利用电缆测井数据预测岩石机械性能及其在钻井模拟上的应用-.pdf

2 6 测 井与 射孔 2 0 0 5年 第 1 期 利用电缆测井数据预测岩石机械性能 及其在钻井模拟上的应用 G e o g e A ． C o o p e r P e t e r Ha t h e r l y著 李 波译 大庆测试技术服务分公司 摘要 使用电缆测井数据获得岩石强度及研磨性作为井深的一个 函数。该信息被输人由计算机辅 助的钻井模拟器。 然后使用和现场相同的操作参数来模拟测井。比较现场及模拟的不同钻头行程的钻进 速度及钻头磨损状态显示出很相近的一致性。这表明不但利用地球物理数据获得岩石机械强度及研磨 性的技术是正确的， 并且钻井的机械学运算法则也与现场的钻井过程相吻合。认为当模拟器以此方式调 节重现现场模拟过程时， 可用于研究不同的钻井方案。 达到找出将来在相似的地质环境下钻井的最佳条 件 的 目的。 ． 关键词 钻井模拟测井岩性钻头行程 1 前言 利用计算机辅助模拟钻含烃井在钻井及培训 钻井工程师时对于设计现场 实施 过程 ， 优化钻井 参数是很有价值的。要很好 地模拟钻井过程 ， 需 要建立一个模型 ， 该模型能够将钻井输入数据 钻 压 、 转速 、 泥浆特性与流速等 与输出数据 钻进速 度 以及钻头的磨损速度 之间建立起关系 。此外 ， 还需要 了解被钻的岩石特性 。其 中， 最重要 的是 岩石类型 、 强度 以及耐磨性 。在油气井 中不易测 得反映岩石特性的参数 ， 因此 ， 开发更容易获得测 得的反映地层岩石特性参数 的方法更有价值。 可通过电缆测井数据获取这些信 息， 主要有 自然伽 马、 密度、 中子孔隙度 以及声波测井 。在此 篇论文中， 我们给出了 由电缆测井数据得 出的所 需的岩石特性数据， 井把 在此基础上得的模拟预 测结果与现场结果进行了对 比。 2 钻井模拟 产油层模拟器 是套计 算机程序 ， 该模 拟器能 够从一套操作和岩性输入数据预测钻井速度和钻 头磨损程度 。输 出数据主要为钻进速度及钻头磨 损速度预测且由此处的深度作为时间函数 。模拟 器的其它一些方面在别处介绍。本例 目的是由电 缆数据得 出的岩性数据与模拟预测的结果和现场 结果进行对 比。 ‘ 我们采用 的模拟器 在使 用方法 上尽 可能 简 便 。以前使用钻井模 拟器 的经验表 明， 即使相关 的岩性数据 、 钻头以及操作参数已知 ， 要准确地模 拟钻井过程仍然是非常困难的。部分原 因是因为 还没有弄清楚 如何合井 大量影响钻 井响应 的变 量。这一 问题在现场更难于处理 ， 因为对一些重 要参数不能很好认识。产生的问题从对 已用或待 用的钻头的几何形状描述不足到被钻岩石的性质 或增压状况不能确定。 我们通过采取措施调节模拟器 ， 在一组与观 察井尽可能相似的条件下 ， 重 现钻 井过程来避免 这些问题 。因此， 如果在某一深度下 ， 岩石类型与 我们想了解 的岩石类 型相似 ， 一种特殊类型及风 、 ． 格的钻头的钻进速度 已知 ， 调节模拟器与 已知 的 历史记录相配 ， 可使我们避免用基本原理来预测 、 钻井状态 。当然， 这井不意味着我们 可 以不竭尽 收稿 日期 2 0 0 5 0 1 --2 2 译 者简介 李波 ， 1 9 7 1年生 ， 1 9 9 4年毕业于石 油大学 华东 勘察地球物理专业 。现在 大庆测试技术服务分公 司市场部工作 。 } }}{ }{ l} t ；．t ．， 』 }{} ‘ ， ； } 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1期 利用电缆测井数据预测岩石机械性能及其在⋯⋯ 2 7 全力使钻井模型尽可能精确 ， 而 意味着可避免详 细说 明、 精细测量钻头的几何形状 、 岩石特性 、 压 力状态 、 操作条件及其它许多参数 。