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基于地震解释的地层可钻性及其机械钻速预测研究

作　者: 罗勇
导　师: 陈平；石晓兵
学　校: 西南石油学院
专　业: 油气井工程
关键词: 地震解释层速度预测地层可钻性机械钻速
分类号: TE21
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 380次
引　用: 2次
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内容摘要

目前,国内外在进行新探区的钻井及周期设计特别是第一口井的钻井及周期设计时,由于无已钻井资料作参考和借鉴,问题的关键在于机械钻速的预测。而现在通常凭经验估计机械钻速,根据估计的钻速计算钻井周期。如果估计的误差较大,那么计算出的钻井周期就会发生大的偏差,进而给钻井工程施工带来较大的施工风险和经济风险。这种情况在招投标中表现得尤为突出。由于周期预测不准确,就带来投标价格出现很大的偏差,以致造成巨额亏损。因此如何科学地计算出新探区的钻井速度是钻井工程的一大难题。以往用测井声波时差预测或建立区域可钻性剖面进而预测机械钻速的方法只能用于已钻区块,对于还没有钻探的新探区,就不能用测井声波时差的方法预测区域地层岩石的可钻性和机械钻速。目前关于钻前预测岩石可钻性还很少。在没有钻过一口井的新探区,地震资料是确定地质构造和部署探井的唯一可信资料,因此可以通过地震资料寻找和建立寻找和建立地震层速度与地层可钻性和钻井机械钻速定性和定量关系,为科学地预测钻井周期和评价钻井风险提供依据。本文通过石可钻性与岩性、地质年代、孔隙度、埋深以及地震层速度之间的关系,从定性和定量两个方面,研究地震层速度与地层可钻性之间的相关关系。同时针对不同钻头类型提出地层相对可钻性的概念,并建立地震层速度预测地层可钻性的方法。在地层可钻性预测的基础上建立,分水平地层、倾斜地层以及不同地质构造建立公式法的机械钻速预测方法,同时建立了神经网络预测机械钻速的方法。通过河南油田现场数据检验,机械钻速符合率在75%左右。研究认为用地震解释资料预测地层可钻性和机械钻速基本可以达到新探区预测的目的。

全文目录

1 绪论  6-12
  1.1 国内外研究现状  6-9
    1.1.1 地层岩石可钻性研究现状  6-7
    1.1.2 机械钻速预测研究现状  7-9
  1.2 问题的提出、研究的必要性和可行性  9-10
  1.3 研究的内容、思路及创新点  10-12
2 地层可钻性预测方法研究  12-47
  2.1 地层相对可钻性研究  12-15
    2.1.1 地层可钻性的常见表述  12-13
    2.1.2 岩石的牙轮钻头可钻性研究  13
    2.1.3 岩石的牙轮钻头与PDC钻头可钻性比较研究  13-14
    2.1.4 地层相对可钻性概念的提出  14-15
  2.2 地层岩性与地层可钻性规律关系的研究  15-22
    2.2.1 岩石的孔隙度  15-16
    2.2.2 岩石的可钻性与可钻性系数  16-17
    2.2.3 资料收集及分析  17-18
    2.2.4 岩石可钻性与岩石硬度的关系研究  18-19
    2.2.5 岩石可钻性与岩性的定量关系研究  19-22
  2.3 地质年代(分层)与地层可钻性规律关系研究  22-28
    2.3.1 地质年代与地层单位及岩性  22-26
    2.3.2 地质年代与地层可钻性(钻速)关系分析  26
    2.3.3 主要地质年代的地层可钻性和机械钻速统计分析  26-28
  2.4 地震层速与地层可钻性关系研究  28-47
    2.4.1 地震层速度与地层的关系  29-35
    2.4.2 基于地震层速度的地层可钻性预测模型的建立  35-47
3 机械钻速预测方法研究  47-72
  3.1 水平地层机械钻速预测模型研究  47-49
  3.2 倾斜地层机械钻速预测模型研究  49-62
    3.2.1 钻头切割体模型的提出  51-53
    3.2.2 钻头在三个正交面上投影面积的求取  53-54
    3.2.3 三维钻速方程的推导  54-57
    3.2.4 钻头与地层夹角β关系研究  57
    3.2.5 钻头力的分解  57-58
    3.2.6 倾斜地层直井三维钻速方程的简化  58-59
    3.2.7 不同方向上地层钻可钻性研究  59-60
    3.2.8 不同地质构造地层的产状研究  60-62
  3.3 基于BP神经网络法的机械钻速预测模型  62-66
    3.3.1 影响机械钻速的因素选取  62-63
    3.3.2 BP神经网络机械钻速预测模型的建立  63-64
    3.3.3 BP神经网络工区数据的学习建模  64-66
  3.4 现场应用实例  66-72
    3.4.1 钻速预测模式的验证  66-71
    3.4.2 两种机械钻速预测模式的比较  71-72
4 程序软件的编制  72-78
  4.1 程序设计思想  72
  4.2 程序主要运行界面  72-78
5 结论与建议  78-80
  5.1 结论  78-79
  5.2 建议  79-80
主要参考文献  80-83
致谢  83

基于地震解释的地层可钻性及其机械钻速预测研究

内容摘要

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