水平井钻柱动态摩阻扭矩计算与分析

作者:祝效华; 李柯; 安家伟

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;(3)3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。

分类:
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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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期刊名称:天然气工业

期刊级别:北大期刊

期刊人气:6084

杂志介绍:
主管单位:中国石油天然气集团有限公司
主办单位:四川石油管理局有限公司;中国石油天然气股份有限公司;西南油气田分公司;中国石油集团川庆钻探工程有限公司
出版地方:四川
快捷分类:工业
国际刊号:1000-0976
国内刊号:51-1179/TE
邮发代号:62-14
创刊时间:1981
发行周期:月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月
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综合影响因子:3.76