复合钻进方式在井斜控制中的理论研究和应用

摘要

自从旋转钻井发明以来，在易斜地层提高钻进速度的同时，如何更好的控制井斜，就成为所有钻井工作者一直在不断摸索和研究的主要内容。由于螺杆钻具+PDC钻头防斜打快技术(复合钻井技术)，可以在低钻压下获得较高的机械钻速，在控制井斜的同时，最大限度的提高了机械钻速。同时，它比传统的防斜钻具组合具有更强的纠斜、防斜能力，因此已经在国内外广泛使用。
　　 本文首先对螺杆钻具防斜打快机理进行了分析，指出了现在常用的三种螺杆钻具组合形式。采用微分方程法建立力学模型进行螺杆钻具的受力分析，用加权残值法进行数学求解，以钻头弯矩极小为目标用搜索法对切点长度搜索，最后以钻头弯矩最小值确定钻头增斜力的最优解，为定量分析螺杆钻具控制井斜的特性提供了技术支持。
　　 本文以埃及第一深井BEA W-1X和大北油气田使用的螺杆钻具为例，进行了力学分析，指出了各种参数对于不同螺杆钻具组合的防斜、纠斜能力的影响。通过分析表明，针对不同的螺杆钻具组合，稳定器的安放位置、稳定器尺寸、钻压、井斜角、单弯螺杆的弯角等都会对钻头侧向力产生影响。通过总结，所有计算实验数据，对现场使用具有指导意义。