导航：X技术最新专利土层或岩石的钻进;采矿的设备制造及其应用技术

　　1.本技术涉及石油天然气钻井技术领域，特别涉及机械钻速确定、钻井参数优化方法、装置及电子设备。

　　2.机械钻速，是指单位时间内钻进的长度(也即单位进尺)。机械钻速受多种钻井因素的影响，例如，钻压、转速、地层条件等。钻井参数优化，是指在目标工区的客观条件下，研究各可控的钻井条件对于机械钻速的影响，并确定能够使得目标函数取得最值时的各可控参数的数值。在钻井参数优化的过程中，机械钻速的预测准确性非常重要。

　　3.现有的机械钻速预测方法，是以通过引进少量的钻井参数、基于现场大量统计数据并应用各种数学方法进行处理而建立的钻速方程为基础来进行钻速预测。也即，现有的机械钻速预测方法首先根据实际钻井资料确定各参数，建立机械钻速预测方程，输入当前钻井参数进行机械钻速预测。目前使用最为广泛的机械钻速预测方程是修正的young钻速方程：

　　式中，v为机械钻速；k为地层可钻性系数，与地层岩石的机械性质、钻头类型以及钻井液的性能等因素有关；c

　　为压差影响系数；ch为水力参数影响系数；w为钻压；w0为门限钻压；n为转速；b为转速指数；c2为牙齿磨损系数；h为牙齿磨损量。

　　根据实际钻井资料确定各参数步骤如下：首先根据五点法钻速实验确定门限钻压w0和转速指数b；根据新钻头的试钻资料确定地层可钻性系数k；然后根据该钻头的工组记录确定该钻头所钻岩层的岩石研磨性系数、牙齿研磨系数。

　　由此可见，现有的机械钻速方程只考虑了少量的工区钻井参数，然而，目标工区的环境较为复杂，有较多能够影响机械钻速的工区钻井参数并未被考虑。此外，模型参数相互牵连、相互耦合，一些参数离散性大(如岩石性质参数，深井或井眼轨迹复杂的井眼、水平井、大位移井中钻头的实际钻压)乃至很难确定。这些因素导致现有的机械钻速预测方法预测得到的机械钻速准确性较低。

　　本技术实施方式的目的是提供机械钻速确定、钻井参数优化方法、装置及电子设备，以解决现有机械钻速预测准确性较低的问题。

　　为解决上述技术问题，本说明书第一方面提供一种机械钻速确定方法，包括：获取目标工区内多个钻井参数的参数值；将所述多个钻井参数的参数值代入机械钻速方程，计算得到第一机械钻速；将所述多个钻井参数的参数值代入预先设置的预测模型，预测得到钻速误差；通过所述钻速误差对所述第一机械钻速进行修正，得到第二机械钻速，并将所述第二机械钻速作为目标机械钻速。

　　在一些实施例中，将所述多个钻井参数的取值代入预先设置的预测模型，预测得到钻速误差之前，还包括：获取目标工区的多个钻井参数的多组样本参数值，其中每组样本参数值包括一个机械钻速样本值及其对应的各钻井参数的样本值；对于每组样本参数值，执行如下操作，以对所述预测模型进行训练：将当前组样本参数值中各钻井参数的样本值代入所述机械钻速方程，计算得到第一机械钻速；计算所述机械钻速样本值与所述第一机械钻速之间的差值作为钻速误差；以所述钻速误差作为所述预测模型的输出，以当前组样本参数值中各钻井参数的样本值作为所述预测模型的输入，对所述预测模型进行训练。

　　在一些实施例中，所述机械钻速方程为：其中，rop表示机械钻速；系数a1表示地层强度对机械钻速的影响；系数a2表示地层压实对机械钻速的影响，d表示钻井深度；系数a3表示地层欠压实对机械钻速的影响，tvd表示垂深，g

