[發明專利]基于復合鉆井比例目標的鉆具組合結構參數確定方法

有效

• 申請號: 202010945632.0
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112065281B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 胡貴;張國輝;黃雪琴;朱培珂;陶冶
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B7/06
• 分類號: E21B7/06;E21B4/20;E21B41/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 單曉雙;任默聞

本申請實施例提供一種基于復合鉆井比例目標的鉆具組合結構參數確定方法，方法包括：根據預設復合鉆井比例目標、目標井造斜段長度、預設目標井造斜段復合鉆井作業次數、目標井所處地層的擴徑率、鉆具組合定向造斜能力系數以及鉆具組合造斜能力修正系數，確定所述鉆具組合的目標造斜率；根據所述鉆具組合的目標造斜率與預設造斜率閾值的數值比較結果，確定所述鉆具組合的結構參數；本申請能夠有效提高井眼軌跡質量，降低鉆井摩阻扭矩，提高鉆井作業安全性和效率。

技術領域

本申請涉及油氣鉆井領域，具體涉及一種基于復合鉆井比例目標的鉆具組合結構參數確定方法。

背景技術

采用長井段水平井布井方式已經成為開發非常規油氣的重要手段之一。但是在長井段水平井鉆井作業中，較長的水平段會使得鉆井摩阻扭矩較高，影響鉆井效率，嚴重時甚至導致鉆井事故復雜率陡增。影響鉆井摩阻扭矩的一個重要因素是井眼軌跡質量，即井眼軌跡的平滑度。通常來說采用旋轉導向鉆井完成井眼軌跡質量較高，平滑度較好，能緩解后期的鉆井摩阻扭矩，但是旋轉導向鉆井需要采用專用儀器，相比成本較高。為降低鉆井作業成本，目前主要采用帶彎殼體螺桿鉆具組合配合井下隨鉆測量儀器控制油氣鉆井井眼軌跡方向。采用這種方式鉆井，當鉆至水平井段時，因主要為穩斜段鉆井，對井眼軌跡的調整相對較少，采用帶彎殼體螺桿鉆具組合配合井下隨鉆測量儀器控制油氣鉆井井眼軌跡方式總體可以采用旋轉復合鉆井，即通過地面旋轉管柱驅動復合井下螺桿鉆具驅動同時作用于鉆頭實現復合鉆井，其井眼軌跡質量較好。但在造斜段鉆進時，因需要完成井眼軌跡參數中井斜和方位角的變化，主要以定向鉆井為主，即采用帶彎殼體螺桿鉆具單獨驅動鉆頭鉆進。因螺桿鉆具帶有彎殼體，使得鉆頭的鉆進方向具有一定的指向性，實現特定方向鉆進，由于頻繁的定向調整軌跡，會使得井眼軌跡質量較差，平滑度差。因此，在鉆井工程設計階段，總希望設計的井眼軌道和帶彎殼體螺桿的底部鉆具組合能夠滿足一定的復合鉆井比例，適當地修復定向鉆井作業中的軌跡不平滑度。

發明人發現，現有技術中目前缺少考慮復合鉆井比例的水平井造斜段底部鉆具組合設計方法，需依靠經驗完成相關設計，導致實際鉆井作業中缺乏科學的指導，一定程度上影響了水平井的鉆井作業效率。

發明內容

針對現有技術中的問題，本申請提供一種基于復合鉆井比例目標的鉆具組合結構參數確定方法，能夠有效提高井眼軌跡質量，降低鉆井摩阻扭矩，保證鉆井作業的安全和效率。

為了解決上述問題中的至少一個，本申請提供以下技術方案：

第一方面，本申請提供一種基于復合鉆井比例目標的鉆具組合結構參數確定方法，包括：

根據預設復合鉆井比例目標、目標井造斜段長度、預設目標井造斜段復合鉆井作業次數、目標井所處地層的擴徑率、鉆具組合定向造斜能力系數以及鉆具組合造斜能力修正系數，確定所述鉆具組合的目標造斜率；

根據所述鉆具組合的目標造斜率與預設造斜率閾值的數值比較結果，確定所述鉆具組合的結構參數。

進一步地，在所述確定所述鉆具組合的目標造斜率之前，包括：

根據所述目標井和與所述目標井對應的參照井的鉆具組合的定向造斜率的比值，確定所述目標井的鉆具組合造斜能力修正系數。

進一步地，在所述確定所述鉆具組合的目標造斜率之前，包括：

根據所述目標井的井眼軌道設計參數中的入靶點位置斜深和造斜點斜深，確定所述目標井造斜段長度。

進一步地，在所述確定所述鉆具組合的目標造斜率之前，包括：

根據所述鉆具組合中鉆頭底面至帶彎殼體螺桿鉆具自帶穩定器中部位置距離、帶彎殼體螺桿鉆具自帶穩定器中部位置至彎角位置距離以及帶彎殼體螺桿鉆具彎角位置至帶彎殼體螺桿鉆具上部安裝的穩定器中部位置距離，確定所述鉆具組合定向造斜能力系數。

進一步地，在所述確定所述鉆具組合的目標造斜率之前，包括：