CN115726762A - 识别钻井卡钻类型的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种识别钻井卡钻类型的方法及装置，其中该方法包括：记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；所述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况；结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。本发明可自动化识别钻井卡钻类型，提升识别钻井卡钻类型的准确性和效率。

Description

识别钻井卡钻类型的方法及装置

技术领域

本发明涉及石油开发技术领域，尤其涉及识别钻井卡钻类型的方法及装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

石油勘探开发钻井过程中容易发生卡钻事故，表现为钻具在井筒中无法自由活动，强行活动钻具可能导致钻具断裂、顶驱下砸等复杂事故。一旦发生卡钻事故，钻井施工需要停工处理，不同卡钻类型对应解卡处理措施不尽相同，如果处理不当可能会导致井眼报废，严重影响施工进度，增加钻井成本。

而钻井卡钻事故的原因是多方面的，包含沉砂卡钻、压差卡钻、键槽卡钻、缩径卡钻等，不同卡钻类型对应卡钻机理不同，识别方法也不同。

因此，在钻井施工过程中发生卡钻事故，需要科学准确地分析卡钻诱因，根据不同卡钻类型采取正确及时的处理措施，是保证钻井施工顺利进行、降低钻井风险的有效手段。

目前，卡钻事故的分析方法，一般需要现场施工人员利用随钻悬重、扭矩参数监测钻具在井筒中轴向和周向受力情况，并借助设置的阈值，自行判断钻具是否发生遇阻或遇卡异常。

然而此种需要依靠人力进行卡钻类型的诊断，极有可能造成误判，在发生卡钻事故时，致使钻井现场操作人员无法准确识别卡钻种类及诱因，影响了确定钻井卡钻类型的准确性；同时，依据人工判断方法，也难以避免地会影响钻井卡钻类型的分析效率。

发明内容

本发明实施例提供一种识别钻井卡钻类型的方法，用以自动化识别钻井卡钻类型，提升识别钻井卡钻类型的准确性和效率，该方法包括：

记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；所述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；所述钻具特征数据包括上提悬重特征数据、下放悬重特征数据和旋转扭矩特征数据；

将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况；

结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

本发明实施例还提供一种识别钻井卡钻类型的装置，用以自动化识别钻井卡钻类型，提升识别钻井卡钻类型的准确性和效率，该装置包括：

钻具特征数据记录模块，用于记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；所述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；所述钻具特征数据包括上提悬重特征数据、下放悬重特征数据和旋转扭矩特征数据；

钻具特征数据变化情况确定模块，用于将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况；

钻井卡钻类型确定模块，用于结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述识别钻井卡钻类型的方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述识别钻井卡钻类型的方法。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述识别钻井卡钻类型的方法。

本发明实施例中，记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；所述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；所述钻具特征数据包括上提悬重特征数据、下放悬重特征数据和旋转扭矩特征数据；将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况；结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，与现有技术中人力主观判断卡钻类型的技术方案相比，通过确定出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，并结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，可准确确定出出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，可自动化识别钻井卡钻类型，解决了现有技术下因人力判断卡钻类型而容易引起的准确度和效率低下的问题，提升了识别钻井卡钻类型的准确性和效率。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中一种识别钻井卡钻类型的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中一种识别钻井卡钻类型的方法的具体示例图；

图3为本发明实施例中一种识别钻井卡钻类型的装置的结构示例图；

图4为本发明实施例中一种识别钻井卡钻类型的装置的具体示例图；

图5为本发明实施例中提供的一种计算机设备的示意图。

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明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是描述一种关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

本发明实施例属于石油勘探钻井过程中井底异常监测与识别技术领域，涉及到一种识别钻井卡钻类型的方法，同时也适用于地热、煤层气等其它钻探挖掘领域。

石油勘探开发钻井过程中容易发生卡钻事故，表现为钻具在井筒中无法自由活动，强行活动钻具可能导致钻具断裂、顶驱下砸等复杂事故。一旦发生卡钻事故，钻井施工需要停工处理，不同卡钻类型对应解卡处理措施不尽相同，如果处理不当可能会导致井眼报废，严重影响施工进度，增加钻井成本。

