(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202110067990.0 (22)申请日 2021.01.19 (71)申请人 中国石油化工股份有限公司 地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北 大街 22号 申请人 中国石油化工股份有限公司石油工 程技术研究院 (72)发明人 路保平　王果　许博越　臧艳彬　 张建龙　孙连忠　周号博　刘劲歌　 (74)专利代理 机构 北京聿宏知识产权代理有限 公司 11372 专利代理师 吴大建　陈敏 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2022.01)G06N 20/00(2019.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/28(2020.01) (54)发明名称 一种机械钻速预测方法、 装置、 存储介质以 及设备 (57)摘要 本发明公开了一种机械钻速预测方法、 装 置、 存储介质以及设备， 通过获取目标井眼的特 征数据和理论机械钻速， 基于预先构建的机器学 习模型对特征数据进行处理， 获取目标井眼的钻 速比值， 基于理论机械钻速和钻速比值得到机械 钻速的预测值。 该方法通过将理论机械钻速和机 器学习模型进行融合， 可以有效解决钻速预测难 度大的问题， 同时提高了机械钻速预测的精确 度， 有利于为决策者提供可靠的依据， 实现钻井 作业的实时优化。 权利要求书2页 说明书15页 附图5页 CN 114818451 A 2022.07.29 CN 114818451 A 1.一种机 械钻速预测方法， 其特 征在于， 包括： 获取目标井眼的特征数据和 理论机械钻速， 所述特征数据包括地层性质参数、 钻井参 数、 流体参数和钻头参数； 基于预先构建的机器学习模型对所述特征数据进行处理， 获取所述目标井眼的钻速比 值； 基于所述理论机 械钻速和所述钻速比值得到所述机 械钻速的预测值。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述机器学习模型通过以下步骤构建： 获取所述目标井眼的多组所述特 征数据作为训练样本集； 基于所述训练样本集中的每一组样本数据， 对所述机器学习模型进行训练； 当所述机器学习 模型输出的钻速比值的精确度大于预设阈值 时， 得到训练好的所述机 器学习模型。 3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述地层性质参数包括： 层位、 岩性、 伽 马值、 声波时差、 弹性模量、 泊松比、 粘聚力、 内摩擦角和抗压强度； 所述钻井参数包括： 大钩 负荷、 钻压、 转速、 排量和泵压； 所述流体参数包括： 钻井液密度、 第一静切力、 第二静切力、 滤失量、 总固相量、 漏斗粘度、 比水功 率和射流冲击力； 所述钻头参数包括钻头型号、 钻头磨 损量和钻头直径。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 获取 所述理论机 械钻速， 包括： 获取所述目标井眼的钻进机械参数、 螺杆作用参数、 冲击器作用参数、 钻头作用参数、 水力作用参数和机 械比能； 基于所述钻进机械参数、 所述螺杆作用参数、 所述冲击器作用参数、 所述钻头作用参 数、 所述水力作用参数和所述机 械比能， 利用机 械比能模型确定所述理论机 械钻速。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述机 械比能模型包括： 其中， EMMF代表机械比能， 所述钻进机械参数包括WOB钻压、 门限钻压Wbs、 门限扭矩Tbs和 转盘转速N； 所述螺杆作用参数包括螺杆转速KN、 螺杆额定排量qPDM和螺杆压降ΔPPDM； 所述 冲击器作用参数包括冲击器速度TSF、 为冲击器质量mFT和冲击速度vFT； 所述钻头作用参数包 括： 钻头压降ΔPb和钻头截面积Ab； 所述水力作用参数包括： 钻井液排 量Q和水功率利用率 η。 6.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 获取 所述目标井眼的机 械比能包括： 获取所述目标井眼的抗压强度和破岩能量效率； 基于所述 抗压强度和所述破岩能量效率确定所述目标井眼的所述机 械比能。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 基于K近邻算法、 支持向量机、 神经网络算 法、 随机森林算法或极端梯度提升算法构建所述机器学习模型。 8.一种机 械钻速预测装置， 其特 征在于， 包括： 数据获取模块， 所述数据获取模块用于获取目标井眼的特征数据和 理论机械钻速， 所 述特征数据包括 地层性质参数、 钻井参数、 流体参数和钻头参数； 比值确定模块， 所述比值确定模块用于基于预先构建的机器学习 模型对所述特征数据 进行处理， 获取所述目标井眼的钻速比值；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114818451 A 2钻速预测模块， 所述钻速预测模块用于基于所述理论机械钻速和所述钻速比值得到所 述机械钻速的预测值。 9.一种存储介质， 其特征在于， 所述存储介质中存储有计算机程序， 所述计算机程序被 执行时能够实现如上权利要求1至7中任意 一项所述的机 械钻速预测方法。 10.一种设备， 其特征在于， 包括： 存储器和 处理器， 所述存储器中存储有计算机程序， 所述计算机程序被所述处理器执行时能够实现如上权利要求1至7中任意一项所述的机械 钻速预测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114818451 A 3