推靠式旋转导向系统钻具组合力学性能分析

针对基于动力学特性的旋转导向钻具安全性能研究较少。为此,综合考虑钻具结构、钻井参数、钻柱与井壁接触等参数,基于Lagrange方程建立了全井钻柱系统动力学模型,采用有限单元法对模型离散,并采用Newmark-β求解,根据旋转导向钻具结构和钻具属性,研究了扶正器安装位置、柔性节尺寸、钻压影响因素下的旋转导向钻具组合动力学特性和安全性能。研究结果显示:安装扶正器能显著降低旋转导向钻具组合的横向振动;柔性节的长度对旋转导向钻具组合的安全性能影响很大,合理的长度能显著降低横向振动,反之则会起到相反的效果;增加钻压会增加底部钻具组合的横向位移,工程上不建议在使用旋转导向工具时采用高钻压提高钻井速度。研究结论可为旋转导向工具研究和应用提供理论支撑。

苏里格气田长水平段水平井钻井关键技术——以S77-35-H5井为例

为了进一步降低钻井作业成本、提高单井产量、解决长水平段水平井使用“常规动力工具+水基钻井液”替代“旋转导向+油基钻井液”过程中出现的系列问题,采用鄂尔多斯盆地苏里格气田长水平段水平井配套技术实现了低成本开发。研究结果表明:(1)采用“双二维七段制”轨道,可以解决螺杆工具面摆放困难及钻具屈曲的问题;(2)应用数学建模+工程干预技术,能有效提高井筒清洁度;(3)采用井筒压力监测+漂浮下套管综合技术,可以实现顺利下套管;(4)近钻头GR地质导向技术能提高砂层钻遇率;(5)有机盐钻井液体系能有效预防井下坍塌及漏失。现场应用结果表明,起下钻摩阻下降11%,钻进扭矩下降17%,综合钻井速度提高28%,有效降低钻井成本。结论认为,该技术的成功研究为苏里格气田长水平段水平井低成本开发提供了借鉴,也为油气田提质增效开辟了新思路。

川东北元坝陆相地层水平井井眼轨迹控制方法研究

川东北元坝气田是西南地区重要的天然气生产基地,随着勘探开发的深入,其三叠系上统须家河组及以上陆相地层表现出良好的开发潜力。为增大储量控制面积,提高单井产量和降低布井密度,在该地区部署了一批开发评价水平井。但该区陆相地层因地层压力系统复杂,气层多且薄,岩石可钻性差以及砂、泥岩互层频繁等客观因素的存在,使得钻井施工和井眼轨迹控制困难,严重制约了该区天然气的勘探开发步伐。结合工区地质环境特征,对陆相地层钻井施工及井眼轨迹控制存在的问题和难点进行了深入分析,并阐述了井眼轨迹控制的影响因素,从剖面优化设计、钻具组合优选、造斜段和水平段控制等方面进行井眼轨迹控制方法研究。结合工区内的YL704H井的成功钻探,验证了井眼轨迹控制方法的适用性。通过以上研究和实践,最终给出了一套适合川东北元坝陆相地层的井眼轨迹控制方法,该方法能为研究工区水平井的钻探和研究提供依据,也可以为缩短钻井周期、节约钻井成本、减少井下事故,以及最终实现该区水平井安全、高效建井提供帮助。