复合钻井技术研究及应用

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1、华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552复合钻井技术研究及应用复合

2、钻井技术研究及应用华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552汇报主要

3、内容概述概述复合钻井技术优势复合钻井技术优势理论研究情况理论研究情况钻具组合特性钻具组合特性现场应用效果现场应用效果华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0

4、317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552概概概概 述述述述复复合合钻钻井井技技术术依依靠靠转转盘盘与与井井下下动动力力钻钻具具的的复复合合运运动动，驱驱动动钻钻头头共共同同破破岩岩，提提高高破破岩岩效效率率，应应用用预预弯弯曲曲井井下下动动力力钻钻具具，增增加加了了对对钻钻头头的的导导向向能能力力控控制制，通通过过对对复复合合运运动动情情况况下下钻钻柱柱准准动动力力学学、动动力力学学原原理理分分析析，使使钻钻头头的的产产生生的的侧侧向向力力克克服服地地层层造造斜斜力力，从从而而推推动动钻钻头头沿沿设设计计轨轨迹迹的的方方向向运运动动，实实现现直

5、直井井中中防防斜斜打打快快，斜斜井井中中轨轨迹迹控控制制。配配合合高高效效PDCPDC钻钻头头与与MWDMWD等等工工具具，可可简简化化施施工工工工序序、实实现现一一套套钻钻具具组组合合完完成成定定向向、增增斜斜、稳稳斜斜、降降斜斜钻钻井井施施工工工工序序，从从而缩短钻井周期、提高机械钻速，节约钻井成本。而缩短钻井周期、提高机械钻速，节约钻井成本。华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administer

6、ation Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552复合钻井的技术优势有：复合钻井的技术优势有：1 1、实实现现复复合合钻钻井井增增斜斜，缩缩短短滑滑动动钻钻进进井井段段，增增斜斜率率最最高可达到高可达到56/100米；米；2 2、明明显显改改善善井井身身质质量量，不不但但保保证证中中靶靶，而而且且缩缩小小全全角角变化率，起下

7、钻变得相对容易；变化率，起下钻变得相对容易；3 3、在在直直井井防防斜斜打打快快中中应应用用，在在上上部部或或中中部部井井段段应应用用复复合合钻钻井井技技术术，先先期期控控制制井井眼眼轨轨迹迹，减减少少在在可可钻钻性性差差的的地层的扭方位作业；地层的扭方位作业；4 4、是是在在防防碰碰绕绕障障井井应应用用，下下入入合合适适的的钻钻具具组组合合复复合合钻钻井，绕障时不需起下钻作业，方便准确。井，绕障时不需起下钻作业，方便准确。技技 术术 优优 势势华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology

8、 Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：0625525 5、在在长长稳稳斜斜井井段段应应用用复复合合钻钻井井技技术术，利利用用其其较较好好的的稳稳斜斜稳稳方方位位效效果果，既既可可不不下下入入三三稳稳定定器器满满眼眼钻钻具具组组

9、合合，还可有效控制井眼轨迹；还可有效控制井眼轨迹；6 6、在在三三开开井井中中应应用用复复合合钻钻井井技技术术，既既可可提提高高机机械械钻钻速速，又可减少对技术套管的磨损；又可减少对技术套管的磨损；7 7、 减减少少了了钻钻具具失失效效：在在定定向向井井中中应应用用提提高高了了机机械械钻钻速速，减减少少了了钻钻具具在在弯弯曲曲井井段段的的磨磨损损时时间间，降降低低了了转转盘盘转转数数，大大大大减减少少了了钻钻具具受受交交变变应应力力次次数数，使使用用螺螺杆杆配配合合欠欠尺尺寸寸的的稳稳定定器器稳稳斜斜钻钻进进，与与满满眼眼钻钻具具相相比比大大大大减减少了钻具所受扭矩，从而整体改善了钻具受力情况

10、。少了钻具所受扭矩，从而整体改善了钻具受力情况。技技 术术 优优 势势华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317

11、) 2724527 邮编：邮编：062552 利用以上方程组就可求解出连续导向钻具组合在某一瞬时的钻头利用以上方程组就可求解出连续导向钻具组合在某一瞬时的钻头侧向力侧向力 。 钻头侧向力：钻头侧向力： 钻头侧向力加权余量解：钻头侧向力加权余量解：三维静力学模型三维静力学模型三维静力学模型三维静力学模型华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technolog

12、y Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552复复复复合合合合钻钻钻钻井井井井导导导导向向向向钻钻钻钻具具具具组组组组合合合合的的的的特特特特点点点点可可可可以以以以归归归归纳纳纳纳为为为为一一一一个个个个导导导导向向向向工工工工具具具具面面面面不不不不断断断断有有有有规规规规律律律律改改改改变变变变的的的的过过过过程程程程，其其其其总总总总体体体体导导导导向向向向效

13、效效效果果果果可可可可用用用用钻钻钻钻柱柱柱柱旋旋旋旋转转转转一一一一周周周周内内内内钻钻钻钻头头头头上上上上的的的的合合合合导导导导向向向向力力力力矢矢矢矢量量量量来来来来表述。表述。表述。表述。准动力学模型准动力学模型准动力学模型准动力学模型华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huab

14、ei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 导向力计算模型：导向力计算模型：准动力学模型准动力学模型准动力学模型准动力学模型华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technolog

15、y Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552： 合导向力仿真结果：合导向力仿真结果：准动力学模型准动力学模型准动力学模型准动力学模型华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Adm

16、inisteration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 钻柱振动物理模型：钻柱振动物理模型：动力学模型动力学模型动力学模型动力学模型华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institu

