钻井参数优化方法、装置、电子设备和存储介质与流程

本发明涉及石油与天然气钻井安全监测，尤其涉及一种钻井参数优化方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、通过提高机械钻速，解决钻井时间是石油钻井工程节约钻井成本主要手段之一。钻压和转速是钻井施工人员可以主动调控的关键参数。

2、在钻进过程中，当钻头刚开始吃入地层由于切割深度不足，此时机械钻速未达到最大，此时区域为区域1；区域2是钻压和转速最合理的区域，此时机械钻速随着钻压增加而线性增加；当继续增加钻压，机械钻速不增加反而降低时，定义当前钻点为临界点，临界点之后的定义为区域3“低效钻进”。而进入区域3后，钻进效率很低，不适合继续进行钻进，因此，如何准确高效识别出临界点十分重要。

3、目前，通过利用机械比能与钻头进给量交会和滑动窗口内最小化机械比能方法分析和评价钻压和转速合理性，从而确定出临界点，但是因为临界点受地质和工程因素影响，根据最小化机械比能的情况得到的钻压和转速对应的临界点存在准确性低的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种钻井参数优化方法、装置、电子设备和存储介质，以解决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。

2、根据本发明的一方面，提供了一种钻井参数优化方法，该方法包括：

3、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；

4、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；

5、通过对所述目标优化函数进行求解确定钻井参数，所述钻井参数为转机的钻压和转速。

6、根据本发明的另一方面，提供了一种钻井参数优化装置，该装置包括：

7、第一函数确定模块，用于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；

8、第二函数确定模块，用于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；

9、钻井参数确定模块，用于通过对所述目标优化函数进行求解确定钻井参数，所述钻井参数为转机的钻压和转速。

10、根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

11、至少一个处理器；以及

12、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

13、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的钻井参数优化方法。

14、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的钻井参数优化方法。

15、本发明实施例的技术方案，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。

16、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种钻井参数优化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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：

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，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，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定的所述目标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，则目标优化函数表示为：

8.一种钻井参数优化装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的钻井参数优化方法。

技术总结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。技术研发人员：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,钟健受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15