一旦模拟器 被调节好 ， 当我们在某些新 条件 下运行模拟程序 来研究钻井状态时 ， 现在我们的假设可能是新钻 井的反映情况将 与调节后 的情况 不同 ， 这种情况 只在有关 的适用参数 被很好地模拟出来 变化 的 范围内， 而不是它们的绝对值。简单地说 ， 如果新 的操作条件需要研究 旋转速度增 加 1 O 后 的效 果 ， 我们只需预测 1 O ％的钻速变化是 如何 在现场 记录之外增加钻进 速度的 ， 而不是根据基本原理 计算新 的钻进速度。 有许多调节模拟器 的方法 。我们采取 了一种 简单的方法 。主要考虑的是既然这些参数对于正 在设计新井的工程师来 说是最有价值的 ， 那 么对 于每一个钻井工程师必须要使钻进时间与最终钻 头 的磨损状态相配。钻头的运行时 间与钻头的锐 度 、 冲击力以及相对于耐磨性 的钻头磨损状态有 关 。然而， 这两种测量方 法也分别依赖 于岩石强 度与研磨性 ， 并 随岩石特性 变化 而逐 渐变化。因 此 ， 调节步骤既包含与钻头 的一点点 的变化状态 相配合 ， 也包含确保钻头 的全部参数 总钻进时间 与最终钻头磨损状态 被重现。 既然钻进时 间决定 于岩石 强度 和钻头 冲击 力 ， 而磨损速度决定 于岩石冲击力及钻头 的耐磨 性 。基本上每对参数 的组合都可能产生相同的结 果 ， 因此 ， 如果 两者都 不能确 知 ， 就可 随机选 择。 我们的选择是必须从岩石特性开始 。选择岩石无 限制抗压强度是很 自然 的， 因为该参数直接用于 模拟运算确定钻进速度 ， 井且对 通过地球物理测 井数据获得该数据也有许多经验 。对岩石的研磨 性的了解还不太透彻 ， 因此 ， 经选择把它定义为与 无限制抗压强度与石英成分之积成 比例 。至少对 于沉积岩这种方法运行 良好 。 现在 ， 调节步骤成为通过地球物理 电缆 数 据获得岩石强度及研磨性 的过程之一 ， 然后调节 钻头冲击力及研磨性与整个钻头运行状态相配 。 通过记录钻速变化是否被很好拟合 ， 可以得 出模 拟质量优劣。因此 ， 我们 由地球物理 数据到岩石 特性到钻进反映的一系列推导结果都是相当正确 的， 并且对整个钻头运行参数的正确模拟表明 我 们对钻头状态 ， 尤其是磨损速度 的理解是正确 的。 现在详细地解释一下这两方面。 3 由电缆测井数据导出的钻井输入 数据 钻井模拟器输人数据所需的基本岩石特性为 岩石强度 、 钻头钻进速度、 耐磨 性 ， 由它可判断 出 磨蚀速度 、 岩石类型或矿物成分 ， 对钻进速度及磨 蚀速度都有影响。我们尽力通过 电缆测井数据导 出岩石特性 。 现场数据来 自 S h e t l a n d群 岛 S c o t l a n d 西部 所钻 的一 口井 。数据包括来 自该井的每隔 0 ． 9 9 { t 就与钻井的输入输出参数记录进一步拟合的电缆 测井记录。另外 ， 在每一个钻头运行结束 时 ， 我们 会得 到关于所用钻头类型以及它们的磨损状态 的 记 录 。 电缆测井数据包括伽玛测井 、 密度测井 、 中子 孔隙度测井 以及声波测井数据 。另外 ， 为我们提 供了无限制抗压强度与岩石性质 的测井解释。虽 然在钻井模拟 中可 以使用后者 ， 但 改为选 择使用 由我们 自己的方法判断岩石性质 以及无限制抗压 强度， 因此 ， 我们的模拟可以使用直接 的未解 释的 电缆测井数据测试井演示 出来 。 为判断岩石性质 ， 使用该方法分析 电缆数据 以判断岩石 中的石英和陶土 比例 以及孔隙度。砂 岩就是这些物质中所含有的石英含量最高 约大 于 5 5 。当石英 的含量值低 于孔隙度 孔 隙度 约大于 1 5 ％ 时 ， 测井解释为泥砂 岩。页 岩为所 含物质中陶土 的含 量最高 大于 2 5 。