因此，在钻井施工过程中发生卡钻事故，科学准确地分析卡钻诱因，根据不同卡钻类型采取正确及时的处理措施，是保证钻井施工顺利进行、降低钻井风险的有效手段。

钻井卡钻事故的原因是多方面的，包含沉砂卡钻、压差卡钻、键槽卡钻、缩径卡钻等，不同卡钻类型对应卡钻机理不同，识别方法也不同。

一是岩屑床卡钻，钻进过程中由于机械钻速过快，钻井液排量低等原因造成井筒中钻井液岩屑浓度大，部分岩屑成床附于井壁，在起下钻过程中岩屑随着钻具移动局部堆积并阻塞钻具活动形成卡钻为岩屑床卡钻。

二是压差卡钻，在钻井施工过程中由于井壁泥饼封堵性差以及地层与井筒流体压差作用，导致钻具与井壁产生额外的吸附力或正压力，造成钻具无法自由活动形成卡钻为压差卡钻。

三是键槽卡钻，多发生在起钻过程井眼轨迹存在局部弯曲部位，起钻过程中钻柱在重力作用下靠向井壁内侧，起下钻过程中钻柱反复拉划井眼轨迹弯曲部分形成局部直径较大井眼(键槽)，当直径较大的钻铤或钻头进入键槽出现的卡钻为键槽卡钻。

四是缩径卡钻，在渗透性较好、泥页岩甚至膏岩地层钻井施工过程中，由于钻井液的性能不能满足钻井施工的技术要求，引起井筒直径变小，造成钻头和钻具遇卡现象为缩径卡钻。

目前，卡钻事故的分析方法，一般需要现场施工人员利用随钻悬重、扭矩参数监测钻具在井筒中轴向和周向受力情况，并借助设置的阈值，自行判断钻具是否发生遇阻或遇卡异常。然而此种需要依靠人力进行卡钻类型的诊断，极有可能造成误判，在发生卡钻事故时，致使钻井现场操作人员无法准确识别卡钻种类及诱因，影响了确定钻井卡钻类型的准确性；同时，依据人工判断方法，也难以避免地会影响钻井卡钻类型的分析效率。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种识别钻井卡钻类型的方法，用以自动化识别钻井卡钻类型，提升识别钻井卡钻类型的准确性和效率，参见图1，该方法可以包括：

步骤101：记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；上述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；上述钻具特征数据包括上提悬重特征数据、下放悬重特征数据和旋转扭矩特征数据；

步骤102：将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况；

步骤103：结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

本发明实施例中，记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；上述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；上述钻具特征数据包括上提悬重特征数据、下放悬重特征数据和旋转扭矩特征数据；将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况；结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，与现有技术中人力主观判断卡钻类型的技术方案相比，通过确定出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，并结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，可准确确定出出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，可自动化识别钻井卡钻类型，解决了现有技术下因人力判断卡钻类型而容易引起的准确度和效率低下的问题，提升了识别钻井卡钻类型的准确性和效率。

具体实施时，首先记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；上述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；上述钻具特征数据包括上提悬重特征数据、下放悬重特征数据和旋转扭矩特征数据。

在上述实施例中，当每个钻柱钻进完毕，并保持足够的排量和旋转速度活动钻具，可确保井眼中下部钻具组合所在部位岩屑基本被清除、和确保井眼保持畅通，进而可记录用于卡钻诱因分析的每一钻具接单根周期下钻井中钻具的钻具特征数据。

在一个实施例中，在记录每一钻具接单根周期下钻井中钻具的钻具特征数据前，首先可确定钻具是否坐卡；在确定钻具坐卡时，记录当前井深；当钻具未坐卡时，确定钻具当前正执行的操作类型。

实施例中，操作类型包括起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作。

在上述实施例中，通过首先判断钻具是否坐卡，当钻具坐卡时记录井深Bd，作为获取数据的井深标识，当钻具非坐卡时判断起钻、下钻和钻进状态，从而可在后续步骤中获取钻具当前执行操作下的不同特征数据。钻具坐卡是与起钻、下钻、钻进并列的一种钻井工况，表示钻具在井筒中静止不运动，只有在确定钻具不是坐卡工况后，才能进入起钻、下钻、钻进三种工况之一。

