磨损过大导致切削深度小，对所述当前钻井的优化措施为更换钻头；
若所述当前钻井的低效原因为钻头水功率过低，对所述当前钻井的优化措施为提高钻头水功率至所述已钻井的钻头水功率的平均值以上；
若所述当前钻井的低效原因为钻头泥包过大，对所述当前钻井的优化措施为钻头补充润滑剂或/和抑制剂。
4.根据权利要求1所述的提高机械钻速的方法，其特征在于，将当前钻井对应深度的第二钻井参数与所述已钻井对应深度的第二钻井参数的平均值进行比对，确定所述当前钻井是否为低效状况之后，还包括：
若当前钻井为低效状况，依次执行权利要求1中的步骤S1、S2、S3、S4和S5；
若当前钻井非低效状况，对所述当前钻井继续钻进。
5.根据权利要求4所述的提高机械钻速的方法，其特征在于，所述机械比能由下式计算：
机械比能＝钻头输入能量/破坏岩石体积，其中，钻头输入能量＝钻头钻压*机械钻速+120*钻头扭矩*转盘转速*π，破坏岩石体积＝π*r2*机械钻速。
6.根据权利要求1-5任一项所述的提高机械钻速的方法，其特征在于，若所述当前钻井的机械钻速小于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能小于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井为非低效状况，包括：
若所述当前钻井的机械钻速小于所述已钻井的机械钻速的平均值，且所述当前钻井的机械比能小于所述已钻井的机械比能的平均值，判断所述当前钻井的机械钻速低的原因为所述当前钻井的本身地层条件过差，则所述当前钻井为非低效状况。
7.根据权利要求1所述的提高机械钻速的方法，其特征在于，根据至少一个已钻井的钻井资料，获取所述已钻井的第一钻井参数之后，包括：建立已钻井的第一钻井参数的数据库；
按钻井深度将钻井分为多个层位，根据所述已钻井的第一钻井参数，计算对应层位的所述已钻井的第一钻井参数的平均值之后，还包括：建立已钻井的第一钻井参数的标准数据库。
8.根据权利要求1所述的提高机械钻速的方法，其特征在于，根据至少一个已钻井的钻井资料，获取所述已钻井的第二钻井参数之后，还包括：建立已钻井的第二钻井参数的数据库；
按钻井深度将钻井分为多个层位，根据所述已钻井的第二钻井参数，计算对应层位的所述已钻井的第二钻井参数的平均值之后，还包括：建立已钻井的第二钻井参数的标准数据库。
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