若 进行 详细 的钻井模拟 ， 可通过石英含量值得 出磨蚀性 参数 ， 用石英含量乘以岩石抗压强度 。 比较 由电缆测井得到的声波速度及利用与声 波速度相关 的公式计算出的速度为我们提供了核 对该方法全面性能的满意方法 ， 从而判 断 出岩石 组分 。我们还发现解释单元与提供的地质测井数 据非常吻合 。其不同之处是 ， 提供 的测井 数据 中 在粉砂岩及页岩之间没有明显 区别 ， 从提 供的测 井数据来看 ， 两者都被标定为泥质砂岩 。虽然在 所提供的数据中砂岩被分为硬砂岩及 畋砂 岩 ， 但 这一区分与我们 的检测 目的没有多大关系。石灰 石及凝灰石也以微 小的含量存在 ， 但我们 的方法 无法识别 ， 该方法是为识别碎屑沉积物而设计的。 无论何时 ， 若这些岩石组分存在， 我们可利用岩性 学的知识进行判断 。 为判断未 限制抗压强度 ， 我们仅把 由声波 测 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 测 井 与 射孔 2 0 0 5血 井得到的 P波速 度求立方 即可 。由该方 法测得 的强度变化与 B P提供的未限制抗压强度测井数 据变化一致 。虽然强度的绝对值可通过应用合适 的常数及补偿作用于地震速度 的现场应力条件作 用得到控制 ， 但在本模拟 中没必 要得 出这些 绝对 值 ， 因为我们采用的调节步骤 限制了钻头运行的 实际时间和模拟时间。 正如上述提到 的， 岩石 的研磨性 与岩石 的未 限制抗压强度及石英含量之积成 比例。之所以选 择是随机的， 是 因为在钻井 模拟 中没有可 以普遍 接受的方法。然而 ， 我们 发现此方法很适用于沉 积岩。沉积岩的主要抗磨成分为石英。 一 旦通过地球 物理数据得到 了岩石类型 、 未 限制抗压强度及研磨性数值 ， 这些值便被转换成 模拟器能够使用的形式 。数据 转换 成 L AS L o g 、AS C I I S t a n d a r d 文档。这样的文档可被模拟器 接受 ， 并转换成可用 的岩性 学数 据。转换器具有 一 个选择性功能 ， 允许 数据被一步步分组进入相 似 的岩石类型、 未限制抗压强度或电阻率区块。 单元化计算法则有下列特征 ， 在下列条件下 启动一个新单元 岩石类型变化 ； 岩石 的未限定抗压强度或 电阻率改变为 用户定义 的数量 。 当我们执行单元块程序时 ， 程序 自动为未限 定抗压强度 、 电阻率的单 元块及其它所有参数赋 值 ， 这些参数包含该单 元块 的数据线 中的每一条 线上的平均值 。 我们相信该步骤不仅有利于节省计算机运行 时间及存储空间 ， 并且简化了对钻井过程的观察 。 这一点将在下面进一步讨论 。 4 比较随钻测量数据及电缆数据结果 在开始进行钻井 模拟之前 ， 我们也需确认我 们预期 的井下地质情况及岩石特性与随钻测量的 结果是否一致。否则 ， 我们 的前提条件 钻井 反映部分上 由地质条件控制是错误的。 正如随后在钻头行程 9模拟 中讨论 的， 地质 条件可对钻头磨损 以及钻进速度产生影响 。更有 趣的是， 这一阶段研究 的是推断 的岩石强度变化 对钻进速度的影响， 但也要考虑钻压的变化。 考虑图 1 对应钻头行程 5 所示的随钻测 量 数据 、 推断的未限制 抗压强度 以及 岩性数据 。为 方便起见 ， 在上部 的两个图表中， 钻进速度 、 钻 压 及非限定抗压强度都已随机校正。我们推断的岩 性数据 在 下 面 给 出。首 先 研 究 的 是 在 深 度 为 6 ， 7 1 2 ～6 ， 7 6 7 f t 及 6 ， 8 5 0 ～6 ， 9 9 O f t处 的厚砂岩 区块的钻井过程。在岩性 条件稳定 时， 上部 图中 显示的未限制抗压强度有变化。在 上部的图 中， 未限制抗压强度及钻进速度的变化之间几乎没有 什么联系。