在一个实施例中，上述上提悬重特征数据包括静态上提悬重值和动态上提悬重值；

记录每一周期下钻井中钻具的钻具特征数据，可以包括：

在每一周期下钻井中钻具执行起钻操作时，记录钻头上提距离、和随钻头上提的实时钻具悬重值；

在钻头上提距离小于等于第一预设距离时，将随钻头上提的实时钻具悬重值中的最大值，作为静态上提悬重值；

在钻头上提距离大于第一预设距离且小于等于第二预设距离时，将随钻头上提的实时钻具悬重值的平均值，作为动态上提悬重值。

在上述实施例中，第一预设距离和第二预设距离，可根据钻井的工况由工作人员进行灵活设置。例如，第一预设距离可为1米；第二预设距离可为5米。

举一例，静态上提悬重值可按如下方式确定：停止旋转钻具，上提钻具1-2米，通过获取随钻头上提的实时钻具悬重值中的最大值，可得到刚开始上提钻具时的悬重值，并可将此最大值确定为静态上提悬重值；

再举一例，动态上提悬重值可按如下方式确定：停止旋转钻具，上提钻具5-6米，通过获取随钻头上提的实时钻具悬重值的平均值，可得到上提钻具的拉力稳定时的悬重值，并可将此平均值确定为动态上提悬重值。

在一个实施例中，上述下放悬重特征数据包括静态下放悬重值和动态下放悬重值；

记录每一周期下钻井中钻具的钻具特征数据，可以包括：

在每一周期下钻井中钻具执行结束接单根操作、并执行下钻操作时，记录钻头下放距离、和随钻头下放的实时钻具悬重值；

在钻头下放距离小于等于第三预设距离时，将随钻头下放的实时钻具悬重值中的最小值，作为静态下放悬重值；

在钻头下放距离大于第三预设距离且小于等于第四预设距离时，将随钻头下放的实时钻具悬重值的平均值，作为动态下放悬重值。

在上述实施例中，第三预设距离和第四预设距离，可根据钻井的工况由工作人员进行灵活设置。例如，第三预设距离可为1米；第四预设距离可为5米。

举一例，静态下放悬重值可按如下方式确定：停止旋转钻具，下放钻具1-2米，通过获取随钻头下放的实时钻具悬重值中的最小值，可得到刚开始下放钻具时的悬重值，并可将此最大值确定为静态下放悬重值；

再举一例，动态下放悬重值可按如下方式确定：停止旋转钻具，下放钻具5-6米，通过获取随钻头下放的实时钻具悬重值的平均值，可得到下放钻具的拉力稳定时的悬重值，并可将此平均值确定为动态下放悬重值。

在一个实施例中，上述旋转扭矩特征数据包括静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值；

记录每一周期下钻井中钻具的钻具特征数据，可以包括：

在每一周期下钻井中钻具执行钻进操作时，记录钻头旋转时长、和随钻头旋转的实时旋转扭矩值；

在钻头旋转时长小于等于第一预设时长时，将随钻头旋转的实时旋转扭矩值中的最大值，作为静态旋转扭矩值；

在钻头旋转时长大于第一预设时长且小于等于第二预设时长时，将随钻头旋转的实时旋转扭矩值的平均值，作为动态旋转扭矩值。

在上述实施例中，第一预设时长和第二预设时长，可根据钻井的工况由工作人员进行灵活设置。例如，第一预设时长可为10秒；第二预设时长可为30秒。

举一例，静态旋转扭矩值可按如下方式确定：将钻具提离井底1-2米，并以正常钻进时的泥浆排量和旋转速度转动钻具，通过获取随钻头旋转的实时旋转扭矩值中的最大值，可得到旋转扭矩稳定后的扭矩值，并可将随钻头旋转的实时旋转扭矩值中的最大值，作为静态旋转扭矩值；

