長(zhǎng)水平段水平井井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.pdf

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1、2013年第40卷第3期探礦工程(巖土鉆掘工程)35長(zhǎng)水平段水平井井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法胥豪，董志輝(中石化勝利石油管理局鉆井工藝研究院，山東東營(yíng)257017)摘要：井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)是長(zhǎng)水平段水平井降低摩阻扭矩的有效途徑之一，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件對(duì)軌道設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，可以得到優(yōu)化軌道設(shè)計(jì)，從而達(dá)到降低施工難度的目的。結(jié)合華北油田某井工程實(shí)列，論述了長(zhǎng)水平段水平井井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞：長(zhǎng)水平段水平井；軌道；優(yōu)化；摩阻；扭矩中圖分類號(hào)：TE243文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672—7428(2013)03—0035—03WellboreTrajectoryOp

2、timizationDesignMethodsforLongHorizontal-sectionWelI／XUHao，DONGZhi—hui(DrillingTechnologyResearchInstitute，ShenSiPetroleumAdministrationBureau，DongyingShandong257017，China)Abstract：Optimizationdesignofwellboretrajectoryisoneofthemosteffectivewayforlonghorizontal-sectionhorizontalwellto

3、reducethefrictionandtorque．Usingadvancedcomputersoftware，thekeyparametersofwellboretrajectorycanbeoptimized，whichcandecreasetheconstructiondifficulty．BasedonaprojectcaseinNorthChinaoilfield，thedesignmeth—odoflonghorizontal—sectionwellboretrajectoryisintroduced．Keywords：longhorizontal-s

4、ectionhorizontalwell；trajectory；optimization；friction；torque長(zhǎng)水平段水平井的主要特點(diǎn)在于水平段長(zhǎng)度較的摩阻，而且起鉆時(shí)鉆柱所受的摩阻在鉆柱所有作長(zhǎng)；又由于不同于普通大位移定向井，其井斜角多在業(yè)工況中是最大的。在起鉆過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)大鉤載90。左右，因此形成了長(zhǎng)水平段水平井施工的最大困荷的最大值、鉆柱所受的軸向力最大值，這將可能導(dǎo)難，即管柱在井內(nèi)的摩阻和扭矩特別大。在相同工致現(xiàn)場(chǎng)提升設(shè)備的提升能力不夠，或者鉆柱強(qiáng)度不況下，長(zhǎng)水平段水平井的水平段長(zhǎng)度延伸能力主要夠，但是就目前的鉆機(jī)設(shè)備提升能力和鉆具的抗拉取決于管

5、柱摩阻扭矩的大??；或者說(shuō)長(zhǎng)水平段水平強(qiáng)度而言，起鉆不應(yīng)當(dāng)成為最困難的工況。井延伸能力取決于克服管柱摩阻扭矩的技術(shù)水平和(2)下鉆。下鉆過(guò)程中鉆柱摩阻的方向與重力能力。方向相反，所以大鉤載荷和鉆柱軸向受力都不會(huì)太減小長(zhǎng)水平段水平井摩阻扭矩的方式方法有很大，不會(huì)出現(xiàn)鉆機(jī)提升能力不夠或者鉆柱強(qiáng)度不夠多，首先從井眼軌道設(shè)計(jì)入手，設(shè)計(jì)出摩阻扭矩最小的情況；但是下鉆過(guò)程中如果摩阻很大，甚至可能會(huì)的井眼軌道是長(zhǎng)水平段水平井摩阻扭矩控制技術(shù)的出現(xiàn)大鉤載荷為零的情況，導(dǎo)致下鉆下不下去的現(xiàn)關(guān)鍵之一，而長(zhǎng)水平段水平井設(shè)計(jì)的基本原則則在象。國(guó)內(nèi)目前長(zhǎng)水平段水平井鉆井多采用頂驅(qū)系統(tǒng)于降低摩阻

6、和扭矩。進(jìn)行鉆進(jìn)，可在下放鉆具的同時(shí)旋轉(zhuǎn)鉆具，使一部分軸向摩阻變?yōu)橹芟蚰ψ?，從而大大減小軸向摩阻。1最困難作業(yè)工況分析因此，下鉆工況不應(yīng)當(dāng)成為最困難的工況。長(zhǎng)水平段水平井作業(yè)的工況也不外乎起鉆、下(3)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)下部鉆具承受著軸鉆、滑動(dòng)鉆進(jìn)、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、劃眼、下套管油管等作業(yè)工向壓力，上部鉆柱承受著軸向拉力，全井鉆具承受著況。對(duì)應(yīng)不同的工況，管柱的受力也不相同，所遇到破巖和旋轉(zhuǎn)摩阻產(chǎn)生的扭矩，同時(shí)還有少量的軸向的困難也不同，哪種工況的作業(yè)難度最大，則可能成摩阻。此工況時(shí)鉆柱軸力不是很大，但是所承受的為整口井施工的制約因素，因此，軌道設(shè)計(jì)時(shí)需首先扭矩是所有工況

7、下的最大值，甚至?xí)霈F(xiàn)鉆柱強(qiáng)度考慮作業(yè)難度最大的工況。不夠的問(wèn)題，所以旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮鉆柱扭(1)起鉆。起鉆時(shí)大鉤需要承受全部的鉆柱重矩。力和提升加速階段的動(dòng)載荷，還要承受井眼對(duì)鉆柱(4)滑動(dòng)鉆進(jìn)?；瑒?dòng)鉆進(jìn)時(shí)全井鉆柱不旋轉(zhuǎn)，收稿日期：2012—12—21作者簡(jiǎn)介：胥豪(1982一)，男(漢族)，四川綿陽(yáng)人，中石化勝利石油管理局鉆井工藝研究院工程師，石油工程專業(yè)，從事定向井、水平井技術(shù)服務(wù)工作，山東省東營(yíng)市北一路827號(hào)鉆井院鉆井所，xuhaoswpi@yahoo．con．cn。36探礦工程(巖土鉆掘工程)2013年第40卷第3期只有軸向運(yùn)動(dòng)，其狀態(tài)基本與下鉆相