在第二幅图中， 在上 升过程 中对未 限 定抗压强度值进行了 0 ． 0 4 的深度调整 ， 结果造 成 了钻进速度及未限定抗压强度间惊人 的反 比关 系。这不仅存在于砂岩层 ， 而且存在于整个井段 。 未限制 抗压强度 上升 ， 钻进速度就下 降， 反 之亦 然 。此外 ， 还可发现这种状况 可由钻井者 改变钻 压维持钻进速度而得到调节 。第二幅图证实了地 质数据及钻井反映情况间确实存在着联系。 1 。 『且 ． ． 。 0 8 I l Ll J I ．I ． J 中 一 0 6 ‘ 1 一 中 I 1 ’ I I ． 『 『 n‘ l I ． I l j f l 0 4 J 力 I - ’， ， j 【 J 、 l 【 1 0 2 V V I ’ I I l T l I I l N ＼ ， 7 0 0 6 7 5 0 6 8 0 0 6 8 5 0 6 9 0 0 6 9 5 0 7 0 0 0 - - ‘ 。．缉 } 穹 平． ． ． 0 8 I I ． 【 J 1 l 1 ． 4 ． j 0 6 1 ] L 1 ． ， l 一 托1 ． r f I 1 ． I I 0 4 I b { ， 一 ‘ M h 1 ％ h a [ i V d l 0 2 卜 ， l ． l ’ I I I T l I l I l 、 、 { r 7 0 0 67 50 68 0 0 68 5 0 69 0 0 6 95 0 7 00 0 ‘n L [ ～ 仰f r T 『 I 7 0 0 6 7 5 0 6 8 0 0 p ff t i f t 6 8 5 o 6 9 0 0 6 9 5 0 7 0 0 0 图 1 随机校正 的钻 进速度 、 钻压及 未限制抗压 强度 比 较。上部 图中没有进行电缆测井数 据 未限定抗 压强度 的深 度校 正 。 而 中 、 下 部 图分 别 校正 了 0 ． 0 4 。对于建立数据间的相互关系来说。 深度 校正是必 需的。 我们分析数据集 ， 观察到 了类似 的情况 。在 所有情况下 ， 都需要进行深度校正， 使 电缆测井数 据与随钻测量数据一致。进行校正的原因包括 电 缆长度增加使 电缆起下的工具配置得更深。电缆 延伸的长度变化取决 于泥浆密度、 工具 的拖拉 以 及井壁上 的电缆。已知这些原 因， 如果不 能正确 判断 ， 要做到事先校正将是非常困难的。相反 ， 我 们在用不同的延伸因素试验的基础上校正了电缆 测井结果 。 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1期 利 用 电缆测 井 数据 预 测岩 石机 械性 能 及其 在 ⋯ ⋯ 2 9 5 大规模的模拟结果 一 旦岩石特性被判断出来 ， 并且数据被分组 ， 调节步骤的第二个阶段便开始 了。此 阶段 目的是 调节钻头冲击力以及耐磨性 ， 以便使钻头运行 全 部时间以及最终磨损状态 的全部特性很好拟合 。 模拟器 中有一个钻头的清单 ， 每 一个钻头 由其类 型 、 大小 、 特定 的冲击力及耐磨性调节 ， 可调节到 与钻头反映情况一致 。 我们还认识到不 同类型的钻头可在已知矿物 成分的岩石 中显示 出或快或慢 的钻 进速度 ， 以及 或多或少 的磨损状态。例 如， 在相 同的岩石 以及 相 同的操作条件下 ， P D C钻头在页岩 中的的钻进 速度要比 T C I 钻头快 ， 即 TC I 钻头在相 同条件及 岩石中使用 ， 它磨损的速度要比 P D C钻头快 。然 而， 我们不允许 同一岩石类型的不 同层含有可独 自调节的“ 硬度” 及“ 研磨性” ， 并且超 出我们 电缆 测井解释的判 断结果 。因此 ， 可 以看到 在某些岩 层中由于不 同于强度的原因 ， 钻进速度 异常快或 慢 ， 其原 因目前还未能解 释清楚。