再举一例，动态旋转扭矩值可按如下方式确定：将钻具提离井底1-2米，并以正常钻进时的泥浆排量和旋转速度转动钻具，通过获取随钻头旋转的实时旋转扭矩值中的平均值，可得到旋转扭矩稳定后的扭矩值，并可将随钻头旋转的实时旋转扭矩值中的平均值，作为动态旋转扭矩值。

具体实施时，在记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据后，将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况。

实施例中，可通过得到的出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，实现对钻井卡钻的参数量化，有助于后续步骤中进行自动化地识别钻井卡钻类型。

在一个实施例中，将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，可以包括：

将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的静态上提悬重值、动态上提悬重值、静态下放悬重值、动态下放悬重值、静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值的动态增减变化情况。

在上述实施例中，动态增减变化情况可以包括先增加后减小、先减小后增加、先增加后减小至与上一周期中对应数据相同等多种情况。本方面实施例对此并不限定。

具体实施时，在将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况后，结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

实施例中，上述方法还可以包括：

按如下方式预设置钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系：

将包含静态上提悬重值增大、静态下放悬重值减小和动态旋转扭矩值增大的钻具特征数据变化情况，与岩屑床卡钻类型建立关联关系；

将包含静态上提悬重值增大、和静态旋转扭矩值先增大后又减小的钻具特征数据变化情况，与压差卡钻类型建立关联关系；

将包含动态上提悬重值增大、和动态下放悬重值增减变化不超过预设数值的钻具特征数据变化情况，与键槽卡钻类型建立关联关系；

将包含动态上提悬重值先增大后又减小、和动态旋转扭矩值增大的钻具特征数据变化情况，与缩径卡钻类型建立关联关系。

在一个实施例中，在将包含静态上提悬重值增大、和静态旋转扭矩值先增大后又减小的钻具特征数据变化情况，与压差卡钻类型建立关联关系时，具体实现场景如下：钻具运动一段时间后趋于正常是指静态上提悬重、静态旋转扭矩同时趋于正常，对应此处的静态上提悬重值增大、和静态旋转扭矩值先增大后又减小。

在上述实施例中，钻具特征数据变化情况中的每个特征数据均有可能发生变化，在上述方法中仅仅将对应的钻井卡钻类型的最显著变化的特征数据，与该钻井卡钻类型建立了关联关系，其他特征数据的变化并不作为关联关系的建立指标；因此，在后续步骤中，凡是出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况中出现了对应钻井卡钻类型的特征数据变化情况，则可认为该变化情况对应了该钻井卡钻类型，进而可确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

在一个实施例中，结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，可以包括：

将出现钻井卡钻的周期的静态上提悬重值、动态上提悬重值、静态下放悬重值、动态下放悬重值、静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值的动态增减变化情况，在上述关联关系中进行匹配，将与上述动态增减变化情况匹配的钻井卡钻类型，确定为出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

实施例中，在出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况中，出现了对应钻井卡钻类型的特征数据变化情况，则可认为该变化情况对应了该钻井卡钻类型，进而可确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

在上述实施例中，可自动化识别钻井卡钻类型，解决了现有技术下因人力判断卡钻类型而容易引起的准确度和效率低下的问题，提升了识别钻井卡钻类型的准确性和效率。

具体实施时，本发明实施例提供的一种识别钻井卡钻类型的方法，还可以包括：

若结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，无法确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，则发出无法确定钻井卡钻类型的告警信息和出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况。

实施例中，在出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况中，不存在匹配上述关联关系中钻具特征数据变化情况的情况时，则无法确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型时，在这种情况下，则发出无法确定钻井卡钻类型的告警信息和出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，供工作人员进行人工的辅助判断，同样有利于提升识别钻井卡钻类型的准确性和效率。

下面给出一个具体实施例，来说明本发明的方法的具体应用。

目前，钻井过程中，现场施工人员利用随钻悬重、扭矩参数监测钻具在井筒中轴向和周向受力情况，并通过设置阈值判断钻具是否发生遇阻或遇卡异常。当发生卡钻事故时，由于钻井现场操作人员无法依据随钻原始悬重、扭矩参数准确识别卡钻种类及诱因，所以针对不同的卡钻类型需要对原始悬重、扭矩参数进行处理，建立不同卡钻诱因反演分析方法，实现对卡钻事故诱因准确识别，为钻井卡钻事故种类识别及制定对应处理措施提供技术支持。