17、te of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552动力学模型动力学模型动力学模型动力学模型 钻柱振动物理模型：钻柱振动物理模型：华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling T

18、echnology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552动力学模型动力学模型动力学模型动力学模型 常规钻具组合动力学模型：常规钻具组合动力学模型： 连续导向钻具组合动力学模型：连续导向钻具组合动力学模型：华北石油管

19、理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 单稳定器钻具组合井斜对侧向力的影响

20、单稳定器钻具组合井斜对侧向力的影响单稳定器钻具组合井斜对侧向力的影响单稳定器钻具组合井斜对侧向力的影响复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析L1F1华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Adminis

21、teration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552该该该该钻钻钻钻具具具具组组组组合合合合在在在在非非非非易易易易斜斜斜斜地地地地区区区区钻钻钻钻进进进进，直直直直井井井井段段段段有有有有防防防防斜斜斜斜作作作作用用用用，可可可可直直直直接接接接定定定定向向向向，井井井井斜斜斜斜达达达达到到到到一一一一定定定定程程程程度度度度后后后后复复复复合合合合钻钻钻钻井井井井可可可可增增增增斜斜斜斜。增增增增斜斜斜斜侧侧侧侧向向向向力力力力随随随随井井井井斜斜斜斜角角角角的的

22、的的增增增增加加加加而而而而增增增增加加加加。随随随随稳稳稳稳定定定定器器器器与与与与井井井井壁壁壁壁间间间间隙隙隙隙的的的的增增增增加加加加降降降降斜斜斜斜侧侧侧侧向向向向力力力力逐逐逐逐步步步步增增增增加加加加，随随随随稳稳稳稳定定定定器器器器与与与与井井井井底距离的增加侧向力逐渐减小。底距离的增加侧向力逐渐减小。底距离的增加侧向力逐渐减小。底距离的增加侧向力逐渐减小。复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling

23、 Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响近钻头稳定器距井

24、底距离对侧向力的影响近钻头稳定器距井底距离对侧向力的影响近钻头稳定器距井底距离对侧向力的影响近钻头稳定器距井底距离对侧向力的影响稳定器之间距离对侧向力的影响稳定器之间距离对侧向力的影响稳定器之间距离对侧向力的影响稳定器之间距离对侧向力的影响F2L2L1F1复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administe

25、ration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响近钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响近钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响近钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响近钻头稳定器与井壁间隙对侧向

26、力的影响远钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响远钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响远钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响远钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响F2L2L1F1复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institut

27、e of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 双稳定器单弯螺杆钻具做力学分析结论如下：双稳定器单弯螺杆钻具做力学分析结论如下：双稳定器单弯螺杆钻具做力学分析结论如下：双稳定器单弯螺杆钻具做力学分析结论如下： 1 1）、稳定器直接接在螺杆两端，无论是直井段还是在一定）、稳定器直接接在螺杆两端，无论是直井段还是在一定）、稳定器直接接在螺杆两端，无论是直井段还是在一定）、稳定器直接接在螺杆两端，无论是直井段还

28、是在一定井斜情况下，钻具体现降斜特征。井斜情况下，钻具体现降斜特征。井斜情况下，钻具体现降斜特征。井斜情况下，钻具体现降斜特征。 2 2）、随近钻头稳定器距井底距离的增加，降斜侧向力逐渐）、随近钻头稳定器距井底距离的增加，降斜侧向力逐渐）、随近钻头稳定器距井底距离的增加，降斜侧向力逐渐）、随近钻头稳定器距井底距离的增加，降斜侧向力逐渐减小；随两稳定器间距离的增加，降斜侧向力逐渐减小。减小；随两稳定器间距离的增加，降斜侧向力逐渐减小。减小；随两稳定器间距离的增加，降斜侧向力逐渐减小。减小；随两稳定器间距离的增加，降斜侧向力逐渐减小。 3 3）、随近钻头稳定器距井壁间隙的增加，降斜侧向力逐渐）、随

29、近钻头稳定器距井壁间隙的增加，降斜侧向力逐渐）、随近钻头稳定器距井壁间隙的增加，降斜侧向力逐渐）、随近钻头稳定器距井壁间隙的增加，降斜侧向力逐渐增加；随远钻头稳定器距井壁间隙的增加，降斜侧向力逐渐增加；随远钻头稳定器距井壁间隙的增加，降斜侧向力逐渐增加；随远钻头稳定器距井壁间隙的增加，降斜侧向力逐渐增加；随远钻头稳定器距井壁间隙的增加，降斜侧向力逐渐减小。减小。减小。减小。复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling

30、 Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552近钻头近钻头近钻头近钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响稳定器与井壁间隙对侧向力的影响稳定器与井壁间隙对侧向力的影响稳定器与井壁间隙对侧向力的影响 （小井斜

31、）（小井斜）（小井斜）（小井斜） 双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器F2L2L1F1复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabe

32、i Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552远钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响远钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响远钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响远钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响（小井斜）（小井斜）（小井斜）（小井斜）近钻头稳定器距井底距离对侧向力的影响近钻头稳定器

33、距井底距离对侧向力的影响近钻头稳定器距井底距离对侧向力的影响近钻头稳定器距井底距离对侧向力的影响（小井斜）小井斜）小井斜）小井斜） 双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petro

34、leum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552两稳定器之间距离对侧向力的影响两稳定器之间距离对侧向力的影响两稳定器之间距离对侧向力的影响两稳定器之间距离对侧向力的影响（小井斜）小井斜）小井斜）小井斜）井斜对侧向力的影响井斜对侧向力的影响井斜对侧向力的影响井斜对侧向力的影响（小井斜）小井斜）小

