长水平段水平井摩阻扭矩预测与顶驱扭摆减阻技术研究

发布时间：2020-11-07 19:45

　　 随着国内外油气藏资源开发的不断深入,常规油气藏逐渐被开发殆尽,对于各类复杂油气藏的开采,长水平段水平井技术逐渐成为重要核心技术。长水平段水平井钻井过程中,摩阻摩扭问题尤为突出。因此,本文开展长水平段水平井摩阻扭矩预测及减阻技术研究具有重要意义。现有的摩阻扭矩计算模型对钻井过程中井筒循环温度的影响考虑不足。作者从涪陵页岩气田焦石坝钻井现场取回钻井液样品,通过室内实验,研究温度对钻井液润滑系数、泥饼粘滞系数的影响规律。基于上述实验结果,对摩阻扭矩计算模型中的摩阻系数进行修正。同时考虑热应力引起的管柱附加轴向力,建立考虑温度影响的摩阻扭矩计算模型。该模型在焦石坝X井摩阻扭矩预测中得到了成功应用,顶驱扭矩和大钩载荷的误差分别为3.7%和4.4%。通过正反交替旋转钻柱的顶驱扭摆减阻技术对解决滑动钻进中托压问题有良好效果。国内对这种技术的理论研究尚处于起步阶段。本文考虑方位角的影响,结合温度影响的摩阻扭矩计算模型,对前人建立的滑动钻进顶驱扭摆减阻二维模型进行优化,建立了顶驱扭摆三维计算模型。基于该模型,应用C#语言编制了滑动钻进摩阻扭矩分析软件。该研究成果对于现场更广泛和精确地运用顶驱扭摆减阻技术具有重要意义。
【学位单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE243
【部分图文】：

中国石油大学（北京）硕士学位论文操作人员在实验室模拟机上进行了 3.5 个小时的预习。现场试验结使用该系统时，机械钻速提升了20%，当钻到临近靶点时，提升率高达井效率的提升不但与该系统本身的效果有关，也得益于操作人员能用该系统。在工具面调整的测试中，工具面角度的修正平均耗时为 到极大提高。次现场试验中，该系统用于压差卡钻解卡作业，常规的解卡方式需复地运动钻杆，但这种方式会花费大量时间并导致工具面离开预设lider 系统使钻杆连续地左右转动，同样可以达到解卡的效果，并且避况的发生[18]。

图 1.2 Canrig 公司 ROCKIT 系统显示界面Fig. 1.2 The interface of ROCKIT system of CanrigKIT 系统用于美国怀俄明州的 Pinedale 背斜构造钻井作业。为了钻进的影响，将使用了该系统钻进的机械钻速与之前未使用时钻速进行对比，总体上平均机械钻速从 49.83 ft/hr 提升到了 75平均机械钻速作为标准，计算当前使用该系统的井在滑动钻进可以比较出使用系统后节省的时间，如表 1.1 所示。另一个评价旋转钻进的钻速比，最理想的值为 1。使用该系统之前，比值约统之后钻速比提高到了 0.83。工具面定位的时间平均节约 5min体上此井一共节省了 7.78 h 工时，折算为节省成本 17200 美元。在五口井使用该系统后，分析得平均节省时长 7.08 h，折算成本表 1.1 Pinedale 钻时对比Table 1.1 The comparison of drilling time in Pinedale area

参数 值井号 62每次定位节省时长 5 min定位总节省 5.17 h国外的发展情况，国内对滑动钻进扭摆减阻系统的研究尚油渤海钻探有限公司李智鹏等人，通过研究国外现场试验的定向滑动钻进控制新方法，并着手开发相应的控制系统[34-程控制模块、传感器组、显示器、钻具左右旋转控制器以 1.3 为该系统人机显示界面，图 1.4 为该系统的控制流程图具面角度，FtT 为实测得工具面角度，taR 为反扭角，W 为允许位都为度。
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本文编号：2874395