本发明实施例目的是通过分析悬重和扭矩参数与卡钻事故的表征关系(即上述的关联关系)，建立了钻井岩屑床卡钻类型、压差卡钻类型、键槽卡钻类型和缩径卡钻类型等事故诱因的悬重和扭矩特征数据的监测方法，实现了利用悬重扭矩特征数据，对常见钻井卡钻诱因的反演分析，解决了依据现有技术以原始悬重和扭矩参数不能准确预报卡钻诱因问题。

为实现发明目的，本发明实施例的技术核心是将随钻的原始悬重、扭矩特征数据转化为表征卡钻诱因的数据特征流程。根据本发明的内容描述方法，以钻井作业接单根过程，说明本发明的具体实施例。

如图2所示，表示将原始悬重和扭矩参数，转化为表征卡钻诱因的特征数据的处理流程图，对原始悬重和扭矩参数，进行统计处理，并分析卡钻诱因方法流程步骤如下：

第1步：首先判断钻具是否坐卡：

当钻具坐卡时记录井深Bd，作为获取数据的井深标识，当钻具非坐卡时判断起钻、下钻和钻进状态；

第2步：当起钻状态时分别记录开始上提钻头位置Pu1和结束上提钻头位置Pu2：

当上提距离超过1m时，对采集的悬重数据取最大值，作为静态上提悬重；

当上提距离超过5m时，对采集的悬重数据取平均值，作为动态上提悬重；

第3步：当下钻状态时分别记录开始上提钻头位置Pd1和结束上提钻头位置Pd2：

当下放距离超过1m时，对采集的悬重数据取最小值，作为静态下放悬重；

当下放距离超过5m时，对采集的悬重数据取平均值，作为动态下放悬重；

第4步：当钻进状态时分别记录开始旋转时间T1和结束旋转时间T2：

当旋转时间超过10s且钻具提离井底超过1m时，对采集扭矩数据取最大值，作为静态旋转扭矩；

当旋转时间超过30s时且钻具提离井底超过1m时，对采集的扭矩数据取平均值，作为动态旋转扭矩。

第5步：根据不同卡钻诱因的诊断方法对沉砂卡钻类型、压差卡钻类型、键槽卡钻类型和缩径卡钻类型进行判断。

第5步的详细诊断方法可如下所示：

5.1岩屑床卡钻类型：钻进接单根，静态上提悬重值增大、静态下放悬重值减小，钻进清洁井眼划眼时动态旋转扭矩值增大，可以诊断为岩屑床卡钻；

5.2压差卡钻类型：钻具静止一段时间后，静态上提悬重值增加、静态旋转扭矩值增加，钻柱运动一段时间后趋于正常，可以诊断为压差卡钻；

5.3键槽卡钻类型：起钻过程中动态上提悬重值增大，下钻过程动态下放悬重值正常，随井眼延伸起钻过程中动态上提悬重值持续增加增大，可以诊断为键槽卡钻；

5.4缩径卡钻类型：起钻过程中动态上提悬重值增大，短距离内恢复正常，钻具旋转时动态旋转扭矩值增大，可以诊断为缩径卡钻。

本发明实施例目的是通过分析悬重和扭矩参数与卡钻事故的表征关系(即上述的关联关系)，建立了钻井岩屑床卡钻类型、压差卡钻类型、键槽卡钻类型和缩径卡钻类型等事故诱因的悬重和扭矩特征数据的监测方法，实现了利用悬重扭矩特征数据，对常见钻井卡钻诱因的反演分析，解决了依据现有技术以原始悬重和扭矩参数不能准确预报卡钻诱因问题。

当然，可以理解的是，上述详细流程还可以有其他变化例，相关变化例均应落入本发明的保护范围。

本发明实施例中，记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；上述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；上述钻具特征数据包括上提悬重特征数据、下放悬重特征数据和旋转扭矩特征数据；将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况；结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，与现有技术中人力主观判断卡钻类型的技术方案相比，通过确定出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，并结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，可准确确定出出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，可自动化识别钻井卡钻类型，解决了现有技术下因人力判断卡钻类型而容易引起的准确度和效率低下的问题，提升了识别钻井卡钻类型的准确性和效率。