35、井斜）小井斜） 双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Admin

36、isteration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552稳定器与井壁间隙对侧向力的影响稳定器与井壁间隙对侧向力的影响稳定器与井壁间隙对侧向力的影响稳定器与井壁间隙对侧向力的影响（1818井斜）井斜）井斜）井斜） 双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器

37、钻具组合参数对侧向力的影响螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Pet

38、roleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552近钻头稳定器距井底距离对侧向力的影响近钻头稳定器距井底距离对侧向力的影响近钻头稳定器距井底距离对侧向力的影响近钻头稳定器距井底距离对侧向力的影响（ 1818井斜）井斜）井斜）井斜）两稳定器之间距离对侧向力的影响两稳定器之间距离对侧向力的影响两稳定器之间距离对侧向力的影响两稳定器之间距离对侧向力的影响（ 1818井斜）井斜）井斜）井斜） 双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数

39、对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Rese

40、arch Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552井斜对侧向力的影响井斜对侧向力的影响井斜对侧向力的影响井斜对侧向力的影响 双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器螺杆接无磁钻铤接欠尺寸稳定器复合钻井钻具组

41、合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真

42、 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 通过对单弯螺杆钻具做力学分析得出如下结论：通过对单弯螺杆钻具做力学分析得出如下结论：通过对单弯螺杆钻具做力学分析得出如下结论：通过对单弯螺杆钻具做力学分析得出如下结论： 1 1）、该该该该钻钻钻钻具具具具组组组组合合合合在在在在直直直直井井井井段段段段复复复复合合合合钻钻钻钻井井井井有有有有一一一一定定定定防防防防斜斜斜斜作作作作用用用用，而而而而井井井井斜斜斜斜增增增增加加加加到到到到一一一一定定定定程程程程度度度度后后后后复复复复合合合合钻钻钻钻井井井井可可可可增增增增斜斜斜斜，可可可可一一一一套套套套组组组组合完成上直、定向、增斜

43、作业。合完成上直、定向、增斜作业。合完成上直、定向、增斜作业。合完成上直、定向、增斜作业。 2 2）、降降降降斜斜斜斜侧侧侧侧向向向向力力力力随随随随井井井井斜斜斜斜角角角角的的的的增增增增加加加加而而而而减减减减小小小小，当当当当井井井井斜斜斜斜角角角角增增增增至至至至1212以以以以上上上上时时时时逐逐逐逐步步步步转转转转为为为为增增增增斜斜斜斜力力力力，并并并并且且且且增增增增斜斜斜斜力力力力随随随随井井井井斜斜斜斜角角角角的的的的增加而增加。增加而增加。增加而增加。增加而增加。 3 3）、随随随随近近近近钻钻钻钻头头头头稳稳稳稳定定定定器器器器与与与与井井井井壁壁壁壁的的的的间间间间隙

44、隙隙隙的的的的增增增增加加加加，侧侧侧侧向向向向力力力力由由由由增斜转为降斜且逐渐增加。增斜转为降斜且逐渐增加。增斜转为降斜且逐渐增加。增斜转为降斜且逐渐增加。复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of

45、 Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 4 4）、在在在在小小小小井井井井斜斜斜斜情情情情况况况况下下下下，随随随随远远远远钻钻钻钻头头头头稳稳稳稳定定定定器器器器与与与与井井井井壁壁壁壁的的的的间间间间隙隙隙隙的的的的增增增增加加加加，降降降降斜斜斜斜侧侧侧侧向向向向力力力力逐逐逐逐步步步步增增增增加加加加但但但但总总总总变变变变化化化化趋趋趋趋势势势势不不不不大大大大；在在在在井井井井斜斜斜斜较较较较

46、大大大大情情情情况况况况下下下下，随随随随远远远远钻钻钻钻头头头头稳稳稳稳定定定定器器器器与与与与井井井井壁壁壁壁的的的的间间间间隙隙隙隙的的的的增增增增加，增斜侧向力逐步增加。加，增斜侧向力逐步增加。加，增斜侧向力逐步增加。加，增斜侧向力逐步增加。 5 5）、在在在在小小小小井井井井斜斜斜斜的的的的情情情情况况况况下下下下，降降降降斜斜斜斜侧侧侧侧向向向向力力力力随随随随两两两两稳稳稳稳定定定定器器器器间间间间距距距距离离离离的的的的增增增增加加加加，呈呈呈呈降降降降- -增增增增- -降降降降趋趋趋趋势势势势；在在在在井井井井斜斜斜斜较较较较大大大大的的的的情情情情况况况况下下下下，增增增

47、增斜斜斜斜侧侧侧侧向向向向力力力力随随随随两两两两稳稳稳稳定定定定器器器器间间间间距距距距离离离离的的的的增增增增加加加加，先先先先增增增增后后后后降降降降，16m16m时时时时增增增增斜斜斜斜侧侧侧侧向向向向力力力力最最最最大大大大。因因因因此此此此通通通通过过过过分分分分析析析析地地地地层层层层侧侧侧侧向向向向力力力力可可可可优优优优化化化化钻钻钻钻具具具具结结结结构构构构设设设设计计计计，达达达达到到到到一一一一躺躺躺躺钻钻钻钻完完完完成成成成上上上上直直直直、定定定定向向向向、增增增增斜斜斜斜作作作作业。业。业。业。复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分析复合钻井钻具组合特性分

