玉果区块钟摆钻具组合降斜性能分析及优化

式 中： Ｆ 厂
钻头侧 向力 ， ｋ Ｎ （ 这里规定Ｆ ｚ ＞ Ｏ 时为增斜
大， 降斜力迅速增加 。 ② 随着稳定器上移 ， 钻头侧 向力逐渐增大 ， 当稳定 器移至 Ｌ ＝ １ ５ ｍ时 ， 降斜 力达到最大值 ， 此时第一跨梁 将 于井 壁 产 生 新 的接触 点 。稳 定 器 继 续 上移 ， 则 因出
井 眼直 径 ， ｍｍ；
—
—
对于钻具组合的使用效果 的评价通常用钻头侧向 力 指标来进行 。求取钻头侧 向力 的方法较多 ， 主要有 能量法 、 有限元法 、 差分法和纵横弯曲梁法等 。由于纵 横弯 曲梁法具有求解精度高 、 运算速度快 、 便于在现场 推 广和普及等优点 ， 因此本文采取纵横弯 曲梁法求解
钻 头侧 向力 Ⅲ 。
力， ＜ ０ 时为降斜力） ； ｖ ——第一个稳定器中心点的纵坐标 ； 第 一跨钻 柱 在钻井 液 中 的线 重量 ， Ｎ／ ｃ ｍ；
— —
Ｍ — —第 一个 稳定 器处 的 内弯矩 ， Ｎ・ ｃ ｍ；
Ｌ ——第一跨钻柱的长度 ， ｍ；
ｅ ｌ — —第 一稳 定 器与井 眼 的间 隙 ， ｍｍ；
￥收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ９ — ０ ２ 修回 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ９ —１ １
第一作 者简介 ： 朱亮（ １ ９ ８ ０ 一 ） ， 男（ 汉族 ） ， 湖北荆 州人 ， 讲师 ， 现从事石油工程的教学与研究工作 。
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西部 探矿 工程
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如下 特点 ：
根据纵横弯曲理论 ， 不论有多少个稳定器 ， 都可根 据静力平衡条件 ， 对第一个稳定器取力矩来确定钻头
侧 向力 。
（ １ ） 地 层倾 角 大 ， 二 开 以后 特 别是 ２ １ ６ ｍｍ（ 本 区块 二开 多 采用 ２ ４ １ ｍｍ和 ２ １ ６ ａｍ 的钻头 ） ｒ 的井 眼钻 进过 程 中 由于 井 眼 直 径 小 ， 井斜 不 易控 制 ， 其 中 一 口井 在 ， 性 能分 析 ， 钟 摆 钻具 ， 双扶 正 器 中 图分类 号 ： Ｔ Ｅ ２ ４ ２ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ３ ７ － ０ ３
１ 概 述
地层 。
— —
现新接触点 ， 降斜力逐渐减小 。 通 过 以上 分 析 ， 单 稳 定器 钟 摆 钻 具 应 选 用 较 小 直
径 的扶正 器 ， 钻 铤 长度应 选 ２ 根。 ４ ． ２ “ 双稳 ” 钟摆 钻具 降斜 性能 影 响因素 分析 “ 双稳” 钟 摆钻 具是 指具 有 ２ 个 扶正 器 的钟 摆钻 具 ，
的效 果 以及 井 眼轨 迹 质 量的好 坏 。在 分析 玉果 区块地 质构 造特 点和 钻 井 工程 难 点 的基 础 上 ， 通 过 所
建立的钻具 效果评价模型 ， 对玉果 区块所使 用的钟摆钻具组合的性能进行 了分析 ， 并以此为基础进 行 了优化设计 ， 推荐 了适合玉果区块特点的钻具组合 。经过现场验证表明 ， 所推荐的钻具组合使 用
越来越大 ， 如何控制 、 降低复杂地层的钻井复杂情况和 事故 的发生 ， 提高钻井时效和井眼轨迹控制质量 ， 是钻
井 工 程 中 的一个 重要 问题 。 玉 果 区块 是位 于我 国西 部 台北 凹陷 的一 个 山前 构 造带 ， 受 多起 构造 运 动作 用 影 响 ， 发育 冲 断背 斜 背景 下 的 断块 、 断褶 ， 断层 发 育 ， 从 目前解 释 及 钻井 情 况 分 析
一
＿ （ ＋
Ｋ Ｌ
＋ 普 ］
㈩
（ ３ ）
１ ５ ５ ０ ． ０ ０ ｍ井深处井斜达到 ７ ． ２ ９ 。 ， 分析发现易斜井段集 中在 中上部 Ｎ 和 Ｎ 棚鱼 层 以及 ２ ８ ０ ０ ｍ以下的 Ｊ ２ ｑ － Ｊ ￣ ｓ
１＝
Ｔ
一
去 （ Ｄ ｏ — Ｄ ｓ １ ）
眼轨迹控制难度高 ， 钻井参数不合理等问题 ， 导致机械 钻速慢 、 井斜大 、 复 杂时 效 高 、 钻井 周期 长 ， 严 重 制约 了
对 玉 果 区块 的高 效钻 探开 发 。 ２ 玉果 地 区钻 井工 程难 点分 析 从 已钻 井 的 资料 分 析来 看 ， 玉 果 块 钻 井 施 工 具 有
因此对 玉果地 区进行 防斜 、 降斜技术研究是十分 迫切和有必要的 ， 对提高该地区井身质量 、 提升钻井效
率 具 有重要 意义 。 ３ 钻 具 组合 评价优 化 模型
认为， 玉果 区块整体为一个受两组 断层 复杂化 的背斜
构造 。从 该 区块 实 施 钻 井 的实 践 来 看 ， 钻 井 表 现 出井
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朱 亮 － 一 ， 姬 辉 ， 蒋 鸿 。
（ １ ． 长江 大 学石油 工程 学 院 ， 湖 北 荆州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ ； ２ ． 中石油钻 井 工程 重 点实验 室长 江大 学分 室， 湖北 荆 州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ ； ３ ． 中石 油西部 钻探 吐 哈钻 井公 司 ， 新疆 鄯善 ８ ３ ８ ２ ０ ０ ） 摘 要： 在 钻 井施 工 中 ， 提 高钻 井 时效 的 一个 重要 方 面就是 钻具 组合 的 选择 ， 它 直接 关 系到 防斜 打 快
随 着油 气 钻探 开 发 不断 向深部 、 复杂 地层 发 展 ， 在 钻 进 过 程 中所 遇 到 的钻 井 复杂 情 况或 事 故 的可 能性 也
（ ２ ） 钻具 结 构较 为 单一 ， 玉 果 区块 使用 的主要 钻具
有： 光钻铤以及单稳钟摆钻具 。从现场井斜数据来看 ，
钻 具 的 防斜 效 果不 理想 。