【正文】 P) 2021/12/1 鉆井參數(shù)優(yōu)化的關(guān)鍵是： 取得合理的鉆進(jìn)模式 優(yōu)選參數(shù)鉆井的基本方法為： A. 根據(jù)油田情況選用適用的鉆進(jìn)模式 。 C. 建立判別優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)函數(shù) 。 以下將以修正的楊格為基礎(chǔ)，逐步介紹其具體操作思路和方法。 主要有： K、 M、 ? 、 C Af、 b PnbdtdB ??2021/12/1 1 確定鉆進(jìn)模型的有關(guān)參數(shù) 求門(mén)限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? ： 釋放鉆壓法 ： 獲得鉆速隨鉆壓、轉(zhuǎn)速的變化曲線(xiàn) ： 應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律 ?? = E?? P Vm M 參數(shù)介紹 求門(mén)限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? 求地層可鉆性系數(shù) K 求牙齒磨損系數(shù) C2 求巖石研磨性系數(shù) Af 2021/12/1 1 確定鉆進(jìn)模型的有關(guān)參數(shù) 求門(mén)限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? L ?L P P ? P ??=?P/As ??=?L/L 參數(shù)介紹 求門(mén)限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? 求地層可鉆性系數(shù) K 求牙齒磨損系數(shù) C2 求巖石研磨性系數(shù) Af 2021/12/1 1 確定鉆進(jìn)模型的有關(guān)參數(shù) 求門(mén)限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? ?? = E?? tPEALVtPEALtLVLLEAPsmsms?????????????? 通過(guò)測(cè)定鉆壓下降 ?P時(shí)間內(nèi)的機(jī)械鉆速 ? L/ ?t， 便 可作出鉆壓鉆速曲線(xiàn) 參數(shù)介紹 求門(mén)限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? 求地層可鉆性系數(shù) K 求牙齒磨損系數(shù) C2 求巖石研磨性系數(shù) Af 2021/12/1 1 確定鉆進(jìn)模型的有關(guān)參數(shù) 求門(mén)限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? 具體步驟 ：（見(jiàn)書(shū) P58） 注意 ： 在一個(gè)轉(zhuǎn)速下，測(cè)完一組數(shù)據(jù)后，需改變轉(zhuǎn)速進(jìn)行，這樣可測(cè)出轉(zhuǎn)速對(duì)鉆壓的影響 。 開(kāi)始時(shí)： Vm=Vm0 h=h0 起出時(shí)： Vm=Vmf h=hf B. 公式 ： 由牙齒磨損公式建立 fmfmfm20fmfmhVVVC0hhChCVV??????02020)1(1)1(1參數(shù)介紹 求門(mén)限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? 求地層可鉆性系數(shù) K 求牙齒磨損系數(shù) C2 求巖石研磨性系數(shù) Af )1(1)(2 hCnMPCCKV Hpm ???????? ?2021/12/1 1 確定鉆進(jìn)模型的有關(guān)參數(shù) 求巖石研磨性系數(shù) Af A. 方法 ： 用新鉆頭試鉆資料反算 B. 公式 ： 由牙齒磨損公式積分而得 tdPDDnQnQAdhhC ff tttfhhh?? ???? ????01232101 )()()1(TnQnQhChPDDAfff )()2)((3212112????參數(shù)介紹 求門(mén)限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? 求地層可鉆性系數(shù) K 求牙齒磨損系數(shù) C2 求巖石研磨性系數(shù) Af 2021/12/1 1 確定鉆進(jìn)模型的有關(guān)參數(shù) 求巖石研磨性系數(shù) Af 計(jì)算實(shí)例：（ P62，例 56） 參數(shù)介紹 求門(mén)限鉆壓 M和鉆速指數(shù) ? 求地層可鉆性系數(shù) K 求牙齒磨損系數(shù) C2 求巖石研磨性系數(shù) Af A、 計(jì)算條件 B、 計(jì)算內(nèi)容 K、 C Af、 b C、 計(jì)算 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 基本方程 Cb+Cr(Tt+T) 每米成本 ： C=——————— H Cb 鉆頭成本 ， Cr 鉆機(jī)單位時(shí)間作業(yè)費(fèi) Tt 起下鉆時(shí)間 ， T 鉆頭工作時(shí)間 H 鉆頭總進(jìn)尺 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 依據(jù) ： 鉆速模式與鉆頭牙齒磨損模式 )1(1)(2 hCnMPCCKV Hpm ???????? ? 1)(( )(112321CPDDnQnQAdtdh f????)1()( 2 hCdtnMPCCKdHHp ????????? dhhCnQnQAPDDdtf)1()( )( 132112 ????dhhC hCnQnQA PDDnMPCCKdHfHp)1()1()()()(2132112?????????? ?基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 假定：鉆壓、轉(zhuǎn)速不變，牙齒最終磨損為 hf 則積分后可得 ： )1l n ()()()(222122112331fffHPhCCCChCCEPDDnQnQASnMPKCCJESJH???????????????