基于机械比能的钻速预测模型优选

Optimization of ROP-Increase Prediction Model Based on Mechanical Specific Energy Theory

沐华艳 孙金声 (中国工程院院士) 丁燕 崔猛 王韧 崔奕

MU Huayan SUN Jinsheng DING Yan CUI Meng WANG Ren CUI Yi

提高钻井效率是石油钻探过程中的重要环节之一，主要通过调整钻井参数、减小机械比能、提高机械钻速等方法实现。机械比能（MSE）表示钻头破碎单位体积岩石所需的机械能量，是评价钻井效率的主要指标之一，然而复杂的钻井作业导致大多数评价模型在应用过程中受到限制，地层不确定性会带来钻速预测模型泛化能力下降、非生产时间增加等问题。　文章针对目标井的不同地层建立多种预测模型，经评估优选出表现最佳的模型。首先，基于机械比能理论和互信息法分析了影响钻速的可控参数；其次，以历史钻速均值为提速阈值将回归预测转换为分类预测，评估K最近邻(KNN)、多层感知机(MLP)、朴素贝叶斯(NB)、逻辑回归(LR)等分类算法模型的预测性能;最后优选出适用于目标 井各地层的KNN模型，并将优选模型应用于同区域邻井中。实际验证结果表明:同区域邻井的四个地层预测准确率分别为 0. 94、0. 94、0. 92、0. 96，AUC值分别为0. 98、0. 97、0. 96、0. 98，模型表现良好，能够助力钻井施工科学决策。