超短半径水平井造斜钻进特性研究

超短半径水平井技术是老井改造、油井增产和提高产能的重要方式,对实现油田老区块的二次开发具有积极意义。基于Drucker-Prager准则建立了三维砂岩模型,模拟柔性钻具侧钻造斜过程,研究不同曲率半径侧钻中表现出的受力规律,以明确柔性钻具在地层造斜钻进机理,厘清柔性钻具超短半径造斜机理。研究结果表明:超短半径水平井井眼曲率是柔性钻具所受侧向力、轴向力、滑动摩擦力、钻压传递及扭矩传递等因素共同作用的结果;柔性钻具所受侧向力与井眼曲率半径呈负相关,且井眼曲率半径越大,振动频率也就越明显,钻压消耗越大;轴向力与井眼曲率半径成正比,井眼曲率越小,摩擦和碰撞对扭矩损耗的影响越小;在超短半径水平井钻进中,应适当调整钻压、提高转速、增大排量和泵注压力,并提高井眼清洗效率,进而提高柔性钻具造斜效率及钻进速度。所得结果可为超短半径水平井钻井技术的现场应用及剩余油气和非常规油气开发提供理论支撑。