48、析复合钻井钻具组合特性分析华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552

49、 1 1、单稳定器预弯曲钻具结构，螺杆自带近钻头稳定器、单稳定器预弯曲钻具结构，螺杆自带近钻头稳定器、单稳定器预弯曲钻具结构，螺杆自带近钻头稳定器、单稳定器预弯曲钻具结构，螺杆自带近钻头稳定器 该该该该钻钻钻钻具具具具组组组组合合合合在在在在直直直直井井井井段段段段有有有有防防防防斜斜斜斜作作作作用用用用，可可可可直直直直接接接接定定定定向向向向，井井井井斜斜斜斜到到到到一一一一定定定定程程程程度度度度后后后后复复复复合合合合钻钻钻钻进进进进可可可可增增增增斜斜斜斜。增增增增斜斜斜斜范范范范围围围围35/100m35/100m。针针针针对对对对216mm216mm井眼，井眼，井眼，井眼，PDC

50、PDC钻头钻压钻头钻压钻头钻压钻头钻压202040kN40kN，牙轮钻头钻压，牙轮钻头钻压，牙轮钻头钻压，牙轮钻头钻压8080100kN100kN。 钻具结构参数与钻井参数优选钻具结构参数与钻井参数优选2 2 2 2、双稳定器预弯曲钻具结构、双稳定器预弯曲钻具结构、双稳定器预弯曲钻具结构、双稳定器预弯曲钻具结构 欠欠欠欠尺尺尺尺寸寸寸寸稳稳稳稳定定定定器器器器直直直直接接接接接接接接在在在在螺螺螺螺杆杆杆杆两两两两端端端端。常常常常用用用用近近近近钻钻钻钻头头头头稳稳稳稳定定定定器器器器直直直直径径径径大大大大于于于于上上上上部部部部稳稳稳稳定定定定器器器器。复复复复合合合合钻钻钻钻井井井井时

51、时时时体体体体现现现现稳稳稳稳斜斜斜斜或或或或降降降降斜斜斜斜特特特特性性性性，降降降降斜斜斜斜力力力力在在在在-3-10kN-3-10kN间间间间，用用用用于于于于定向井中，近钻头稳定器大，利于定向；后稳定器小，便于稳斜。定向井中，近钻头稳定器大，利于定向；后稳定器小，便于稳斜。定向井中，近钻头稳定器大，利于定向；后稳定器小，便于稳斜。定向井中，近钻头稳定器大，利于定向；后稳定器小，便于稳斜。 钻钻钻钻压压压压80kN80kN在在在在1313小小小小井井井井斜斜斜斜情情情情况况况况稳稳稳稳斜斜斜斜、稳稳稳稳方方方方位位位位效效效效果果果果理理理理想想想想。钻钻钻钻压压压压100kN100kN

52、，微降斜，防斜效果较好。防斜钻进时，微降斜，防斜效果较好。防斜钻进时，微降斜，防斜效果较好。防斜钻进时，微降斜，防斜效果较好。防斜钻进时60rpm60rpm转速优于转速优于转速优于转速优于40rpm40rpm。 螺螺螺螺杆杆杆杆接接接接无无无无磁磁磁磁钻钻钻钻铤铤铤铤接接接接欠欠欠欠尺尺尺尺寸寸寸寸稳稳稳稳定定定定器器器器，该该该该钻钻钻钻具具具具组组组组合合合合在在在在直直直直井井井井段段段段复复复复合合合合钻钻钻钻进进进进有有有有一一一一定定定定防防防防斜斜斜斜作作作作用用用用，而而而而井井井井斜斜斜斜增增增增加加加加到到到到一一一一定定定定程程程程度度度度后后后后复复复复合合合合钻钻钻钻

53、进进进进可可可可增增增增斜斜斜斜，可可可可一一一一套套套套组组组组合合合合完成上直、定向、增斜作业。完成上直、定向、增斜作业。完成上直、定向、增斜作业。完成上直、定向、增斜作业。华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Burea

54、uBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552复合钻井钻具组合防斜打快机理复合钻井钻具组合防斜打快机理复合钻井钻具组合防斜打快机理复合钻井钻具组合防斜打快机理华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institut

55、e of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 钻柱运动状态主要包括自转、纵向振动、横向振动、钻柱运动状态主要包括自转、纵向振动、横向振动、钻柱运动状态主要包括自转、纵向振动、横向振动、钻柱运动状态主要包括自转、纵向振动、横向振动、扭转振动、涡动等，其中涡动又可分为正向涡动和反扭转振动、涡动等，其中涡动又可分为正向涡动和反扭转振动、涡动等，其中涡动又可分为正向涡动和反扭转振动、涡动等，其中涡动又可分为正向

56、涡动和反向涡动两种。向涡动两种。向涡动两种。向涡动两种。 复合钻井防斜打直机理复合钻井防斜打直机理 华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 272

57、4309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 带单弯螺杆钻具的双稳定器钻具组合受压后将发带单弯螺杆钻具的双稳定器钻具组合受压后将发生弯曲变形。由于单弯螺杆的外壳本身具有一定的弯生弯曲变形。由于单弯螺杆的外壳本身具有一定的弯曲形状，因而其受力变形后的形状将具有一定的预置曲形状，因而其受力变形后的形状将具有一定的预置性。当这种钻具组合以复合钻井方式工作时，其所体性。当这种钻具组合以复合钻井方式工作时，其所体现的运动特征就象是弯曲钻柱的同步涡动。这种复合现的运动特征就象是弯曲钻柱的同步涡动。这种复合钻井时的钻柱运动特征可以很好的消除钻头轴线指向钻井时的钻柱运动特征可以很

58、好的消除钻头轴线指向的作用，而其复合钻井时钻头上的合导向力将发挥其的作用，而其复合钻井时钻头上的合导向力将发挥其导向作用。当合导向力为降斜力时，该钻具组合可能导向作用。当合导向力为降斜力时，该钻具组合可能具有降斜效果。当这种表现为降斜力的合导向力大于具有降斜效果。当这种表现为降斜力的合导向力大于地层的增斜力时，就可起到防斜打直、打快作用。地层的增斜力时，就可起到防斜打直、打快作用。复合钻井防斜打直机理复合钻井防斜打直机理 华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research In

