基于多元回归分析的钻速预测方法研讨.pdf

第 l3卷 第7期 2013年3月 科 学 技 术 与 工 程 Vo1．13 No．7 Mar．2013 1671— 1815(2013)07—1740—05 ScienceTechnologyandEngineering ⑥ 2013 Sci．Tech．Engrg． 基于多元回归分析的钻速预测方法研究 李昌盛 (中国石化石油工程技术研究院，北京 100101) 摘 要 在钻井过程中，优化钻井技术可以降低钻井成本和减少施工事故，而钻速预测是优化钻井的基础。目前的钻速预测 方程繁多，所考虑的钻速影响因素各有侧重，大多数方程做 了诸多简化，预测精度不能满足现场需要；少数方程即便考虑比较 全面，但由于结构复杂，可操作性差，实用性受到一定限制。以BourgoyneYoungs方程作为理论基础，从元坝地 区钻井数据库 抽取300组录井数据，利用多元回归分析方法进行钻速方程系数的求解，针对不同地层得到的回归系数也不相同。采用同区 块井的钻井数据进行验证，发现其预测钻速与实际钻速基本相符，平均相对误差小于13％，说明所建立方程能满足钻井施工 需求。该方法提高了钻速方程系数的求解精度，且计算过程相对简单，所用数据易于得到，对优化钻井技术的推广具有重要 意义。 关键词 优化钻井 钻速方程 多元回归分析 钻头磨损 钻速预测 中图法分类号 TE242； 文献标志码 A 近年来，优化钻井技术受到了人们的极大关 1 钻速预测理论基础 注，其在钻井施工的重要性也有 目共睹。但是由于 钻井条件复杂、影响因素过多，钻速预测一直是优 钻速方程是钻速预测的基础 ，不同的钻速方程 化钻井急需解决的一大难题 ¨ 。自1960年至今， 应用范围和数据要求有所不同，要达到准确预测机 已有多位学者通过不断的深入研究提出了具有建 械钻速的目的，就必须选择最为合理的钻速方程。 设性 的钻速方程 ，其 中包括 w．C．Maurer、Galle 自20世纪50年代开始，国内外学者们对机械钻速 Woods等。他们所提出的钻速方程考虑角度和求解 的影响因素进行了大量的研究，主要手段包括室内 手段各不相同，基本思路多是以室内实验或现场数 实验和现场试验，研究发现机械钻速的主要影响因 据统计为主。但是，方程中对于钻速的影响因素考 素包括：钻井参数、钻头性能、地层性质、钻井液性 虑不全，或是方程的参数难以确定。基于前人的研 能和压力环境等 ，最终提出了各种不同形式的 究成果，选择BourgoyneYoungs方程作为钻速求 钻速方程，所考虑的影响因素和应用范围都有所 解方程，利用多元回归分析方法，结合大量的现场 不同。 施工数据进行回归分析，得到具有实用价值的钻速 1．1 钻速方程优选 方程。将多元回归分析方法引入到钻速方程 的计 w．C．Maurer方 程基 于 牙轮 钻头 的破 岩机 算不但降低了计算难度，而且提高了钻速预测的准 理 ，假设井底为完全清洁状态，建立机械钻速与 确性 钻压、转速、钻头尺寸和地层强度的相互关系。该 方程结构简单，容易计算，但是考虑凶素过少，其结 果的准确性很低。 E．M．Galle和 H．B．Woods是最早以节省钻井 成本为 目的来研究钻压和转速对机械钻速影响的 2012年 lO月 】0}j收到，】O月31目修改 中国百化 “二 ”