如上述，本发明实施例提出了将原始悬重和扭矩参数进行处理，转换为可用于监测不同卡钻诱因的数据特征的分析方法，解决了依靠随钻原始参数无法识别卡钻类型问题，实现对卡钻事故诱因准确识别，提高了钻井现场卡钻识别科学化水平。

本发明实施例中还提供了一种识别钻井卡钻类型的装置，如下面的实施例上述。由于该装置解决问题的原理与识别钻井卡钻类型的方法相似，因此该装置的实施可以参见识别钻井卡钻类型的方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例还提供一种识别钻井卡钻类型的装置，用以自动化识别钻井卡钻类型，提升识别钻井卡钻类型的准确性和效率，如图3所示，该装置包括：

钻具特征数据记录模块301，用于记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；上述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；上述钻具特征数据包括上提悬重特征数据、下放悬重特征数据和旋转扭矩特征数据；

钻具特征数据变化情况确定模块302，用于将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况；

钻井卡钻类型确定模块303，用于结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

在一个实施例中，上述上提悬重特征数据包括静态上提悬重值和动态上提悬重值；

钻具特征数据记录模块，具体用于：

在每一周期下钻井中钻具执行起钻操作时，记录钻头上提距离、和随钻头上提的实时钻具悬重值；

在钻头上提距离小于等于第一预设距离时，将随钻头上提的实时钻具悬重值中的最大值，作为静态上提悬重值；

在钻头上提距离大于第一预设距离且小于等于第二预设距离时，将随钻头上提的实时钻具悬重值的平均值，作为动态上提悬重值。

在一个实施例中，上述下放悬重特征数据包括静态下放悬重值和动态下放悬重值；

钻具特征数据记录模块，具体用于：

在每一周期下钻井中钻具执行结束接单根操作、并执行下钻操作时，记录钻头下放距离、和随钻头下放的实时钻具悬重值；

在钻头下放距离小于等于第三预设距离时，将随钻头下放的实时钻具悬重值中的最小值，作为静态下放悬重值；

在钻头下放距离大于第三预设距离且小于等于第四预设距离时，将随钻头下放的实时钻具悬重值的平均值，作为动态下放悬重值。

在一个实施例中，上述旋转扭矩特征数据包括静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值；

钻具特征数据记录模块，具体用于：

在每一周期下钻井中钻具执行钻进操作时，记录钻头旋转时长、和随钻头旋转的实时旋转扭矩值；

在钻头旋转时长小于等于第一预设时长时，将随钻头旋转的实时旋转扭矩值中的最大值，作为静态旋转扭矩值；

在钻头旋转时长大于第一预设时长且小于等于第二预设时长时，将随钻头旋转的实时旋转扭矩值的平均值，作为动态旋转扭矩值。

在一个实施例中，钻具特征数据变化情况确定模块，具体用于：

将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的静态上提悬重值、动态上提悬重值、静态下放悬重值、动态下放悬重值、静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值的动态增减变化情况。

在一个实施例中，如图4所示，还可以包括：

关联关系预设置模块304，用于：

按如下方式预设置钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系：

将包含静态上提悬重值增大、静态下放悬重值减小和动态旋转扭矩值增大的钻具特征数据变化情况，与岩屑床卡钻类型建立关联关系；

将包含静态上提悬重值增大、和静态旋转扭矩值先增大后又减小的钻具特征数据变化情况，与压差卡钻类型建立关联关系；

将包含动态上提悬重值增大、和动态下放悬重值增减变化不超过预设数值的钻具特征数据变化情况，与键槽卡钻类型建立关联关系；

将包含动态上提悬重值先增大后又减小、和动态旋转扭矩值增大的钻具特征数据变化情况，与缩径卡钻类型建立关联关系。

在一个实施例中，钻井卡钻类型确定模块，具体用于：

将出现钻井卡钻的周期的静态上提悬重值、动态上提悬重值、静态下放悬重值、动态下放悬重值、静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值的动态增减变化情况，在上述关联关系中进行匹配，将与上述动态增减变化情况匹配的钻井卡钻类型，确定为出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