　　表示地层压力，ecd表示循环钻井液的密度；系数a4表示井底压差对机械钻速的影响；系数a5表示钻压对机械钻速的影响，w表示钻压，db表示钻头直径，t为下标，表示破坏岩石所需的最小钻压与钻头直径的比值；系数a6表示转速对机械钻速的影响，n表示转速；系数a7表示钻头磨损对机械钻速的影响，h表示钻头磨损量；系数a8表示钻头水力学对机械钻速的影响，ρ表示钻井液的密度，q表示所注入的钻井液的流量，μ表示钻井液表观粘度，dn表示钻头喷嘴直径。

　　本说明书第二方面提供一种钻井参数优化方法，包括：获取目标工区的多个可控参数及其取值范围；根据各可控参数的取值范围生成多组参数值，并分别计算各组参数值对应的第二机械钻速；其中，每组参数值中包括所述多个可控参数的参数值，一组参数值对应的第二机械钻速按照以下方法得到：将所述一组参数值中各可控参数的参数值代入机械钻速方程，计算得到第一机械钻速；将所述一组参数值中各可控参数的参数值代入预先设置的预测模型，预测得到钻速误差；通过所述钻速误差对所述第一机械钻速进行修正，得到第二机械钻速；将第二机械钻速取值最大时对应的一组参数值中各可控参数的参数值作为最优钻井参数值。

　　在一些实施例中，获取目标工区的多个可控参数以及每个可控参数的取值范围，包括：获取目标工区的多个水力参数以及每个水力参数的取值范围，其中，所述水力参数包括以下至少一者：钻井液密度、钻井液表观粘度、钻头喷嘴直径、所注入的钻井液的流量。

　　在一些实施例中，根据各可控参数的取值范围生成多组参数值，并分别计算各组参数值对应的第二机械钻速；将第二机械钻速取值最大时对应的一组参数值中各可控参数的参数值作为最优钻井参数值，包括：设置预定数量个变量；根据各可控参数的取值范围生成所述预定数量组参数值，其中，每组参数值包括所述多个可控参数的参数值；为每个变量分配一组参数值，并计算每个变量被分配的一组参数值对应的第二机械钻速；将第二机械钻速取值最大时对应的变量作为最优变量；循环执行下列步骤，直至达到预定的循环终止条件后，将最优变量对应的一组参数值中各可控参数的参数值作为最优钻井参数：根据当前最优变量和预先确定的各可控参数的调整幅度，对每个变量按照下列方法进行调整：对变量进行多次调整得到多组参数值，其中每次调整均基于所述变量当前对应的一组参数值，调整所述变量当前对应的一组参数值中至少一个可控参数的参数值；计算调整得到的每组参数值对应的第二机械钻速，将第二机械钻速取值最大时对应的一组参数值作为调整后的所述变量对应的一组参数值；计算每个调整后的变量对应的一组参数值所对应的第二机械钻速；将第二机械钻速取值最大时所对应的调整后的变量作为最优变量。

　　本说明书第三方面提供一种机械钻速确定装置，包括：第一获取单元，用于获取目标工区内多个钻井参数的参数值；第一计算单元，用于将所述多个钻井参数的参数值代入机械钻速方程，计算得到第一机械钻速；预测单元，用于将所述多个钻井参数的参数值代入预先设置的预测模型，预测得到钻速误差；修正单元，用于通过所述钻速误差对所述第一机械钻速进行修正，得到第二机械钻速，并将所述第二机械钻速作为目标机械钻速。

　　在一些实施例中，将所述多个钻井参数的取值代入预先设置的预测模型，预测得到钻速误差之前，还包括：第二获取单元，用于获取目标工区的多个钻井参数的多组样本参数值，其中每组样本参数值包括一个机械钻速样本值及其对应的各钻井参数的样本值；训练单元，用于对于每组样本参数值，执行如下操作，以对所述预测模型进行训练：将当前组样本参数值中各钻井参数的样本值代入所述机械钻速方程，计算得到第一机械钻速；计算所述机械钻速样本值与所述第一机械钻速之间的差值作为钻速误差；以所述钻速误差作为所述预测模型的输出，以当前组样本参数值中各钻井参数的样本值作为所述预测模型的输入，对所述预测模型进行训练。

