基于降摩阻的阶梯水平井轨道设计与钻具组合优化设计研究

发布时间：2017-12-05 11:15

本文关键词：基于降摩阻的阶梯水平井轨道设计与钻具组合优化设计研究

【摘要】：随着石油和天然气开采程度的增大,为满足对断块油气藏和薄油藏的开发需求,定向井钻井技术,尤其是阶梯水平井钻井技术在石油钻井中的比重变得越来越高,因此处理好阶梯水平井钻井时所面临的问题显得尤为重要。针对阶梯水平井存在水平段落差大、水平段长、滑动钻进过程中摩阻大的特点,优选出了适合阶梯水平井的摩阻计算模型,并结合优选模型编制了降摩阻阶梯水平井轨道设计软件,该软件计算结果与商业软件LANDMARK基本一致。通过分析套管段和裸眼段对钻具组合的影响,优选出了适合阶梯水平井的钻具组合设计,以达到降低钻进摩阻和稳平控制的目的。分析结果表明,在直井段应优选大尺寸钻具,大尺寸钻具更不易因钩载过小而发生弯曲;技术套管在造斜段的下深、套管外径和套管内的摩擦系数对钻具的摩阻影响并不明显;阶梯水平井阶梯段受到摩擦系数的影响最为强烈,应选择直径较小的钻具组合进行钻进;在阶梯水平井钻具组合设计时,可以通过φ101.6mm和φ139.7mm钻杆相结合的方法进行设计来达到降低摩阻,同时需要适当提高阶梯段钻具的强度。针对大跨距阶梯水平井钻进时的摩阻较大问题,进行了阶梯水平井靶前位移、造斜段造斜率的优化,并深入分析了阶梯段造斜率、高差和水平位移对阶梯水平井摩阻的影响。分析结果表明,当水平段长度确定时,三种不同造斜率大小的剖面类型中,造斜率“上低下高”井眼轨迹能降低摩阻和扭矩,利于现场实施;当阶梯段降斜率和增斜率“上大下小”时摩阻较小,同时有利于控制第二阶梯段的探油顶角度。根据设计出的低摩阻井身剖面轨道和优化后的降摩阻复合钻具组合对B2HF井进行实例分析,结果表明优化设计后的摩阻比原设计降低24.6%,可进一步减少钻井事故风险,降低钻井成本。
【学位授予单位】：重庆科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE243

【参考文献】

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