PDC鉆頭在各油田大量推廣使用，PDC鉆頭的合理使用問題也非常突出。因此，本文開展地層可鉆性評價與PDC鉆頭合理使用方法研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本文以地層可鉆性評價為基礎(chǔ)，緊密圍繞PDC鉆頭合理使用問題進行了深入系統(tǒng)研究，取得了以下主要效果：研究了巖石的孔隙結(jié)構(gòu)分形特征、巖石顆粒粒度分形特征及其與巖石可鉆性之間的關(guān)系。結(jié)果標(biāo)明：巖石孔隙分形維數(shù)與巖石可鉆性之間的相關(guān)性較差，巖石顆粒粒度分形維數(shù)與巖石可鉆性關(guān)系密切，其可作為反映巖石破碎難易程度的特征量。巖石顆粒粒度分形維數(shù)與巖石抗壓強度、巖石硬度、巖石可鉆性級值、巖石內(nèi)摩擦角之間的定量關(guān)系模型。應(yīng)用支持向量機理論，提出了一種對鉆頭下部未鉆開地層的可鉆性進行預(yù)測的新方法—地層可鉆性時序支持向量機預(yù)測方法。與時序神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測方法相比，該方法具有預(yù)測精度高、推廣預(yù)測能力強等優(yōu)點。根據(jù)地震資料和測井資料的實質(zhì)一致性，相似構(gòu)造選擇的基礎(chǔ)上，建立了野貓井巖石可鉆性鉆前預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并進行了實例驗證。綜合考慮地層非均質(zhì)性、可鉆性和研磨性等多種巖石力學(xué)特性，應(yīng)用模糊優(yōu)選理論，建立了地層巖石力學(xué)性質(zhì)相似層位的模糊優(yōu)選模型。相似層位優(yōu)選的基礎(chǔ)上，建立了一種既考慮地層多種巖石力學(xué)性質(zhì)又考慮鉆頭使用情況的PDC鉆頭通用選型方法。該方法以PDC鉆頭使用資料數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，既可以對已鉆區(qū)塊進行鉆頭選型，也可以對新探區(qū)、新層位進行選型，具有普遍適用性。根據(jù)機件的線性累積損傷理論，建立了綜合考慮地層研磨性變化和鉆井操作參數(shù)變化的PDC鉆頭剩余新度預(yù)測模型。以錄井資料為基礎(chǔ)，根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理，建立了巖性實時識別、鉆頭磨損狀態(tài)實時判斷雙重神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。上述模型為PDC鉆頭合理使用壽命預(yù)測及合理確定起鉆時間提供了理論依據(jù)。應(yīng)用多目標(biāo)優(yōu)化理論，建立了PDC鉆頭鉆進參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化模型，并提出了應(yīng)用改進的基于實數(shù)編碼的遺傳算法求解該模型的方法。目前的每米鉆井利息最低模型只是本模型的一種特例。巖石可鉆性。