在诸 多原因中， 可能的一个解释是 由于一个特殊的岩层具有超出 预料的或高或 低的孔隙压力。然而 ， 我们却不 能 对这种可能性加 以研究 ， 因为除了钻井 时的泥浆 密度 每一个钻井过程 中都保持恒定 没有收到关 于井下压力环境的有关数据。 试验中， 装载了岩性数据 ， 设置好钻头以及现 场操作参数， 调节步骤就开始 了。经过 一段待观 察的预热时间后就开钻 了， 且钻 头运行 的时间以 及磨损状态都被记录下来 ， 和现 场数 据进行 比较 后 ， 对钻头的冲击力及被钻岩石 的研 磨性进行调 节 。以和现场同样 的操作条件重复钻头运行过程 后 ， 钻头的运行时间和磨损状态被重新记 录。经 多次调节及多次重复钻头运行过程直至运行 时间 与磨损状态的模拟值与现场数据一致。 通过提交 同一 口井中两次钻头运行的模拟结 果 ， 我们阐明了这一方法。还选 择不同类型及直 径的钻头 。钻头运行的一些参数见表 1 。 表 1 两个钻头行 程 泥浆 密度 钻头行 程 钻头选型 进 口深度 出 口深度 p p g 5 T CI 1 2 ． 2 5 i n中等齿 6 ． 5 1 0 8 ． 1 3 0 1 0 ． 0 9 P D C 8 ． S i n短齿 1 3 ． 9 3 8 1 4 ． 7 8 3 1 4 ． 3 我们还将使用这两个钻 头运行过程 ， 阐明我 们在模拟 中， 发现有用处的不同方法。 6 操作参数的平均效果 在模拟运行 中， 我们还研究了使用平均 后的 操作条件及岩石特性 的效果 。例如 ， 现场 记录表 明， 在任何一个钻头运行过程中， 钻压都会持续波 动。图 2显示了钻头行程 5的记录， 钻压波动迅 速。模拟时， 钻压 由操作员控制 ， 因此 ， 操作 员在 模拟 中要一步步地改变钻压与现场记 录准确拟合 是很一项很艰巨的任务。因此， 作为替换 ， 我们把 9个单独阶段 的现场钻压的代表数据的平均值连 成一条阶梯状线。把这些值用于模拟 。 目的是在 具体的深度范 围内， 应用和实际的平 均值紧密对 应的平均值 。然后 ， 比较这一层段上 钻头运行 的 全部时间与用单 个钻 压值钻相 同层段 所用 的 时 间 ， 这 一钻压 值等 于整个钻头运行 的平均 钻压 。 两次运行的时 间分别是 4 5 h 4 5 mi n及 4 5 h 2 8 mi n ， 两者相差 0 ． 6 。这种一致性 大部分是 因为钻 速 几乎直接与此范围内的钻压成 比例 。 ＼ 。 『 乙 _ 11 ＼ ． M 1 ． 口 芏 f | J } ’ f V I f ’ L y ’ I 图 2 钻 头行程 5中钻 压的实际值及模 拟值 比较 相应地 ， 在将来的模拟工作 中使 用特殊钻 头 行程在大多数情 况下的平 均值 ， 该方法使得任 何 模拟 都 比较容 易 ， 因为操作条件 不必持 续改变 。 但是 ， 也应该认识到， 如果模拟 目的是为了估计待 钻井的钻井过程 ， 那 么， 在任何情况下 ， 都把钻压 或其它任何操作参数 控制为大于平均值是不可 能的， 因而 ， 要把钻井过程预测得更精确也没有意 义 。 上述判断也 同样 适用于对由单元块操作 见 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 【 q 一 一 坦幕 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 O 测 井 与 射孔 2 0 0 5年 上述 复制出岩性数据的准确性。此外 ， 在一定程 度上 ， 钻进速度与岩石强度成线性关系 ， 只要每个 层 的强度都取钻井地层记录数据的平均值 ， 那 么， 钻任意层段的总时间将会 是相同的 ， 无论该 层段 是 由许 多层还是几个层组成 。