59、stitute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552复合钻井防斜打直机理复合钻井防斜打直机理 从从图图中中可可以以看看出出，刚刚开开始始，钻钻铤铤几几何何中中心心作作向向前前涡涡动动，但但很很快快就就转转换换为为向向后后涡涡动动。不不过过由由于于预预弯

60、弯曲曲结结构构的的存存在在，使使得得钻钻铤铤中中心心基基本本回回绕绕井井眼眼中中心心回回旋旋，并并略略有有上上移移。从从这这点点上上讲讲，可可以以基基本本消消除除钻钻头头指指向向不不均均匀匀造造成成的的侧侧向向力力。值值得得注注意意的的是是，合合指指向向力力尽尽管管很很小小，却却具具有有降降斜斜力力的的特特征征 。 合合 指指 向向 力力 约约 为为 0.01428kN。钻铤几何中心涡动轨迹图钻铤几何中心涡动轨迹图钻铤几何中心涡动轨迹图钻铤几何中心涡动轨迹图华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Tech

61、nology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552复合钻井防斜打直机理复合钻井防斜打直机理 右图为任一瞬时，由于钻铤涡动造右图为任一瞬时，由于钻铤涡动造成的钻头侧向力分布规律。图中侧成的钻头侧向力分布规律。图中侧向

62、力的量程很大，并且向下的侧向向力的量程很大，并且向下的侧向力绝对值大于向上的侧向力，体现力绝对值大于向上的侧向力，体现为钻头上的降斜力要大于钻头上的为钻头上的降斜力要大于钻头上的增斜力。这一点体现了一个事实，增斜力。这一点体现了一个事实，即从静力学角度出发研究得到的瞬即从静力学角度出发研究得到的瞬态力也许较小，但钻柱旋转时由于态力也许较小，但钻柱旋转时由于振动造成的瞬态力将很大。振动造成的瞬态力将很大。由于涡动引起的侧向力图由于涡动引起的侧向力图由于涡动引起的侧向力图由于涡动引起的侧向力图华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺

63、研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 带带单单弯弯螺螺杆杆和和双双稳稳定定器器钻钻具具组组合合防防斜斜打打快快机机理理可可以以概概括括为为两两个个方方面面：1）钻钻柱柱

64、涡涡动动特特征征为为回回绕绕井井眼眼中中心心线线的的对对称称运运动动，这这样样钻钻头头指指向向力力就就得得以以消消除除。2）钻钻铤铤振振动动引引起起钻钻头头上上的的侧侧向向力力出出现现不不平平衡衡，从从而而造造成成降降斜斜力力，而而且且这这种种降降斜斜力力远远远远大大于于常常规规钟钟摆摆钻钻具具组组合合的的钟钟摆摆力力。正正是是这这两两个个因因素素使得这种钻具组合具有全新的降斜机理。使得这种钻具组合具有全新的降斜机理。 在在实实际际控控制制井井眼眼轨轨迹迹时时，有有两两点点必必须须保保证证：1）近近钻钻头头稳稳定定器器应应略略小小于于双双稳稳定定器器外外径径，这这一一条条十十分分重重要要；2）

65、初初始始井斜角应尽可能控制在一度以内。井斜角应尽可能控制在一度以内。复合钻井防斜打直机理复合钻井防斜打直机理 华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317

66、) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552常规钟摆钻具组合降斜力计算常规钟摆钻具组合降斜力计算常规钟摆钻具组合降斜力计算常规钟摆钻具组合降斜力计算华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration

67、BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552复合钻井钻具组合降斜力计算复合钻井钻具组合降斜力计算复合钻井钻具组合降斜力计算复合钻井钻具组合降斜力计算华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institu

68、te of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552井斜角（度）井斜角（度）降斜力（降斜力（kN）123-1.17-0.81-0.53偏心距为偏心距为偏心距为偏心距为1mm1mm1mm1mm时的降斜力时的降斜力时的降斜力时的降斜力：复合钻井钻具组合降斜力计算复合钻井钻具组合降斜力计算复合钻井钻具组合降斜力计算复合钻井钻具组合降斜力计算华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工

69、艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552井斜角（度）井斜角（度）降斜力（降斜力（kN）123-3.39-2.91-2.72偏心距为偏心距为偏心

70、距为偏心距为2mm2mm2mm2mm时的降斜力时的降斜力时的降斜力时的降斜力：复合钻井钻具组合降斜力计算复合钻井钻具组合降斜力计算复合钻井钻具组合降斜力计算复合钻井钻具组合降斜力计算华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Bur

71、eauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552复合钻井钻具组合复合钻井钻具组合的降斜力随井斜角增加而的降斜力随井斜角增加而减小，钟摆钻具减小，钟摆钻具的降斜力的降斜力随井斜角增加而随井斜角增加而增加；增加； 偏心距为偏心距为1mm1mm、井斜角井斜角1 1度时度时复合钻井钻具组合复合钻井钻具组合的降斜力是的降斜力是钟摆钻具钟摆钻具降降斜力的约斜力的约6 6倍；倍；偏心距为偏心距为1mm1mm、井斜角井斜角2 2度时度时复合钻井钻具组合复合钻井钻具组合的降斜力是的降斜力是钟摆钻具钟摆钻具