　　在一些实施例中，所述机械钻速方程为：其中，rop表示机械钻速；系数a1表示地层强度对机械钻速的影响；系数a2表示地层压实对机械钻速的影响，d表示钻井深度；系数a3表示地层欠压实对机械钻速的影响，tvd表示垂深，g

　　表示地层压力，ecd表示循环钻井液的密度；系数a4表示井底压差对机械钻速的影响；系数a5表示钻压对机械钻

　　速的影响，w表示钻压，db表示钻头直径，t为下标，表示破坏岩石所需的最小钻压与钻头直径的比值；系数a6表示转速对机械钻速的影响，n表示转速；系数a7表示钻头磨损对机械钻速的影响，h表示钻头磨损量；系数a8表示钻头水力学对机械钻速的影响，ρ表示钻井液的密度，q表示所注入的钻井液的流量，μ表示钻井液表观粘度，dn表示钻头喷嘴直径。

　　本说明书第四方面提供一种钻井参数优化装置，包括：第三获取单元，用于获取目标工区的多个可控参数及其取值范围；生成单元，用于根据各可控参数的取值范围生成多组参数值，并分别计算各组参数值对应的第二机械钻速；其中，每组参数值中包括所述多个可控参数的参数值，一组参数值对应的第二机械钻速按照以下方法得到：将所述一组参数值中各可控参数的参数值代入机械钻速方程，计算得到第一机械钻速；将所述一组参数值中各可控参数的参数值代入预先设置的预测模型，预测得到钻速误差；通过米博体育官网所述钻速误差对所述第一机械钻速进行修正，得到第二机械钻速；确定单元，用于将第二机械钻速取值最大时对应的一组参数值中各可控参数的参数值作为最优钻井参数值。

　　在一些实施例中，第三获取单元包括：获取子单元，用于获取目标工区的多个水力参数以及每个水力参数的取值范围，其中，所述水力参数包括以下至少一者：钻井液密度、钻井液表观粘度、钻头喷嘴直径、所注入的钻井液的流量。

　　在一些实施例中，所述生成单元和所述确定单元包括：设置子单元，用于设置预定数量个变量；生成子单元，用于根据各可控参数的取值范围生成所述预定数量组参数值，其中，每组参数值包括所述多个可控参数的参数值；计算子单元，用于为每个变量分配一组参数值，并计算每个变量被分配的一组参数值对应的第二机械钻速；确定子单元，用于将第二机械钻速取值最大时对应的变量作为最优变量；调整子单元，用于根据当前最优变量和预先确定的各可控参数的调整幅度，对每个变量按照下列方法进行调整：对变量进行多次调整得到多组参数值，其中每次调整均基于所述变量当前对应的一组参数值，调整所述变量当前对应的一组参数值中至少一个可控参数的参数值；计算调整得到的每组参数值对应的第二机械钻速，将第二机械钻速取值最大时对应的一组参数值作为调整后的所述变量对应的一组参数值；所述计算子单元，还用于计算每个调整后的变量对应的一组参数值所对应的第二机械钻速；所述确定子单元，还用于将第二机械钻速取值最大时所对应的调整后的变量作为最优变量；所述调整子单元、所述计算子单元、所述确定子单元循环执行，直至达到预定的循环终止条件后，所述确定子单元将最优变量对应的一组参数值中各可控参数的参数值作为最优钻井参数。

　　本说明书第五方面提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述处理器和所述存储器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而实现第一方面或第二方面任一项所述方法的步骤。

　　本说明书第六方面提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被执行时实现第一方面或第二方面任一项所述方法的步

