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中国石油天然气集团有限公司;中国石油集团长城钻探工程有限公司夏泊洢获国家专利权

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龙图腾网获悉中国石油天然气集团有限公司;中国石油集团长城钻探工程有限公司申请的专利钻井参数优化方法、装置、电子设备和存储介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118327449B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410449014.5,技术领域涉及:E21B7/00;该发明授权钻井参数优化方法、装置、电子设备和存储介质是由夏泊洢;孙立伟;张司艺;周超;李兴财;宁丹宇;王磊;张继军;池德光;李永钊;耿浩男;孙钦瑞;向明;荣振;吴宁;闫文双;闫冰;孙铭;李果;钟健设计研发完成,并于2024-04-15向国家知识产权局提交的专利申请。

钻井参数优化方法、装置、电子设备和存储介质在说明书摘要公布了:本发明公开了一种钻井参数优化方法、装置、电子设备和存储介质。该方法包括:确定目标钻井的至少两个目标参数指标对应的目标函数,基于至少两个目标参数指标对应的目标函数确定目标优化函数,目标优化函数是基于目标函数形成的能使机械钻速最大化、机械比能最小化、钻头进给量最大化和粘滑振动指数最小化为目标的函数;通过对目标优化函数进行求解确定钻井参数。本申请技术方案通过求解目标优化函数,以使得目标优化函数尽可能最小化,以尽可能使得机械钻速最大化、机械比能最小化、钻头进给量最大化和粘滑振动指数最小化,解决了识别临界点准确性低的问题,实现对钻压和转速的准确优化。

本发明授权钻井参数优化方法、装置、电子设备和存储介质在权利要求书中公布了:1.一种钻井参数优化方法,其特征在于,所述方法包括:确定目标钻井的至少两个目标参数指标对应的目标函数,所述参数指标包括机械钻速、钻头进给量、机械比能和粘滑振动指数,所述机械钻速用于描述每个钻头在施加不同钻压和不同转速下的钻进速度,所述钻头进给量用于描述每个钻头在不同转速和不同机械钻速下的钻进深度,所述机械比能用于描述破碎预设体积岩石钻头所消耗的能量,所述粘滑振动指数用于描述钻柱周期性旋转与井壁之间粘滑振动的严重程度;基于至少两个所述目标参数指标对应的目标函数确定目标优化函数,所述目标优化函数是基于所述目标函数形成的能使机械钻速最大化、机械比能最小化、钻头进给量最大化和粘滑振动指数最小化为目标的函数;通过对所述目标优化函数进行求解确定钻井参数,所述钻井参数为钻机的钻压和转速;其中,确定目标钻井的至少两个目标参数指标对应的目标函数,包括:获取历史钻井过程中的第一历史参数,所述第一历史参数包括每个时刻的机械钻速、每个时刻钻机的钻压和转速、每个时刻对应的钻头钻进井中的岩石强度、钻头的相关参数以及磨损函数;通过对所述第一历史参数的线性关系进行分析确定机械钻速对应的第一目标函数;其中,对于牙轮钻头对应的第一目标函数表示为: 其中,ROP为机械钻速;Db是牙轮钻头直径;ψ是切削角;a、b和c是常数;K是综合系数;WOB是钻机的钻压KN;RPM是钻机的转速revmin;CCS是钻头钻进井中的岩石强度,即围压下岩石强度Pa;Wf是磨损函数;nt是钻头每转与地层接触的吃入量;m是牙轮和钻头速度比;对于PDC钻头对应的第一目标函数表示为: 其中,ROP为机械钻速;R是PDC钻头半径,WOB是钻机的钻压KN;RPM是钻机的转速revmin;CCS是钻头钻进井中的岩石强度,即围压下岩石强度Pa;μ是钻头滑动摩擦系数;α和θ是PDC后倾角和侧倾角;Wf是磨损函数;其中,确定目标钻井的至少两个目标参数指标对应的目标函数,包括:确定历史钻井过程中的第二历史参数,所述第二历史参数包括历史钻头进给量、历史机械钻速、钻机的转速和不同时刻之间钻头给进的深度增加值;通过分析所述第二历史参数确定钻头进给量对应的第二目标函数;其中,第二目标函数表示为: 其中,DOC是钻头进给量mrev;ROP是机械钻速mmin;RPM是钻机的转速revmin;ΔBitdepth是不同时刻之间钻头给进的深度增加值m;Δt是时间增量min;其中,确定目标钻井的至少两个目标参数指标对应的目标函数,包括:确定历史钻井过程中的第三历史参数,所述第三历史参数包括历史机械比能、钻机钻压、钻头面积以及钻头转速;通过分析所述第三历史参数确定机械比能对应的第三目标函数;其中,第三目标函数表示为: 其中,MSE是机械比能Pa;Ab是钻头面积m2;N是钻头转速revmin;T是钻头扭矩kn.m;其中,确定目标钻井的至少两个目标参数指标对应的目标函数,包括:确定历史钻井过程中的第四历史参数,所述第四历史参数包括时间窗口对应的粘滑振动指数、时间窗口对应的粘滑振动、时间窗口对应的钻机输出的最大扭矩和最小扭矩、出现全粘滑振动时理论最大扭矩和最小扭矩差值的绝对值以及时间窗口内钻头的平均转速;通过分析所述第四历史参数确定粘滑振动指数对应的第四目标函数;其中,第四目标函数表示为: 其中,TSIΔt是时间窗口Δt内的粘滑振动指数;maxTQΔt是时间窗口Δt内钻机输出的最大扭矩kn.m;minTQΔt是时间窗口Δt内钻机输出的最小扭矩kn.m;|TQ1BitDepth|是井深BitDepth出现全粘滑振动时理论最大扭矩和最小扭矩差值的绝对值kn.m;AveRPMΔt是时间窗口Δt内的钻头平均转速revmin。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人中国石油天然气集团有限公司;中国石油集团长城钻探工程有限公司,其通讯地址为:100007 北京市东城区东直门北大街9号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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