一種pdc鉆頭各向異性評價方法
【專利摘要】本發明涉及一種PDC鉆頭各向異性評價方法，該方法通過反演方式得到作為常量的鉆頭各向異性系數，而后通過所得到的鉆頭各向異性系數和不同鉆頭的鉆頭結構參數確定不同鉆頭的鉆頭各項異性指數，從而完成對PDC鉆頭各向異性的評價。該方法實現了PDC鉆頭各向異性的定量評估，并且克服了室內試驗工作量大、試驗條件高、通用性差的缺點。
【專利說明】一種PDC鉆頭各向異性評價方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鉆頭評價方法，特別是一種PDC鉆頭各向異性評價方法。
【背景技術】
[0002]鉆頭各向異性表征了鉆頭軸向、側向鉆進時鉆井效率的差異，是影響鉆頭定向鉆進能力的重要因素。目前，隨著PDC鉆頭在石油鉆井領域的大量推廣使用，開展PDC鉆頭各向異性的定量評價研究對于井眼軌跡控制、PDC鉆頭優化設計具有重要意義。國內外學者對鉆頭各向異性進行了一系列研究，但卻始終無法實現PDC鉆頭各向異性的定量評估，并且無法克服室內試驗工作量大、試驗條件高、通用性差的缺點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服上述不足，提供一種PDC鉆頭各向異性評價方法，該方法通過反演方式得到作為常量的鉆頭各向異性系數，而后通過所得到的鉆頭各向異性系數和不同鉆頭的鉆頭結構參數確定不同鉆頭的鉆頭各項異性指數，從而完成對PDC鉆頭各向異性的評價。該方法實現了 PDC鉆頭各向異性的定量評估，并且克服了室內試驗工作量大、試驗條件高、通用性差的缺點。
[0004]鉆頭各向異性是指鉆頭結構本身在不同方向上鉆進能力的差異。無論是牙輪鉆頭還是PDC鉆頭，其結構都是有利于向前即沿軸向鉆進的。因此，鉆頭沿軸向的鉆進效率優于沿側向的鉆進效率，即存在鉆進效率的各向異性。鉆頭的各向異性可用鉆頭各向異性指數來表征。假設各向異性鉆頭在各向同性地層里鉆進，則鉆井效率和鉆頭各向異性指數可以定義為:
【權利要求】
1.一種PDC鉆頭各向異性評價方法，所述方法包括如下步驟: I)通過參數反演法確定鉆頭各向異性系數Kb: 所述參數反演法包括以下步驟:(a)給定Kb初值和迭代精度ε ； (b)將Kb值帶入目標函數Ei中得到計算結果；(c)如果計算結果的絕對值IEiI滿足迭代精度，反演結束，輸出此時的Kb值；(d)如果計算結果的絕對值IEiI不滿足迭代精度，采用二分法調整Kb值，重新執行步驟(b)直至滿足迭代精度要求；(e)輸出Kb值； 所述目標函數Ei為^zfa1-Fai(Kb) 其中:fai為第i個測點處的鉆頭井斜力，kN ;Fai為第i個測點處的地層變井斜力，kN ；Ei表示鉆頭井斜力與地層變井斜力之間的差值； 其中，所述地層變井斜力的計算公式I為:
【文檔編號】G06F17/50GK103699807SQ201410001739
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月3日 優先權日:2014年1月3日
【發明者】張輝, 高德利, 東振, 韋紅術, 張偉國, 林海春, 張新平 申請人:中國石油大學(北京)