72、降降斜力的约斜力的约2.122.12倍；倍；偏心距为偏心距为2mm2mm、井斜角井斜角1 1度时度时复合钻井钻具组合复合钻井钻具组合的降斜力是的降斜力是钟摆钻具钟摆钻具降降斜力的约斜力的约17.217.2倍；倍；降斜力比较：降斜力比较：降斜力比较：降斜力比较：华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute

73、of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552由由由由于于于于钻钻钻钻具具具具涡涡涡涡动动动动消消消消除除除除了了了了钻钻钻钻头头头头指指指指向向向向不不不不确确确确定定定定性性性性可可可可能能能能引起的钻头增斜力；引起的钻头增斜力；引起的钻头增斜力；引起的钻头增斜力；通通通通过过过过钻钻钻钻具具具具结结结结构构构构、参参参参数数数数的的的的配配配配合合合合，使使使使得得得得振振振振动动动动造造造造成成成成钻

74、钻钻钻头头头头对对对对井井井井壁壁壁壁的的的的动动动动态态态态冲冲冲冲击击击击力力力力体体体体现现现现出出出出降降降降斜斜斜斜趋趋趋趋势势势势，即即即即钻钻钻钻头头头头侧侧侧侧向向向向力力力力合合合合力力力力成成成成为为为为降降降降斜斜斜斜力力力力，而而而而且且且且这这这这种种种种降降降降斜力远远大于常规钟摆钻具组合的钟摆力。斜力远远大于常规钟摆钻具组合的钟摆力。斜力远远大于常规钟摆钻具组合的钟摆力。斜力远远大于常规钟摆钻具组合的钟摆力。复合钻井防斜打快机理复合钻井防斜打快机理华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Dri

75、lling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：06255220022002年年年年7979月月月月钻钻钻钻井井井井工工工工艺艺艺艺研研研研究究究究院院院院与与与与勘勘勘勘探探探探三三三三公公公公司司司司

76、共共共共同同同同在在在在长长长长庆庆庆庆西西西西峰峰峰峰与与与与华华华华池池池池地地地地区区区区开开开开展展展展了了了了复复复复合合合合钻钻钻钻井井井井技技技技术术术术试试试试验验验验。完完完完成成成成了了了了三三三三口口口口井井井井的的的的钻钻钻钻井井井井试试试试验验验验，取取取取得得得得了了了了预预预预期期期期效效效效果果果果，在在在在复复复复合合合合钻钻钻钻进进进进试试试试验验验验井井井井段段段段平平平平均均均均提提提提高高高高钻钻钻钻速速速速43%55.9%43%55.9%，全全全全井井井井平平平平均均均均机机机机械械械械钻钻钻钻速速速速提提提提高高高高13.4%50.8%13.4%5

77、0.8%，口口口口井井井井缩缩缩缩短短短短钻钻钻钻井井井井周周周周期期期期3 3天天天天左左左左右右右右，共共共共节节节节约约约约直接钻井近直接钻井近直接钻井近直接钻井近1010万元。万元。万元。万元。912912月月月月份份份份钻钻钻钻井井井井三三三三公公公公司司司司长长长长庆庆庆庆项项项项目目目目部部部部继继继继续续续续推推推推广广广广应应应应用用用用7 7口口口口井井井井，平平平平均均均均机机机机械械械械钻速提高钻速提高钻速提高钻速提高18.47%32.4%18.47%32.4%。现场应用情况现场应用情况华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院

78、华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 上直段井深上直段井深上直段井深上直段井深197.4-857197.4-857197.4-857197.4-8

79、57米进行复合钻井。米进行复合钻井。米进行复合钻井。米进行复合钻井。 井深井深井深井深609.83609.83609.83609.83米米米米 648.12648.12648.12648.12米时米时米时米时, , , , 扭方位作业。扭方位作业。扭方位作业。扭方位作业。 井井井井深深深深857857857857米米米米971.08971.08971.08971.08米米米米开开开开始始始始造造造造斜斜斜斜，井井井井斜斜斜斜由由由由2.572.572.572.57增至增至增至增至9.479.479.479.47。 在在在在971.08-1470.49971.08-1470.49971.08-1

80、470.49971.08-1470.49米米米米井井井井段段段段，复复复复合合合合钻钻钻钻井井井井进进进进行行行行增增增增斜斜斜斜。井井井井斜斜斜斜由由由由9.479.479.479.47度度度度增增增增至至至至井井井井深深深深1370m1370m1370m1370m增增增增至至至至24242424度度度度, , , ,井井井井斜斜斜斜不再增加，稳斜钻进至不再增加，稳斜钻进至不再增加，稳斜钻进至不再增加，稳斜钻进至1470.49m1470.49m1470.49m1470.49m，完成了增斜作业。，完成了增斜作业。，完成了增斜作业。，完成了增斜作业。 剖剖剖剖5-25-25-25-2井井井井实实

81、实实施施施施的的的的复复复复合合合合钻钻钻钻井井井井技技技技术术术术，实实实实现现现现了了了了一一一一套套套套钻钻钻钻具具具具组组组组合合合合钻钻钻钻完完完完上上上上直直直直段段段段、定定定定向向向向和和和和增增增增斜斜斜斜作作作作业业业业，成成成成功功功功实实实实施施施施了了了了一一一一次次次次绕绕绕绕障障障障作作作作业业业业，减减减减少少少少了了了了三三三三趟趟趟趟起起起起下下下下钻钻钻钻作作作作业业业业，取取取取得得得得了了了了显著效果。显著效果。显著效果。显著效果。防碰扭方位滑动定向复合钻井增斜复合钻井复合钻井 实钻轨迹 设计轨迹剖剖5 52 2井复合钻井施工情况井复合钻井施工情况现场

