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塔式钻具组合对气体钻井井斜影响研究

第3 5卷第 6期 2 0 1 3年 1 1月

石油钻采工艺 0I L DRI L L I NG& P R0DUC T I ON T EC HNOL OGY

V0 1 . 35 No . 6 NO V.2 01 3

文章编号:1 0 0 0—7 3 9 3 ( 2 0 1 3) 0 6—0 0 1 9—0 5

塔式钻具组合对气体钻井井斜影响研究 龙刚 。管志川练章华蒋祖军。王希勇。 ( 1 .中国石油大学,山东东营 2 5 7 0 6 1;2 .中石化西南油气分公司工程技术研究院,四川德阳 6 1 8 0 0 0;3 .西南石油大学,四川成都 6 1 0 5 0 0 )

引用格式:龙刚,管志川,练章华,等.塔式钻具组合对气体钻井井斜影响研究[ J].石油钻采工艺, 2 0 1 3, 3 5 ( 6 ):1 9 - 2 3 . 摘要:气体钻井技术由于其具有保护储层、防止井漏和大幅度提高钻井速度等优势而被广泛应用。但在实际钻井过程中暴露出一定程度的井斜不易控制问题制约着此技术的发展。为探讨塔式钻具组合对气体钻井井斜的影响,基于塔式钻具组合在钻井时的力学受力分析,建立了塔式钻具组合在气体钻井条件下的有限元静力学模型,并通过理论计算验证了其正确性。结 合川西某气井实际钻井资料,进行了塔式钻具组合的防斜效果研究,探讨了井斜效果影响因素,表明其降斜能力随着井斜角和钻压的变化而变化,使用空气锤的塔式钻具组合比使用牙轮钻头的组合有更大的降斜防斜能力,为塔式钻具组合在气体钻井中 的井斜控制研究和现场施工提供了理论指导。

关键词:气体钻井;塔式钻具组合;有限元模型;井斜分析 中图分类号:T E 2 4 2 . 6 文献标识码:A

I m pa c t o f t a p e r e d dr i l l s t r i ng a s s e mb l y o n we l l de v i a t i o n d ur i n g g a s dr i l l i ng

L O N G G a n g , G U A N Z h i c h u a n , L I A N Z h a n g h u a , J I A N G Z u j u n , W A N G X i y 0 n g (1 . C h i n a U n i v e r s i t y o fP e t r o l e u m, Do n g y i n g 2 5 7 0 6 1, C h i n a

; 2 . En g i n e e r i n g T e c h n o l o g yI n s t i t u t e, S I NOPEC S o u t h we s t Br a n c h, De y a n g 61 8 0 0 0, Ch i na;

3 S o u t h w e s t P e t r o l e u m U n i v e r s i y, t C h e n g d u 6 1 0 5 0 0, C h i n a)

Abs t r a c t: Ga s d r i l l i n g h a s b e e n wi d e l y u s e d d u e t o i t s a d v a n t a g e s o f e fe c t i v e f o r ma t i o n p r o t e c t i o n,l o s t c i r c u l a t i o n p r e v e n t i o n, a n d h i g h p e n e t r a t i o n r a t e . Ho we v e r i n t h e a c t u a l g a s d r i l l i n g p r o c e s s, we l l d e v i a t i o n c o n t r o l d i ic f u l t y h a s r e s t r i c t e d t h e d e v e l o p me n t o f

t h e t e c h n o l o g y . T o s t u d y t h e e f e c t o f t a p e r e d d r i l l s t r i n g a s s e mb l y o n g a s d r i l l i n g we l l d e v i a t i o n, b a s e d o n t h e s t r e s s a n a l y s i s o f t a p e r e d d r i l l s t r i n g a s s e mb l y i n g a s d r i l l i n g, t h e i f n i t e e l e me n t me c h a n i c s mo d e l d u r i n g t h e g a s d r i l l i n g o p e r a t i o n wa s e s t a b l i s h e d, a n d i t s c o r r e c t— n e s s wa s v e if r i e d t h r o u g h t h e o r e t i c a l c a l c u l a t i o n s . Co mb i n e d wi t h a c t u a l d r i l l i n g d a t a

o f a g a s we l l i n We s t e r n S i c h u a n, t h e d e v i a t i o n c o n t r o l e fe c t wa s r e s e a r c h e d a b o u t t a p e r e d d r i l l s t r i n g a s s e mb l y, a n d t h e i n l f u e n c i n g f a c t o r s o f we l l d e v i a t i o n we r e a n a l y z e d, s h o wi n g

t h a t i t s a b i l i y t wo u l d c h a n g e wi t h i n c l i n a t i o n a n d ri d l l i n g p r e s s u r e, a n d t a p e r e d d r i l l s t r i n g a s s e mb l y wi t h a i r h a mme r wa s b e t t e r t h a n t h a t wi t h c o n e b i t i n d e v i a t i o n p r e v e n t i o n, wh i c h p r o v i d e d t h e o r e t i c a l g u i d a n c e f o r d e v i a t i o n c o n ro t l r e s e a r c h a n d i f e l d o p e r a t i o n o f t a p e r e d dr i l l s t r i ng a s s e m bl y du r i n g g as d r i l l i n g.

Ke y wo r d s: g a s d r i l l i n g; t a p e r e d d r i l l s t r i n g a s s e mb l y; i f n i t e e l e me n t mo d e l; we l l d e v i a t i o n a n a l y s i s

气体钻井以气体循环介质替代传统液体循环介质,正逐渐成为能大幅提高机械钻速、发现与保护油气

由于钻井液介质的不同,造成钻柱在井眼内遇到的阻力、钻柱与井壁的碰摩系数和频率、钻柱的偏心质量等多种因素发生变化,形成气体钻井特有的动态造

层、治理恶性井漏、降低钻井成本的重要技术手段,并成功地解决了漏失严重地层、低渗透地层、水敏『生低压地层、严重缺水地区等特殊条件下的钻井难题…。而

斜规律,导致气体钻井普遍存在井斜不易控制的难题,进而极大影响井身质量,甚至导致中途填井重

基金项目:国家自然科学基金重点项目“气体钻井技术基础研究”(编号: 5 1 1 3 4 0 0 4 )。 作者简介:龙刚, 1 9 7 4年生。1 9 9 8年毕业于西南石油大学石油工程专业,中国石油大学 (华东)博士研究生,高级工程师。电话:0 2 8— 8 6 0 1 6 6 4 1。E - ma i l:z s q i n g 6 6 6@1 2 6 . c o m。

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