基于矿物组分的岩石抗钻特性评价及应用

作     者：李玉波 李忠慧 胡棚杰 孙文铁 朱旋华 刘剑 LI Yubo;LI Zhonghui;HU Pengjie;SUN Wentie;ZHU Xuanhua;LIU Jian

作者机构：油气钻采工程湖北省重点实验室·长江大学 长江大学石油工程学院油气钻完井技术国家工程研究中心 

基　　金：“十三五”国家科技重大专项“彭水地区岩石抗钻特征参数分析研究”(编号:2016ZX05061-009) 中国石油川庆钻探工程公司科研项目“难钻地层抗钻特性参数分析研究”(编号:CQZT-ZCY-2021-JS772) 

出 版 物：《钻采工艺》 (Drilling & Production Technology)

年 卷 期：2023年第46卷第6期

页      码：177-183页

摘      要：PL区块沧浪铺组地层岩石非均质性强,钻井提速困难,严重制约了油气勘探开发进度。因此,精确评价地层岩石的抗钻特性对优选钻头、提高钻井时效具有重要意义。本文采用BP-ANN模型建立了基于矿物组分含量的地层抗钻参数预测模型,首先基于实验数据进行皮尔逊相关性分析,筛选模型输入变量;其次利用Leave-One-Out-Cross-Validation(LOOCV)数据集划分方法,以均方误差(MSE)、决定系数(R 2)和批次(Epochs)三种指标对BP-ANN模型进行训练并评估其性能;最后使用训练后的BP-ANN模型对该区域沧浪铺组地层岩石进行抗钻特性评价,在已有钻头的基础上,依据岩石抗钻参数优化钻头设计并应用于现场。研究表明:①训练后的BP-ANN模型可以准确预测PL区块PT101井沧浪铺组地层岩石的抗钻参数,预测精度大于90%;②基于地层岩石抗钻特性的钻头优化方案在PT101井取得了良好的应用效果,相较于邻井同层位钻头,平均机械钻速提高约110%,单个钻头进尺超过200 m,现场提速效果明显。文章研究结果可以准确评价地层岩石的抗钻特性,为钻头选型、优化提供理论依据。

主 题 词：钻井提速 BP-ANN模型 矿物组分 沧浪铺组 研磨性 可钻性 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

D　O　I：10.3969/J.ISSN.1006-768X.2023.06.28

馆 藏 号：203125964...