82、应用情况现场应用情况华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552剖剖5

83、-25-2井复合钻井与常规钻进机械钻速对比井复合钻井与常规钻进机械钻速对比井号井号井段井段（m）进尺进尺（m）纯钻时间纯钻时间（h：min）机械钻速机械钻速（m/h）备注备注剖剖5-2196.31470.51274.260:3521.03复合钻井复合钻井剖剖4-2201.614001198.473:1516.36常规钻进常规钻进剖剖19-1351226119111310.54常规钻进常规钻进剖剖19-235.512681232.5104:1511.82常规钻进常规钻进剖剖18-135.51281.651247.1570:3017.69常规钻进常规钻进 选择在该地区已完钻的选择在该地区已完钻的4

84、 4口井，对环河到直罗地层井段钻井速度口井，对环河到直罗地层井段钻井速度进行了对比，见上表。通过对比可以明显看出复合钻井比常规钻进进行了对比，见上表。通过对比可以明显看出复合钻井比常规钻进机械钻速提高机械钻速提高18.88%99.5%18.88%99.5%，平均提高，平均提高55.9%55.9%。F2L2L1F1现场应用情况现场应用情况华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration

85、Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 巴巴1818、巴巴1919、巴巴3838断断块块巴巴音音都都兰兰凹凹陷陷宝宝力力格格油油田田开开发发重重点点区区块块。从从地地层层特特点点分分析析，300800m300800m地地层层倾倾角角在在10251025间间，800m800m井井底底倾倾角角在在515515之之间间，巴巴383

86、8井井此此井井段段地地层层倾倾角角达达30503050。长长井井段段存存在在较较大大地地层层倾倾角角，且且倾倾向向单单一一，方方位位基基本不变，位移与井斜难以控制。本不变，位移与井斜难以控制。 因因此此，防防斜斜打打快快问问题题是是20032003年年二二连连地地区区钻钻井井施施工工急急需需解解决决的的技技术术难难题题。如如何何在在控控制制好好井井身身质质量量的的同同时时，加加快快钻钻井井速速度度，成成为为降降低低钻钻井井成成本本的的重重中中之之重重。为为了了解解决决以以上上所所述述技技术术难难题题，通通过过应应用用复复合合钻钻井井技技术术解解决决防防斜斜打打快快问问题题应应用用研研究究，取得

87、了预期效果。取得了预期效果。现场应用情况现场应用情况华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527

88、 邮编：邮编：062552MWD测斜数据以下以下钻进方式参数分析井深井斜方位6100.526滑动滑动井段:605-615m,降位移w3406191.19复合复合井段：615-720m 。目的：稳斜在1.1度左右减小位移。结果：井斜控制很好方位也基本稳定。井斜变化率(1.1-1.2)0.08/100m,方位变化率(1-3)1.7/100m该井最大井斜3.85于井深1500m处，方位311。井底位移9.33m，闭合方位318.87。井身质量优。6291.1复合复合64815复合复合6671.13复合复合6771.21复合复合6861.22复合复合6961.23复合复合7051.23复合复合7151

89、.2357复合复合7241.2351滑动滑动目的:扭方位,井段720-722m巴巴20-520-5井井610610724m724m测斜数据及参数如下测斜数据及参数如下现场应用情况现场应用情况华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration

90、 BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552现场应用情况现场应用情况 目前二连巴音都兰巴目前二连巴音都兰巴3838、巴、巴4848区块，地层侧向力较区块，地层侧向力较高。通过两年来的研究、调整以及推广应用，在优选高。通过两年来的研究、调整以及推广应用，在优选钻具组合方面，形成了一套较为成熟的做法。即二开钻具组合方面，形成了一套较为成熟的做法。即二开后第一只钻头采用双稳定器钟摆钻具组合，参数上根后第一只钻头采用双稳定器钟摆钻具组合，参数上根据测斜结果打吊结合。第二只钻头普遍采用

91、双稳定器据测斜结果打吊结合。第二只钻头普遍采用双稳定器单弯螺杆复合钻井，同时在单弯螺杆上部一根钻铤后单弯螺杆复合钻井，同时在单弯螺杆上部一根钻铤后加一只加一只214mm214mm稳定器，该稳定器在不影响复合钻井效果，稳定器，该稳定器在不影响复合钻井效果，同时为第三只钻头顺利下入三稳定器满眼钻具打下了同时为第三只钻头顺利下入三稳定器满眼钻具打下了基础。基础。华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Admini

92、steration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552 采采用用上上述述措措施施后后，巴巴音音都都兰兰地地区区机机械械钻钻速速与与钻钻井井周周期期等等指指标有明显改善。标有明显改善。 20032003年年应应用用3131口口井井，与与0202年年相相比比，钻钻井井周周期期由由12.1312.13天天缩缩短短至至10.49

93、10.49天天，钻钻井井周周期期缩缩短短了了1.641.64天天，平平均均机机械械钻钻速速由由20022002年年的的10.37m/h10.37m/h提提高高至至11.57 11.57 m/h m/h 。20042004年年应应用用4242口口直直井井，平平均均钻钻井井周周期期由由20032003年年的的10.4910.49天天缩缩短短至至8.628.62天天，钻钻井井周周期期缩缩短短1.871.87天天。平平均均机机械械钻钻速速由由20032003年年的的11.57m/h11.57m/h提提高高至至12.63 12.63 m/h m/h ，提提高高9.16%9.16%。现场应用情况现场应用情

94、况复合钻井钻井周期与机械钻速复合钻井钻井周期与机械钻速华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 272452

