地面钻柱扭摆方法释放井下摩阻的研究进展.pdfVIP

第 37卷 第 4期 钻 采 工 艺 Vol_37 No．4 DRILLINGPR0DUCT10NTECHNOLOGY ·73 · 地面钻柱扭摆方法释放井下摩 阻的研究进展 易先中 ，李智鹏 ，周元华 ，王丽丽 ，涂忆柳 ，江胜宗 (1长江大学非常规油气湖北省协同创新中心2长江大学机械工程学院 3中国石油集团渤海钻探工程有限公司4北京加华维尔能源技术有限公司) 易先中等．地面钻柱扭摆方法释放井下摩阻的研究进展．钻采工艺，2014，37(4)：73—76 摘 要：滑动钻井中井下钻柱摩阻的释放问题，是制约现代钻井作业向更深、更远 目标快速钻进的难题。地 面钻柱扭摆方法是一种最具有发展前景的释放井下钻柱摩阻效应的措施。详细评述 了国内外机械扭摆运动／钻 彬 井筒的相互作用规律、井下钻柱在地面扭摆运动作用下的力学行为特征、钻柱地面扭摆运动的行为控制方法等 方面的研究进展 ，以此为基础，提 出了地面钻柱扭摆方法释放井下摩阻效应的未来研究重点。 关键词 ：钻柱摩阻效应；地面钻柱扭摆方法；滑动钻井；复杂结构井 D0I110．3969／J．ISSN．1006—768X．2014．04．23 间，占据了导向马达总井下工作时间的 30％ ～ 一 、 井下滑动钻井摩阻的 35％，且钻进速度特别低，不足旋转钻进速度 的 产生及其研究意义 20％。另外，滑动钻井时岩屑运移困难 ，井眼清洁程 滑动钻井中井下钻柱的摩阻释放问题，是世界 度差，容易诱发黏卡等不安全隐患，增加了钻井作业 石油钻井领域重要的基础科学理论课题_】J。滑动 的风险 。 钻井是井下导向钻井 系统 (由井下导 向马达和 滑动钻进 中的摩阻释放问题，现已成为制约现 MWD组成)的一种重要工作模式，其重要特征是： 代钻井工程 快速 安全钻进 的技术瓶径 。 钻柱不转动，井下导向马达驱动钻头旋转进行破岩， SchlumbergerBakerHughesShell、Chevron Weather— 钻柱下行带着钻头向前滑行钻进。它具有不需要起 ford和Halliburton等国际石油公司对此开展了大量 钻变更钻具组合，就可改变井眼的井斜角和方位角 的研究工作 I2 ，得到了美 国能源部 (DOE)和 国 的功能，完成定向造斜、扭方位、增斜、降斜等多项作 际钻井承包商协会 (IADC)等的资金支持 ¨卜J，获 业 ，进而实现井眼几何轨迹 的控制。 得了重要 的技术进展 ,21-32]。 由于滑动钻进过程中钻柱保持相对静止，不做 EricMaidla提出运用钻柱扭摆运动降低滑动钻 旋转运动，下部钻柱组合与井眼低边处于静摩擦状 井模式摩阻的研究项 目(即AutomatedSurfaceRota— 态，于是，钻柱向下滑行时的摩阻很大，使得井下导 tionControlSystem，高效定向钻井 自动控制系统)， 向马达的方向控制功能 (如定向造斜、扭方位、增 分别得到了美 国能源部 (DOE)的重点资助 (DE— 斜、降斜等)在理论上看似简单，实际操作过程中却 AF26—05NT50396)以及 国际钻井 承包 商协会 异常困难，不能顺利实现 。RobertoH．T．K等 (IADC)钻井工程协会的资助 (DEA一157)… ，同 人统计 ，在水平井和定向井的建井过程 中，因方位控 时，也得到 Chevron、Schlumberger和AnadarkoPetro— 制和井眼轨迹调整所需要