基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 參數(shù)意義 ： )1l n ()()()(222122112331fffHPhCCCChCCEPDDnQnQASnMPKCCJ?????????????J——初試鉆速 (h=0)， S——初試磨損速度 (h=0) J/S——鉆頭理論進(jìn)尺 (無(wú)牙齒磨損 ) E——進(jìn)尺系數(shù) ， 考慮牙齒磨損對(duì)鉆速和磨損的影響 基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 鉆頭壽命表達(dá)式 依據(jù) ：鉆頭牙齒磨損模式 )1)(()(112321hCPDDnQnQAdtdh f?????? ???? fhfT dhhCnQnQAPDDdt0 1321120 )1()()(212 ffhChFSFT???F——鉆頭壽命系數(shù)，考慮牙齒磨損對(duì)鉆速和磨損的影響 基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 2021/12/1 2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù) 最終目標(biāo)函數(shù)形式 將 H， T代入成本模式，有 trbEErTCCTFSTEJCC?????? )(TE為鉆頭與起下鉆成本的折算時(shí)間。 C=f(P,n,hf,CH,CP) 考慮 J、 E、 S、 F的各項(xiàng)參數(shù)后為： 基本方程 鉆頭總進(jìn)尺表達(dá)式 鉆頭壽命表達(dá)式 最終目標(biāo)函數(shù)形式 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 基本方法 A. 最優(yōu)參數(shù)的位置 ： 在目標(biāo)函數(shù)的極值點(diǎn)處 B. 極值點(diǎn)的確定 0,0,0,0,0 ???????????????PHf CCCChCNCPC問(wèn)題 ： 是否滿(mǎn)足上面條件的點(diǎn)其 C值均為最小？ 根據(jù)最優(yōu)化理論，隨五參數(shù)變化使 C處于最小的點(diǎn)處，應(yīng)有： 最優(yōu) CH， CP量 C. 最優(yōu)化方法 ： 求出滿(mǎn)足上面條件的各參數(shù)值 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方 法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu) CH， CP量 0,0 ??????PH CCCC求解： 結(jié)果 ： CP， CH應(yīng)為無(wú)窮大 意義 ： CP,CH的實(shí)際最大值均為 1，故要使鉆進(jìn)成本最低，應(yīng)盡量使 CH=1，CP=1 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方 法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu) CH， CP量 由于 CH， CP已定，故只需求解方程： 考慮約束條件 ： 1≥h0 1≥B0 D2/D1PM M0 D2/D1P0 M0 n0 0,0,0 ?????????fhCNCPC基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu) CH， CP量 注意： 為何要考慮 B？ B與 h的關(guān)系： B， h均決定鉆頭的壽命，可表示為： T=f1(Bf )=f2(hf ) 則變換后，可得出 Bf與 hf的關(guān)系為： Bf=f(hf ) 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 鉆頭最優(yōu)磨損量 0???fhC由： 可得出一三維非線(xiàn)性方程： 0),( ???? fffhnPhhC ? 說(shuō)明 ：該方程為一空間曲面方程，叫最優(yōu)磨損面。 050100150hf1 hf2 hf3 hf4 hf5P1P2P3P4P5P6基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方 法 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 鉆頭最優(yōu)磨損量 計(jì)算舉例：（例 57） 基本方法 鉆頭最優(yōu)磨損量 最優(yōu)鉆壓 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 最優(yōu) CH， CP量 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 A、 計(jì)算條件 B、 計(jì)算內(nèi)容 牙齒磨損量、軸承磨損量、鉆頭進(jìn)尺和鉆進(jìn)成本。 C、 計(jì)算公式選用 hf=… Bf=… H=… C=... 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu)鉆壓 方法 ： 由 0???PC可得出一三維非線(xiàn)性方程： 0),( ???? fhnPfPC當(dāng)選定一個(gè) n和 hf后，可求出一使成本最低的最優(yōu)鉆壓。 C、 計(jì)算公式選用 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 最優(yōu)轉(zhuǎn)速 方法 ： 由 0???nC可得出一三維非線(xiàn)性方程： 0),( ???? fhnPfnC當(dāng)選定一個(gè) P和 hf后，可求出一使成本最低的最優(yōu)轉(zhuǎn)速。 C、 計(jì)算公式選用 2021/12/1 3 求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù) 優(yōu)化三參數(shù)計(jì)算方法 問(wèn)題 ： 在前面的優(yōu)化計(jì)算中，均采用先確定兩參數(shù)后，再優(yōu)化另一參數(shù)的方法，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)三參數(shù)的同時(shí)優(yōu)化。 B. 不同的考慮方法，可得出不同的鉆速模型和 目標(biāo)函數(shù) 。 2021/12/1 K、 M、 ? 、 C Af、 b參數(shù)的名稱(chēng)與意義 ,如 何確定？ 復(fù)習(xí)提問(wèn)： 確定 M與 ? 的方法叫什么？其基本原理是什么？ 鉆頭總進(jìn)尺與鉆頭工作時(shí)間計(jì)算式的建立原理 是什么？ 獲得最低進(jìn)尺成本需優(yōu)選的參數(shù)主要有哪些 ？