95、7 邮编：邮编：062552现场应用情况现场应用情况井身质量井身质量全角变化率全角变化率2002年年2003年年2004年年4（/25m）8口井口井30.85口井口井16.10/34（/25m）7口井口井26.96口井口井19.312.423（/25m）11口井口井42.310口井口井32.31330.92（/25m）0/10口井口井32.32866.7华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Adminis

96、teration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552复合钻井导向能力预测复合钻井导向能力预测 在在钻钻进进过过程程中中，给给定定BHABHA变变形形参参数数、施施工工参参数数、井井身身参参数数的的联联合合作作用用下下将将在在钻钻头头上上产产生生侧侧向向力力，这这种种机机械械侧侧向向力力与与地地层层参参数数及及BHABHA

97、变变形形参参数数的的相相互互作作用用，达达到到改改变变井井眼眼轨轨迹迹参参数数的的效效果果。定定义义门门限限侧侧向向力力为为引引起起钻钻头头侧侧向向切切削削的的参参数数最最小小机机械械作作用用力力，则则有有效效侧侧向向力力就就可可表表示示为为超超过过门门限限侧侧向向力力的的部部分分。当当侧侧向向力力的的绝绝对对值值小小于于门门限限侧侧向向力力时时，有有效效侧侧向向力力小小于于0 0，钻钻头头只只是是侧侧向向研研磨磨地地层层，此此时时将将稳稳斜斜钻钻进进。门门限限侧侧向向力力与与钻钻头头的的侧侧向向切切削削特特性性及及所所钻钻地地层层的的岩岩石石机机械械性性质质均均有有关关，可可由由室内实验测定

98、，也可利用实验资料反算。室内实验测定，也可利用实验资料反算。 华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 27

99、24527 邮编：邮编：062552设门限侧向力为 ，则有效钻头侧向力可以表示为： 式中 、 为钻头上的有效侧向力， 、 为钻头上的侧向力。预弯曲钻具组合复合钻井时的特征在某种意义上讲已经和滑动导向时的工作机理具有完全不同的特点，更多的类似于常规BHA的工作机理。因此，其导向能力的预测可以采用类似上面介绍的方法。 复合钻井导向能力预测复合钻井导向能力预测华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Adminis

100、teration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552巴巴18181818井导向能力分析井导向能力分析将将 Fs-SFm 对对 K K 进行回归，可得如下进行回归，可得如下回归方程：回归方程： 令：令： Fs-SFm=0 ，可得该钻具组合复合，可得该钻具组合复合钻井时的造斜率为：钻井时的造斜率为：K= -0.495/30m

101、K= -0.495/30m 。相关系数。相关系数R R2 2=0.977=0.977 井深井深m97510001025105010751100119712261263K /30m 0-0.180-0.024-0.0720.316-0.1030Fs （/kN）-6.01-5.1-5.93-5.79-5.60-7.50-5.68-6.12 Fs-SFm （/kN）-2.51-1.6 -2.43 -2.29 -2.1 -4 -2.18 -2.62 华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology R

102、esearch Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552巴巴73X应用情况应用情况 平衡侧向力分析结果井深井深（m）16741703174117502075210021252150侧向力侧向力（kN）-1.28-1.43-1.62-3.

103、5井斜变化井斜变化（）0.50.31.40当当钻钻具具侧侧向向力力平平衡衡侧侧向向力力时时，稳稳斜斜钻钻进进。分分析析该该层层位位平平衡衡地地层层侧侧向向力力在在3.5kN左左右右，与与先先期期预预测测接接近近。导导向向能能力力分分析析：依依据据回回归归方方程程，分分析析复复合合钻钻井井井井斜斜变变化化在在0.5/30m。复合钻井导向能力预测复合钻井导向能力预测华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Adm

104、inisteration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552巴巴73X井复合钻井井段井斜变化情况井复合钻井井段井斜变化情况井深井深m122312321242125113391358137714061425造斜率造斜率/30m-0.33-0.3-0.67-0.3-0.33-0.75-0.52-0.32平平均均造造斜斜率率0

105、.44/30m，与与预预测测接接近近。分分析析巴巴73X井井情情况况，复复合合钻钻井井基基本本应应用用在在稳稳斜斜井井段段，入入井井使使用用双双稳稳定定器器单单弯弯钻钻具具，该该钻钻具具具具有有微微降降斜斜趋趋势势，实实钻钻中中复复合合45个个单单根，滑动根，滑动12个单根增井斜。个单根增井斜。 复合钻井导向能力预测复合钻井导向能力预测华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration

106、Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552巴巴73X应用情况应用情况 在在 1630.061760.38m， 2047.572146m，230米米井井段段内内，调调整整了了三三次次钻钻具具组组合合，先先后后下下入入了了双双稳稳定定器器微微增增，单单稳稳定定器器微微增增，两两种种结结构构，井井斜斜与与方方位位均均发发生生较较大大变

107、变化化。 ，最最终终再再次次采采用用复合钻方式。复合钻方式。 在在稳稳斜斜钻钻进进时时通通过过可可对对比比出出，优优选选单单弯弯钻钻具具结结构构，与与钻钻井井参参数数，可可以以一一套套钻钻具具组组合合，完完成成定定向向、稳稳斜斜。减减少少起起下下钻钻次次数数，有有效效控控制制井井眼轨迹。眼轨迹。定定 向向钻钻 进进常常 规规钻钻 进进复合钻井导向能力预测复合钻井导向能力预测华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院华北石油管理局钻井工艺研究院Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration BureauBureau中国中国 河北河北 任丘市任丘市 电话电话 (0317) 2724309 传真传真 (0317) 2724527 邮编：邮编：062552汇报结束！汇报结束！多提宝贵意见！多提宝贵意见！此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！