另外 ， 还必 须认识 到， 在将来钻井 中， 即使牙轮轴发 生很小 的偏移 ， 对于新 的岩性数据也会产 生详 细的差异 ， 使 得在 任何情况下 ， 在大于预期 的岩性数据平均值基础 上的预测尝试都是没有任何意义。 7 输出值校正的作用 在操作参数平均值 固定 的情况下 ， 运行模拟 的结果是需要调节现场值来进行拟合。在诸如图 2的模 拟中， 可 以断定 的是 因为模拟 中钻压 固定 而现场值一步步变化 ， 而在 这两种情况下 的瞬时 钻压通常是不同的。因此 ， 现场和模拟 的钻进速 度值也不能相同。为 了更好地进行 比较 ， 现场钻 进速度值通常由其它要素 模拟器平均钻压／ 瞬时 现场钻压 及 模拟器 每分钟 平均转速／ 现场 瞬时 每分钟转速 校正。 上述注意事项也适用于对钻压的考虑 。只要 钻进速度与钻压及转速成 比例 ， 那么， 运行结果就 会很好 。普遍来讲 ， 如上所述 ， 但也有特殊情况 。 最普通的异常情况是钻头开始运行时发现的。当 时的钻压小， 钻头还很锋利并且泥浆流位置偏低 。 在这些条件下 ， 只由钻压值换算 出钻进速度会造 成“ 校正的” 钻进数值 大。但是在现场实际操作时 却不可能出现这 种情况 ， 因为现 场的泥浆 流会对 钻进速度产生 限制 。通常在现场钻压条件下 ， 而 不是大的校正值下产生适当的钻进速度就可足够 洗井了。通常 ， 这个影响在钻头运行初容易见到， 而随着钻头运行接 近尾声 ， 钻压及钻 头磨 损增 加 时影响逐渐减弱。图 3给出了钻头行程 5的这种 影响的一个例子。在钻头行程 5中， 校正的现场 值表明钻速通常超过 1 5 0 f t ／ h ， 在钻头运行 的启始 部分 ， 当 时 现 场 实 际 数 值 见 图 4 很 少 超 过 1 0 0 f t ／ h 。相反 ， 我们注意到图 3中现场值及模拟 器模拟值普遍对应较好 ， 因为 当钻速较低且受泥 浆流影响较小时 ， 对深度为 7 0 0 0 f t 以下的数值进 行了校正 。此外 ， 还要注意的是 即使在这一层段 ， 仍保持 了由调节岩石强度对钻进速度进行 的详细 校正。图 1提交 的数据 来 自地 下 6 7 0 0 ～ 7 0 0 0 f t 的层段 。 8 对整个钻进速度的预测 图 3 、 4给出了 TC I 钻头 行程 5 的预测钻进 速度 ， 而 图 5给 出 的是 P D C钻 头 行 程 9 的预 测 ， 考虑到校正值 图 3 ， 图 5 但不包括钻 头行 程 5启始部分到 7 0 0 0 f t 处 的数据 ， 上边 已经提到这 段 的模拟欠佳 ， 我们认为模拟预测和现场数据 能 够很好地对应。当然 ， 需注意的是因为岩性数据 单元块化 ， 在任何一个岩层的钻进 速度的精细波 动 比例还是没有很好地表示 出来 ， 但在任一岩层 ， 钻进的平均速度普遍拟合很好。 I f I I ； 。 J ． 1 II I ii 。 I ．1 ’ l _且 止 _I llI f J。 i 1 11 啊 1 ” ■ ’ 1 f f l 『 r 图 3 钻头 行程 5 TC I 钻 头 作为 深 度 函数 的钻 进 速 度的 现场及模拟 值。现场 的钻 进 速度 已经 校 正 到和模拟中使用的钻压及转速一致 此外 ， 还需注意两个钻头行程中， 作 为钻头磨 损结果的钻进速度递减 ， 使用 P DC钻 头 ， 钻井 速 度加快 ， 但磨料砂更多时， 会造成钻头的更大磨损 钻进速度 由每一个砂层段的钻进速度 的下滑 曲 线表示 。 除了数据 的全面模拟 ， 仍有几点保 留需讨论 。 第一 ， 在一些岩层 出现 了钻进速度异 常。在钻 头 行程 5 图 4 有两个砂岩 层， 正好位 于 7 6 0 0 f t 深 度之上 、 下。