在一个实施例中，还可以包括：

告警模块，用于：

若结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，无法确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，则发出无法确定钻井卡钻类型的告警信息和出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况。

基于上述发明构思，如图5所示，本发明还提出了一种计算机设备500，包括存储器510、处理器520及存储在存储器510上并可在处理器520上运行的计算机程序530，所述处理器520执行所述计算机程序530时实现上述识别钻井卡钻类型的方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述识别钻井卡钻类型的方法。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述识别钻井卡钻类型的方法。

本发明实施例中，记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；所述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；所述钻具特征数据包括上提悬重特征数据、下放悬重特征数据和旋转扭矩特征数据；将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况；结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，与现有技术中人力主观判断卡钻类型的技术方案相比，通过确定出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，并结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，可准确确定出出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，可自动化识别钻井卡钻类型，解决了现有技术下因人力判断卡钻类型而容易引起的准确度和效率低下的问题，提升了识别钻井卡钻类型的准确性和效率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种识别钻井卡钻类型的方法，其特征在于，包括：

记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；所述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；所述钻具特征数据包括上提悬重特征数据、下放悬重特征数据和旋转扭矩特征数据；

将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况；

结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上提悬重特征数据包括静态上提悬重值和动态上提悬重值；

记录每一周期下钻井中钻具的钻具特征数据，包括：

在每一周期下钻井中钻具执行起钻操作时，记录钻头上提距离、和随钻头上提的实时钻具悬重值；

在钻头上提距离小于等于第一预设距离时，将随钻头上提的实时钻具悬重值中的最大值，作为静态上提悬重值；

在钻头上提距离大于第一预设距离且小于等于第二预设距离时，将随钻头上提的实时钻具悬重值的平均值，作为动态上提悬重值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述下放悬重特征数据包括静态下放悬重值和动态下放悬重值；

记录每一周期下钻井中钻具的钻具特征数据，包括：

在每一周期下钻井中钻具执行结束接单根操作、并执行下钻操作时，记录钻头下放距离、和随钻头下放的实时钻具悬重值；

在钻头下放距离小于等于第三预设距离时，将随钻头下放的实时钻具悬重值中的最小值，作为静态下放悬重值；

在钻头下放距离大于第三预设距离且小于等于第四预设距离时，将随钻头下放的实时钻具悬重值的平均值，作为动态下放悬重值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述旋转扭矩特征数据包括静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值；

记录每一周期下钻井中钻具的钻具特征数据，包括：

在每一周期下钻井中钻具执行钻进操作时，记录钻头旋转时长、和随钻头旋转的实时旋转扭矩值；

在钻头旋转时长小于等于第一预设时长时，将随钻头旋转的实时旋转扭矩值中的最大值，作为静态旋转扭矩值；

在钻头旋转时长大于第一预设时长且小于等于第二预设时长时，将随钻头旋转的实时旋转扭矩值的平均值，作为动态旋转扭矩值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，包括：

将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的静态上提悬重值、动态上提悬重值、静态下放悬重值、动态下放悬重值、静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值的动态增减变化情况。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

按如下方式预设置钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系：

将包含静态上提悬重值增大、静态下放悬重值减小和动态旋转扭矩值增大的钻具特征数据变化情况，与岩屑床卡钻类型建立关联关系；

将包含静态上提悬重值增大、和静态旋转扭矩值先增大后又减小的钻具特征数据变化情况，与压差卡钻类型建立关联关系；

将包含动态上提悬重值增大、和动态下放悬重值增减变化不超过预设数值的钻具特征数据变化情况，与键槽卡钻类型建立关联关系；

将包含动态上提悬重值先增大后又减小、和动态旋转扭矩值增大的钻具特征数据变化情况，与缩径卡钻类型建立关联关系。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，包括：

将出现钻井卡钻的周期的静态上提悬重值、动态上提悬重值、静态下放悬重值、动态下放悬重值、静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值的动态增减变化情况，在所述关联关系中进行匹配，将与所述动态增减变化情况匹配的钻井卡钻类型，确定为出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，无法确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，则发出无法确定钻井卡钻类型的告警信息和出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况。

