钻头破岩效率的高低直接决定了钻井周期和钻井成本,钻头破岩效率也是进行机械钻速预测、钻井参数优化、钻头磨损预测和钻头选型的重要依据。因此进行钻头破岩效率实时评价有助于实现机械钻速实时预测、钻井参数实时优化、实时预测钻头磨损量和实时优选钻头的目标。通过前人的研究钻头破岩效率实时评价及优化目前主要存在以下问题:（1）传统预测钻头磨损量的方法无法实现随钻实时准确预测,且具有较强的区域性;（2）传统实时优化钻井的目标是机械钻速,但不能实现对泵排量的优化且与机械钻速相比机械比能考虑的因素更加全面更适合作为实时优化钻井的目标;（3）传统实时优选钻头的方法是根据岩石可钻性进行优选,在拥有大量实钻数据的井区,基于实钻数据优选钻头拥有更高的准确率。针对传统的钻井参数实时优化方法和钻头实时优选方法存在的不足,本文展开了以下研究:（1）通过对机械比能理论研究选择将机械比能作为钻头破岩效率实时评价的工具,使用JL26数据对JL26井3675m-3880m井段和JL井区3 口水平井水平段进行了钻头破岩效率评价,并根据机械比能评价结果优选出JL井区水平段最适合的钻头类型。再根据机械比能理论建立了累积机械比能预测钻头磨损模型,先对累积机械比能预测钻头是否完全磨损进行了验证,验证结果表明:累积机械比能模型能够准确预测牙轮钻头和PDC钻头是否完全磨损。再使用钻头使用数据对同一型号的牙轮钻头和PDC钻头分别进行累积机械比能和钻头磨损量模型拟合,最后分别对拟合建立的累积机械比能和钻头磨损量模型进行验证,验证结果表明:牙轮钻头的拟合模型准确率为85.12%,PCD钻头的拟合模型准确率为83.56%,能实现实时地准确预测钻头磨损量,达到了现场使用要求。（2）通过对影响机械钻速的因素研究,建立了包括钻压、转速、泵排量、地层系数和牙齿磨损量的钻速方程,并通过已钻数据采用待定系数法确定了 JL井区建立的钻速方程的相关参数,根据建立的钻速方程对JL02井4224m-4404m井段进行了钻速预测,预测结果准确率为86.3%,结果表明:建立的钻速方程能够实时准确地进行钻速预测。将建立的钻速方程带入水力机械比能模型中,将建立的水力机械比能模型分别对钻压、转速和泵排量求导,求解出最优钻压、转速和泵排量。（3）通过对支持向量机算法理论的研究,结合JL井区测井和录井资料以及钻头使用效果,建立了测井、录井和钻头使用效果数据库,进行支持向量机训练,采用交叉验证法确定模型参数,最后对JL04井4400m-4470m井段钻头进行了优选,结果表明:更换推荐的钻头后机械比能降低明显,支持向量机法能够实时优选出合适的钻头,为现场钻进提供可靠的钻头选型依据。编写了“钻头破岩效率实时评价及钻头优选”系统,使用JL24现场综合测井、录井数据对软件进行了测试和实例验证,分析结果与现场实际相吻合,说明本文的研究钻头破岩效率实时评价及优化、钻头磨损实时预测和钻头实时优选具有现场指导作用。