电缆测井数据解释表 明， 这两个层强 度相似 ， 因此它们 的钻进速度也应相似 ， 恰好超过 4 0 f t ／ h 。然而现场数据表 明， 上层钻 进速 度大约 6 0 f t ／ h ， 而底 层 为 3 0 f t ／ h ， 这 个分 歧 还未 得 到解 释 ， 尽管一个可能的解释是和井的平均压力相 比， 上层砂岩压力升高而底层压力下降。令人遗憾 的 是 ， 还没有资料证实或否定这一判断 。其 它明显 的异 常情况都可 以解释 ， 例 如， 我们可以看到 ， 在 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 利 用电缆测井数据预测岩石机械性 能及其在⋯⋯ 3 1 图 4 钻头行 程 5 T C I 钻 头 作 为 深度 函 数的 钻 进速 度的现场及模 拟值。和 图 3 相 比 。 此处现 场的钻 进速度 没有 校正。 ” L i t h o ” 图表明 了岩 石类型 。1 表示砂岩或 粉砂岩 。 3表示 页岩 。 9表 示凝灰岩 图 5 钻 头行程 9 P D C钻头 作为 深度 函数 的 钻进 速 度 的现场及模拟 值。现 场的 钻进 速度 已 经校正 以和模拟的钻压及转速相 配 图 4中 7 ， 1 0 0 f t 处的逆反过程在 图 3中对钻压值 和每分钟转数进行校正时被删掉了。 此外 ， 还应该注意的是 ， 现场和预测 的钻头磨 损状态并不能总是相吻合。对钻 头行程 9 P D C 来说 ， 现场的磨损状态值为 T 8 ， 正好和模拟预测 结果相符 。而对于钻头行程 5 TC I 来说， 预测值 为 T 6而现场数据 显示为 T3 。这种异 常情 况可 能在某些方面与钻头行程的初始部分钻进速度高 有关 。由此可假设钻头开始有很 大的冲击力 ， 但 磨损也很厉害 ， 所以由 7 0 0 0 f t以下返 回的数值 较 ， J 、 。 在 图 5中， 1 4 ， 3 2 5 f t 及 1 4 ， 3 7 5 f t 之间 的钻进 速度预测值和现场值之间好象没有什么联系。在 这种情况 下 ， 看上 去好 象模 拟值要 滞后 2 0 f t 左 右。然而 ， 我们还没有证据证 明或否定这 一解释 。 9 结论 在本测试 中， 我们测试 了以能直接应 用于现 场模拟的这样一种方式是 否能通过电缆测井记 录 得到岩性数据 。在一些情况下 ， 可以用 一些简单 易懂的机械错误来解释 ， 例如 ， 没有统一的测深标 尺测得数据集 ， 而要 由不 同的员工在不 同时间用 不 同工具测得 这些 值。如果未经确认 ， 这 些错误 会使找出这些数据集中的实际对应关系显得异常 困难 。其 它的不符合的原 因 目前还未找 出， 但可 能会与未确认的孔隙压力或其它因素的资料有关 系 。 我们相信 ， 此项技术对于预测未来 的钻井 过 程将很有价 值。该预测值 在一定 程度上 是有 效 的， 即地质条件相似 ， 并且只要操作设备和条件没 有很大变化 。此外 ， 我们还相信 ， 如果以优化未来 的钻井过程为 目的 ， 就没必要努力使模拟过 程极 其精确。因此 ， 采用操作过程平均化是很有效的。 因为应该记住每 口井在地 质条 件、 设备 的选择 以 及操作条件方面都是不同的。本测试的 目的就是 作出一系列预测 ， 不仅代表 了可用的操作参数 范 围， 而且还 能够首 尾一致 、 相 当准确 。由此基础 上 ， 工程师们可以选择 出一个相对于其它 的参 数 最能够产生满意结果 的参数 。在提高钻井性能方 面 ， 和精确每一个具体方案的预测相 比， 这将具有 更重要的实际意义。 译 自 S P E 8 3 5 0 9 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m