　　上述机械钻速确定方法中，由于预测模型是采用大量的训练样本训练得到的，因此，预测模型表征了大量的数据所体现出来的、多个钻井参数取值与机械钻速取值之间的规律，这些规律是这些钻井参数协同作用的结果，能够弥补机械钻速方程中未提及的钻井参数对于机械钻速的影响，对于机械钻速方程提及的钻井参数，也可以弥补机械钻速方程的计算结果与实际机械钻速之间的误差值。而钻速误差是通过预测模型得到的，而预测模型是通过大量的数据规律得到的，因此钻速误差具备一定的准确性。

　　上述机械钻速方法中，第一机械钻速是将目标工区的多个钻井参数代入机械钻速方程得到的，而机械钻速方程是通过各个钻井参数对于机械钻速的影响机理得到的，因此通过第一机械钻速接近真实的机械钻速。上述机械钻速方法通过具备一定准确性的钻速误差对第一机械钻速进行修正得到第二机械钻速，并将机械钻速作为目标机械钻速，由于第一机械钻速较为接近真实的机械钻速，而钻速误差具备一定的预测准确性，因此，修正后的第二机械钻速进一步缩小了与真实机械钻速之间的差距，预测结果更为准确。

　　另一方面，由于通过机械钻速方程得到的第一机械钻速已经接近真实的机械钻速，因此，钻速误差的数量级通常远远小于第一机械钻速的数量级，这也使得钻速误差的精度更高，从而第二机械钻速的精度也更高。

　　上述钻井参数优化方法，基于上述机械钻速确定方法对钻井参数进行优化，由于上述机械钻速确定方法的准确性较高，因此，上述钻井参数优化方法的准确性也较高。

　　上述钻井参数优化方法，综合考虑了各种可控参数对于机械钻速的影响，能够针对不同井段、不同钻具组合优化钻井参数，从而提高机械钻速，可指导钻具组合优选和钻井参数优化分析等，便于应用至目标工区。

　　为了更清楚地说明本技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

　　图3示出了该方法应用于目标工区所预测得到的机械钻速与机械钻速测量值、机械钻速方程计算得到的理论模型预测值之间的对比关系；

　　图5示出了本说明书提供的确定第二机械钻速的最大值及其对应的参数值的方法流程图；

　　为了使本技术领域的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本技术保护的范围。

　　为解决现有机械钻速预测方法准确性不高的问题，本说明书提供一种机械钻速确定方法，如图1所示，包括如下步骤：

　　目标工区的钻井参数，既包括机械钻速的可控参数，也包括机械钻速的不可控参数。

　　机械钻速的可控参数是指，在目标工区可以控制其取值大小、并且取值的改变会影响机械钻速取值的参数。例如，可控参数可以为钻井过程中钻头所施加的压力(简称钻压)、钻井过程中钻头的转速(简称转速)、钻井过程中所注入的钻井液的流量等。可控参数还可以为钻井液密度、钻头喷嘴直径、所注入的钻井液的流量等水力学参数。发明人还提出将钻井液表观粘度也作为一种可控参数。

　　机械钻速的不可控参数是指，钻井过程中不可以控制其取值大小的参数。例如，不可控参数可以为岩石抗压强度、地层压力梯度等没有能力改变的参数，也可以为井斜角、井深、垂深等预先设计好不可随意改变的钻井限制参数。

　　在一些实施例中，可以由目标工区的专家根据经验确定能够影响机械钻速的钻井参数的类型。

　　在一些实施例中，可以将目标工区能够采集到或分析得到的所有钻井参数的类型均予以考虑，通过筛选方法从这些类型的钻井参数中筛选出能够影响机械钻速的钻井参数。这种方式能够筛选出专家通过经验无法察觉出的、能够影响机械钻速的钻井参数类型。具体地，可以获取一些机械钻速的取值，以及每个机械钻速取值所对应的所有钻井参数的取值，对数据进行预处理，删除空值和异常值，对各个参数类型进行语义编码，利用利用主成分分析法对钻井参数进行特征选择，得到能够影响机械钻速的钻井参数类型。例如，通过上述方法可以从钻压、转速、排量、扭矩、井深、垂深、井段类型、地层类型、导向钻具类型、钻头型号、钻井时间、机械钻速等参数类型中，筛选出了钻压、转速、排量、扭矩、垂深、井段类型、导向钻具类型、钻井时间等钻井参数。将筛选出的这些参数作为步骤s110所要获取的钻井参数。

