水平井钻柱动态摩阻扭矩计算与分析

摘要：

国内近年的页岩气开采水平井井型主要有常规水平井、大斜度井和勺型水平井,为便于施工决策,有必要对上述3种井型的摩阻扭矩特性、钻压传递效率、重点关注井段或环节、极限延伸钻进长度等进行研究.为此,以上述3种水平井井型为分析对象,基于全井钻柱动力学模型和全井钻柱系统动态特性仿真计算,探究了其摩阻扭矩、载荷传递和延伸钻进情况,并在四川盆地长宁地区的3口对应井型页岩气井进行了现场应用实验.研究结果表明:①勺型水平井造斜段后半段的接触摩擦强度很高,造斜段后段接触强度是稳斜段接触强度的1.67倍,造斜段的总接触力是大斜度水平井的1.62倍;②大斜度水平井稳斜段的接触摩擦强度不仅高于造斜段,而且也高于相同井深的3种井型中的任一特征段;③3种井型延伸钻进中钻柱的工作应力都不大,但对于勺型水平井的弯曲段,延伸钻进时还需要重点关注稳斜段钻柱的扭断问题;④勺型水平井的钻压传递效率低于常规水平井和大斜度井.结论认为,该研究成果初步揭示了3种页岩气水平井井型的摩阻扭矩特性和主动载荷传递机理,指出了安全评估重点关注井段,对页岩气水平井的高效安全施工具有参考价值.

关键词：页岩气、常规水平井、大斜度井、勺型水平井、接触摩擦强度、扭矩、钻压传递效率、极限延伸钻进长度

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资助基金：四川省青年科技创新团队项目“钻井提速”2017TD0014;四川省科技计划国际合作计划项目“随钻扩眼钻具系统非线性振动特性及扩眼工艺参数优化研究”2016HH0008

在线出版日期：2018-12-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：75-82