9.一种识别钻井卡钻类型的装置，其特征在于，包括：

钻具特征数据记录模块，用于记录每一钻具接单根周期下，钻井中钻具的钻具特征数据；所述钻具接单根周期用于表征钻具按顺序完成起钻操作、接单根操作、下钻操作和钻进操作的周期；所述钻具特征数据包括上提悬重特征数据、下放悬重特征数据和旋转扭矩特征数据；

钻具特征数据变化情况确定模块，用于将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况；

钻井卡钻类型确定模块，用于结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述上提悬重特征数据包括静态上提悬重值和动态上提悬重值；

钻具特征数据记录模块，具体用于：

在每一周期下钻井中钻具执行起钻操作时，记录钻头上提距离、和随钻头上提的实时钻具悬重值；

在钻头上提距离小于等于第一预设距离时，将随钻头上提的实时钻具悬重值中的最大值，作为静态上提悬重值；

在钻头上提距离大于第一预设距离且小于等于第二预设距离时，将随钻头上提的实时钻具悬重值的平均值，作为动态上提悬重值。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述下放悬重特征数据包括静态下放悬重值和动态下放悬重值；

钻具特征数据记录模块，具体用于：

在每一周期下钻井中钻具执行结束接单根操作、并执行下钻操作时，记录钻头下放距离、和随钻头下放的实时钻具悬重值；

在钻头下放距离小于等于第三预设距离时，将随钻头下放的实时钻具悬重值中的最小值，作为静态下放悬重值；

在钻头下放距离大于第三预设距离且小于等于第四预设距离时，将随钻头下放的实时钻具悬重值的平均值，作为动态下放悬重值。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述旋转扭矩特征数据包括静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值；

钻具特征数据记录模块，具体用于：

在每一周期下钻井中钻具执行钻进操作时，记录钻头旋转时长、和随钻头旋转的实时旋转扭矩值；

在钻头旋转时长小于等于第一预设时长时，将随钻头旋转的实时旋转扭矩值中的最大值，作为静态旋转扭矩值；

在钻头旋转时长大于第一预设时长且小于等于第二预设时长时，将随钻头旋转的实时旋转扭矩值的平均值，作为动态旋转扭矩值。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，钻具特征数据变化情况确定模块，具体用于：

将出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据，和该出现钻井卡钻的周期的上一周期的钻具特征数据，进行比较，得到出现钻井卡钻的周期的静态上提悬重值、动态上提悬重值、静态下放悬重值、动态下放悬重值、静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值的动态增减变化情况。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括：

关联关系预设置模块，用于：

按如下方式预设置钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系：

将包含静态上提悬重值增大、静态下放悬重值减小和动态旋转扭矩值增大的钻具特征数据变化情况，与岩屑床卡钻类型建立关联关系；

将包含静态上提悬重值增大、和静态旋转扭矩值先增大后又减小的钻具特征数据变化情况，与压差卡钻类型建立关联关系；

将包含动态上提悬重值增大、和动态下放悬重值增减变化不超过预设数值的钻具特征数据变化情况，与键槽卡钻类型建立关联关系；

将包含动态上提悬重值先增大后又减小、和动态旋转扭矩值增大的钻具特征数据变化情况，与缩径卡钻类型建立关联关系。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，钻井卡钻类型确定模块，具体用于：

将出现钻井卡钻的周期的静态上提悬重值、动态上提悬重值、静态下放悬重值、动态下放悬重值、静态旋转扭矩值和动态旋转扭矩值的动态增减变化情况，在所述关联关系中进行匹配，将与所述动态增减变化情况匹配的钻井卡钻类型，确定为出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型。

16.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

告警模块，用于：

若结合预设置的钻具特征数据变化情况和钻井卡钻类型的关联关系，根据出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况，无法确定出现钻井卡钻的周期下的钻井卡钻类型，则发出无法确定钻井卡钻类型的告警信息和出现钻井卡钻的周期的钻具特征数据变化情况。

17.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8任一所述方法。

18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一所述方法。

19.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一所述方法。

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