　　s120：将多个钻井参数的参数值代入机械钻速方程，计算得到第一机械钻速。

　　机械钻速方程可以为任意一种机械钻速方程，既可以是现有技术中已经存在的，也可以是在现有机械钻速方程的基础上改进得到的，也可以是新提出的一种机械钻速方程。机械钻速方程以公式的形式给出多个钻井参数与机械钻速之间的数量关系，表征了各个钻井参数对于机械钻速的影响机理。

　　式中，v为机械钻速；k为地层可钻性系数，与地层岩石的机械性质、钻头类型以及钻井液的性能等因素有关；c

　　为压差影响系数；ch为水力参数影响系数；w为钻压；w0为门限钻压；n为转速；b为转速指数；c2为牙齿磨损系数；h为牙齿磨损量。

　　再例如，在一些实施例中，机械钻速方程可以为：其中，rop表示机械钻速；系数a1表示地层强度对机械钻速的影响；系数a2表示地层压实对机械钻速的影响，d表示钻井深度；系数a3表示地层欠压实对机械钻速的影响，tvd表示垂深，g

　　表示地层压力，ecd表示循环钻井液的密度；系数a4表示井底压差对机械钻速的影响；系数a5表示钻压对机械钻速的影响，w表示钻压，db表示钻头直径，t为下标，表示破坏岩石所需的最小钻压与钻头直径的比值；系数a6表示转速对机械钻速的影响，n表示转速；系数a7表示钻头磨损对机械钻速的影响，h表示钻头磨损量；系数a8表示钻头水力学对机械钻速的影响，ρ表示钻井液的密度，q表示所注入的钻井液的流量，μ表示钻井液表观粘度，dn表示钻头喷嘴直径。

　　s130：将多个钻井参数的参数值代入预先设置的预测模型，预测得到钻速误差。

　　预先设置的预测模型，可以为神经网络模型、支持向量机、随机森林树等形式，或者也可以为其他形式的网络模型。

　　在步骤s130之前，还可以包括根据训练样本训练该预测模型的方法。例如，如图2所示，训练方法包括如下步骤：

　　s210：获取目标工区的多个钻井参数的多组样本参数值，其中每组样本参数值包括一个机械钻速样本值及其对应的各钻井参数的样本值。

　　s220：对于每一组样本参数值，执行如下操作，以对所述预测模型进行训练：将当前组样本参数值中各钻井参数的样本值代入机械钻速方程，计算得到第一机械钻速；计算机械钻速样本值与第一机械钻速之间的差值作为钻速误差；以钻速误差作为预测模型的输出，以当前组样本参数值中各钻井参数的样本值作为预测模型的输入，对预测模型进行训练。

　　在一些实施例中，可以将预先训练好的预测模型存储起来，每次需要预测钻速误差时，便从存储装置中获取该预测模型。

　　s140：通过钻速误差对第一机械钻速进行修正，得到第二机械钻速，并将第二机械钻速作为目标机械钻速。

　　上述机械钻速确定方法中，由于预测模型是采用大量的训练样本训练得到的，因此，预测模型表征了大量的数据所体现出来的、多个钻井参数取值与机械钻速取值之间的规律，这些规律是这些钻井参数协同作用的结果，能够弥补机械钻速方程中未提及的钻井参数对于机械钻速的影响，对于机械钻速方程提及的钻井参数，也可以弥补机械钻速方程的计算结果与实际机械钻速之间的误差值。而钻速误差是通过预测模型得到的，而预测模型是通过大量的数据规律得到的，因此钻速误差具备一定的准确性。

