[發明專利]一種基于鉆具受力分析的定向托壓預警方法及系統

在審

• 申請號: 202111638400.1
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114320272A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 廖勇;王磊;石元會;文濤;馬建輝;宋明階;曾保林;楊雨凡;楊雄
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團有限公司;中石化石油工程技術服務有限公司;中石化經緯有限公司;中石化經緯有限公司江漢測錄井分公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;G06F16/2458;G06Q10/04;G06Q50/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔;劉代樂

本發明涉及鉆井技術領域，具體涉及一種基于鉆具受力分析的定向托壓預警方法及系統。根據預先構建的摩阻統計數據庫，確定臨界摩阻值；根據摩阻系數和補償偏差值，計算鉆井的理論摩阻值；當所述理論摩阻值小于所述臨界摩阻時，正常施工；當所述理論摩阻值不小于所述臨界摩阻時，對剖面進行優化，若優化后理論摩阻值小于所述臨界摩阻，則正常施工，若優化后理論摩阻值仍不小于所述臨界摩阻，則進行預警。本方法對可能出現的托壓現象提前預警，極大的提高了鉆井行程鉆速，確保了井身質量。

技術領域

本發明涉及鉆井技術領域，具體涉及一種基于鉆具受力分析的定向托壓預警方法及系統。

背景技術

鉆井是石油勘探開發的一項重要手段。定向鉆井是鉆井專業的重要分支，用于在鉆井過程中控制鉆頭沿著預先設計的剖面鉆進，提高目的層穿行率。定向鉆井時，當鉆具向下鉆入的過程中，會逐漸和井壁之間產生較大的摩擦力，受到摩擦力的影響，導致鉆壓無法及時傳遞到鉆頭上，結果出現了一系列問題。特別是在長水平段施工中，易出現問題之一就是托壓問題。而定向托壓現象嚴重制約了鉆井提速和控制控制精準度。

定向托壓的傳統應對方法是在鉆進過程中，通過以往經驗或根據已經出現的托壓現象，被動采取相應處理措施，特別是在井眼軌道已經形成后，不僅效果有限，而且影響鉆井周期。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種基于鉆具受力分析的定向托壓預警方法及系統，能夠在施工前對可能出現的定向托壓現象提前預警，其能有效避免施工過程中出現定向托壓現象，節約了施工周期。

本發明一種基于鉆具受力分析的定向托壓預警方法，其技術方案為：

根據預先構建的摩阻統計數據庫，確定臨界摩阻值；

根據摩阻系數和補償偏差值，計算鉆井的理論摩阻值；

當所述理論摩阻值小于所述臨界摩阻時，正常施工；

當所述理論摩阻值不小于所述臨界摩阻時，對剖面進行優化，若優化后理論摩阻值小于所述臨界摩阻，則正常施工，若優化后理論摩阻值仍不小于所述臨界摩阻，則進行預警。

較為優選的，所述摩阻統計數據庫根據歷年已鉆井在定向過程中出現托壓現象時的摩阻進行統計分析得到。

較為優選的，根據摩阻系數和補償偏差值，計算鉆井的理論摩阻值包括：

基于所述摩阻系數，計算出鉆井的初始理論摩阻值；

將所述初始理論摩阻值與所述補償偏差值求和，得到所述理論摩阻值。

較為優選的，所述摩阻系數的確定方法為：

搜集各區塊摩阻系數，并利用搜集的摩阻系數計算出某鉆井的摩阻；

以計算出的摩阻無限接近該鉆井實際摩阻為目標，對所述摩阻系數進行反演，得到最佳的摩阻系數。

較為優選的，所述補償偏差值的確定方法為：

獲取相同區塊不同鉆井的模擬計算摩阻與實際摩阻數據；

計算各鉆井模擬計算摩阻與實際摩阻之間的偏差值；

將各鉆井偏差值的平均值作為所述補償偏差值。

較為優選的，所述對剖面進行優化包括：

分別改變造斜點深度、穩斜角或造斜率參數，設計出剖面類型不同的若干種施工軌道；

分別計算每種施工軌道的各開次滑動鉆進摩阻、旋轉鉆進扭矩、技術套管下入摩阻和產層套管下入摩阻；

選取各開次滑動鉆進摩阻、旋轉鉆進扭矩、技術套管下入摩阻和產層套管下入摩阻數據中綜合數據最優的施工軌道對應的剖面，作為優化后的剖面。