　　上述机械钻速方法中，第一机械钻速是将目标工区的多个钻井参数代入机械钻速方程得到的，而机械钻速方程是通过各个钻井参数对于机械钻速的影响机理得到的，因此通过第一机械钻速接近真实的机械钻速。上述机械钻速方法通过具备一定准确性的钻速误差对第一机械钻速进行修正得到第二机械钻速，并将机械钻速作为目标机械钻速，由于第一机械钻速较为接近真实的机械钻速，而钻速误差具备一定的预测准确性，因此，修正后的第二机械钻速进一步缩小了与真实机械钻速之间的差距，预测结果更为准确。

　　另一方面，由于通过机械钻速方程得到的第一机械钻速已经接近真实的机械钻速，因此，钻速误差的数量级通常远远小于第一机械钻速的数量级，这也使得钻速误差的精度更高，从而第二机械钻速的精度也更高。

　　通过上述分析可知，本说明书在机械钻速方程的基础上，提供了进一步提高机械钻速确定准确性的方法，即一种数据-机理融合的机械钻速确定方法，其中数据是指误差预测方法，机理是指第一机械钻速确定方法。

　　图3示出了该方法应用于目标工区所预测得到的机械钻速与机械钻速测量值、机械钻速方程计算得到的理论模型预测值之间的对比关系。从图3中可以看出，该机械钻速预测方法能够大幅度提高机械钻速的预测精度，根据实际数据计算得到，在目标工区应用的预测精度高于95％。

　　基于上述机械钻速方法，可以进一步给出钻井参数优化方法。例如，可以以单位进尺成本的最小值为目标进行钻井参数优化，或者以机械钻速的最大值为目标进行钻井参数优化。

　　本说明书以机械钻速的最大值为目标，提供了一种钻井参数优化方法，如图4所示，该方法包括如下步骤：

　　目标工区的钻井参数，既包括机械钻速的可控参数，也包括机械钻速的不可控参数。

　　机械钻速的可控参数是指，在目标工区可以控制其取值大小(即参数取值大小可以被控制)、并且取值的改变会影响机械钻速取值的参数。例如，可控参数可以为钻井过程中钻头所施加的压力(简称钻压)、钻井过程中钻头的转速(简称转速)、钻井过程中所注入的钻井液的流量等。可控参数还可以为钻井液密度、钻头喷嘴直径、所注入的钻井液的流量等水力学参数。发明人还提出将钻井液表观粘度也作为一种可控参数。

　　机械钻速的不可控参数是指，钻井过程中不可以控制其取值大小的参数。例如，不可控参数可以为岩石抗压强度、地层压力梯度等没有能力改变的参数，也可以为井斜角、井

　　s420：根据各可控参数的取值范围生成多组参数值，并分别计算各组参数值对应的第二机械钻速；其中，每组参数值中包括多个可控参数的参数值，一组参数值对应的第二机械钻速按照以下方法得到：将一组参数值中各可控参数的参数值代入机械钻速方程，计算得到第一机械钻速；将一组参数值中各可控参数的参数值代入预先设置的预测模型，预测得到钻速误差；通过钻速误差对第一机械钻速进行修正，得到第二机械钻速。

　　不同组的参数值之间的区别，可以是一个可控参数的取值不同，也可以是多个可控参数的取值不同。

　　上述一组参数值对应的第二机械钻速的计算方法，可以参阅图1所示的机械钻速确定方法。虽然图4所示的钻井参数优化方法目的在于仅对可控参数进行优化，在第二机械钻速的计算过程中，除了需要获取可控参数的参数值之外，还需要获取目标工区的不可控参数的参数值。

　　s430：将第二机械钻速取值最大时对应的一组参数值中各可控参数的参数值作为最优钻井参数值。

　　在一些实施例中，上述步骤s420和s430，可以是先确定多组参数值，对于每组参数值计算得到对应的第二机械钻速，再比较这些第二机械钻速得到最大值，从而确定第二机械钻速的最大值及其对应的参数值。

　　在一些实施例中，上述步骤s420和s430，也可以采用如图5所示的方法确定第二机械钻速的最大值及其对应的参数值。

　　s520：根据各可控参数的取值范围生成预订数量组参数值，其中，每组参数值包括多个可控参数的参数值。

　　s530：为每个变量分配一组参数值，并计算每个变量被分配的一组参数值对应的第二机械钻速。

　　s550：判断是否达到预定的循环终止条件。若是，则执行s560；若否，则执行步骤s570至s590。

　　s560：将最优变量对应的一组参数值中各可控参数的参数值作为最优钻井参数。

　　s570：根据当前最优变量和预先确定的各可控参数的调整幅度，对每个变量按照下列方法进行调整：对变量进行多次调整得到多组参数值，其中每次调整均基于该变量当前对应的一组参数值，调整该变量当前对应的一组参数值中至少一个可控参数的参数值；计算调整得到的每组参数值对应的第二机械钻速，将第二机械钻速取值最大时对应的一组参数值作为调整后的该变量对应的一组参数值。

　　具体地，变量可以按照以下公式进行调整得到下一循环时所用的调整后的粒子：

　　式中：ω为惯性权重；r1、r2为加速常数；rand()为区间[0,1]上均匀分布的随机数；p

　　为上一循环调整后的目标变量(即修改后的多组参数值中对应的第二机械钻速最大的一组参数值)，g

　　s590：将第二机械钻速取值最大时所对应的调整后的变量作为最优变量，并跳转至s550。

　　上述第二机械钻速的最大值确定方法，融入了粒子群寻优算法的思想，能够在变量较多的情况下，快速地找到第二机械钻速的最大值，提高钻井参数优化的响应速度。

　　上述钻井参数优化方法，基于上述机械钻速确定方法对钻井参数进行优化，由于上述机械钻速确定方法的准确性较高，因此，上述钻井参数优化方法的准确性也较高。

　　上述钻井参数优化方法，综合考虑了各种可控参数对于机械钻速的影响，能够针对不同井段、不同钻具组合优化钻井参数，从而提高机械钻速，可指导钻具组合优选和钻井参数优化分析等，便于应用至目标工区。

　　以目标工区的a井为例，通过输入不同的地层性质，选用的钻头类型及钻井液性质等参数，根据上述钻井参数优化方法实现对钻压、转速的自动选优，并根据结果做出钻压-转速图版，图6中右上方的点为最优机械钻速，表明在推荐参数钻压130kn、转速130rpm下，可实现最高的机械钻速，如图6所示。

　　本说明书提供一种机械钻速确米博体育定装置，可以用于实现图1所示的机器钻速确定方法。如图7所示，包括第一获取单元710、第一计算单元720、预测单元730和修正单元740。

　　第一计算单元720用于将多个钻井参数的参数值代入机械钻速方程，计算得到第一机械钻速。

　　预测单元730用于将多个钻井参数的参数值代入预先设置的预测模型，预测得到钻速误差。

　　修正单元740用于通过钻速误差对第一机械钻速进行修正，得到第二机械钻速，并将第二机械钻速作为目标机械钻速。

　　在一些实施例中，该机械钻速确定装置还包括第二获取单元750和训练单元760。

　　第二获取单元750用于获取目标工区的多个钻井参数的多组样本参数值，其中每组样本参数值包括一个机械钻速样本值及其对应的各钻井参数的样本值。

　　训练单元760用于对于每组样本参数值，执行如下操作，以对预测模型进行训练：将当前组样本参数值中各钻井参数的样本值代入机械钻速方程，计算得到第一机械钻速；计算机械钻速样本值与第一机械钻速之间的差值作为钻速误差；以钻速误差作为预测模型的输出，以当前组样本参数值中各钻井参数的样本值作为预测模型的输入，对预测模型进行训练。

　　系数a2表示地层压实对机械钻速的影响，d表示钻井深度；系数a3表示地层欠压实对机械钻速的影响，tvd表示垂深，g

　　表示地层压力，ecd表示循环钻井液的密度；系数a4表示井底压差对机械钻速的影响；系数a5表示钻压对机械钻速的影响，w表示钻压，db表示钻头直径，t表示为下标，表示破坏岩石所需的最小钻压与钻头直径的比值；系数a6表示转速对机械钻速的影响，n表示转速；系数a7表示钻头磨损对机械钻速的影响，h表示钻头磨损量；系数a8表示钻头水力学对机械钻速的影响，ρ表示钻井液的密度，q表示所注入的钻井液的流量，μ表示钻井液表观粘度，dn表示钻头喷嘴直径。

　　上述机械钻速确定装置具体细节可以参阅图1对应实施例中的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

　　本说明书还提供一种钻井参数优化装置，可以用于实现图4所示的钻井参数优化方法。如图8所示，该装置包括第三获取单元810、生成单元820和确定单元830。

　　生成单元820用于根据各可控参数的取值范围生成多组参数值，并分别计算各组参数值对应的第二机械钻速；其中，每组参数值中包括多个可控参数的参数值，一组参数值对应的第二机械钻速按照以下方法得到：将一组参数值中各可控参数的参数值代入机械钻速方程，计算得到第一机械钻速；将一组参数值中各可控参数的参数值代入预先设置的预测模型，预测得到钻速误差；通过钻速误差对第一机械钻速进行修正，得到第二机械钻速。

　　确定单元830用于将第二机械钻速取值最大时对应的一组参数值中各可控参数的参数值作为最优钻井参数值。

　　在一些实施例中，第三获取单元810包括获取子单元811，用于获取目标工区的多个水力参数以及每个水力参数的取值范围，其中，水力参数包括以下至少一者：钻井液密度、钻井液表观粘度、钻头喷嘴直径、所注入的钻井液的流量。

　　在一些实施例中，生成单元820和确定单元830包括设置子单元8231、生成子单元8232、计算子单元8233、确定子单元8234和调整子单元8235。

　　生成子单元8232用于根据各可控参数的取值范围生成预定数量组参数值，其中，每组参数值包括多个可控参数的参数值。

　　计算子单元8233用于为每个变量分配一组参数值，并计算每个变量被分配的一组

　　确定子单元8234用于将第二机械钻速取值最大时对应的变量作为最优变量。

　　调整子单元8235用于根据当前最优变量和预先确定的各可控参数的调整幅度，对每个变量按照下列方法进行调整：对变量进行多次调整得到多组参数值，其中每次调整均基于变量当前对应的一组参数值，调整变量当前对应的一组参数值中至少一个可控参数的参数值；计算调整得到的每组参数值对应的第二机械钻速，将第二机械钻速取值最大时对应的一组参数值作为调整后的变量对应的一组参数值。

　　计算子单元8233还用于计算每个调整后的变量对应的一组参数值所对应的第二机械钻速。

　　确定子单元8234还用于将第二机械钻速取值最大时所对应的调整后的变量作为最优变量。

　　调整子单元8235、计算子单元8233、确定子单元8234循环执行，直至达到预定的循环终止条件后，确定子单元8234将最优变量对应的一组参数值中各可控参数的参数值作为最优钻井参数。

　　上述机械钻速确定装置具体细节可以参阅图4对应实施例中的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

　　本发明实施例还提供了一种电子设备，如图9所示，该电子设备可以包括处理器901和存储器902，其中处理器901和存储器902可以通过总线中以通过总线可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

　　存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的机械钻速确定方法或钻井参数优化方法对应的程序指令/模块(例如，图7所示的第一获取单元710、第一计算单元720、预测单元730和修正单元740，或者图8中所示的第三获取单元810、生成单元820和确定单元830)。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据分类，即实现上述方法实施例中的机械钻速确定方法或钻井参数优化方法。

　　存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

　　所述一个或者多个模块存储在所述存储器902中，当被所述处理器901执行时，执行如图1或图4所示实施例中的机械钻速确定方法或钻井参数优化方法。

　　上述电子设备具体细节可以参阅图1或图4对应实施例中的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

　　显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本技术的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本技术不限制于任何特定的硬件和软件结合。

　　以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。