[发明专利]基于复合钻井比例目标的钻具组合结构参数确定方法

说明书

本申请实施例提供一种基于复合钻井比例目标的钻具组合结构参数确定方法，方法包括：根据预设复合钻井比例目标、目标井造斜段长度、预设目标井造斜段复合钻井作业次数、目标井所处地层的扩径率、钻具组合定向造斜能力系数以及钻具组合造斜能力修正系数，确定所述钻具组合的目标造斜率；根据所述钻具组合的目标造斜率与预设造斜率阈值的数值比较结果，确定所述钻具组合的结构参数；本申请能够有效提高井眼轨迹质量，降低钻井摩阻扭矩，提高钻井作业安全性和效率。

技术领域

本申请涉及油气钻井领域，具体涉及一种基于复合钻井比例目标的钻具组合结构参数确定方法。

背景技术

采用长井段水平井布井方式已经成为开发非常规油气的重要手段之一。但是在长井段水平井钻井作业中，较长的水平段会使得钻井摩阻扭矩较高，影响钻井效率，严重时甚至导致钻井事故复杂率陡增。影响钻井摩阻扭矩的一个重要因素是井眼轨迹质量，即井眼轨迹的平滑度。通常来说采用旋转导向钻井完成井眼轨迹质量较高，平滑度较好，能缓解后期的钻井摩阻扭矩，但是旋转导向钻井需要采用专用仪器，相比成本较高。为降低钻井作业成本，目前主要采用带弯壳体螺杆钻具组合配合井下随钻测量仪器控制油气钻井井眼轨迹方向。采用这种方式钻井，当钻至水平井段时，因主要为稳斜段钻井，对井眼轨迹的调整相对较少，采用带弯壳体螺杆钻具组合配合井下随钻测量仪器控制油气钻井井眼轨迹方式总体可以采用旋转复合钻井，即通过地面旋转管柱驱动复合井下螺杆钻具驱动同时作用于钻头实现复合钻井，其井眼轨迹质量较好。但在造斜段钻进时，因需要完成井眼轨迹参数中井斜和方位角的变化，主要以定向钻井为主，即采用带弯壳体螺杆钻具单独驱动钻头钻进。因螺杆钻具带有弯壳体，使得钻头的钻进方向具有一定的指向性，实现特定方向钻进，由于频繁的定向调整轨迹，会使得井眼轨迹质量较差，平滑度差。因此，在钻井工程设计阶段，总希望设计的井眼轨道和带弯壳体螺杆的底部钻具组合能够满足一定的复合钻井比例，适当地修复定向钻井作业中的轨迹不平滑度。

发明人发现，现有技术中目前缺少考虑复合钻井比例的水平井造斜段底部钻具组合设计方法，需依靠经验完成相关设计，导致实际钻井作业中缺乏科学的指导，一定程度上影响了水平井的钻井作业效率。

发明内容

针对现有技术中的问题，本申请提供一种基于复合钻井比例目标的钻具组合结构参数确定方法，能够有效提高井眼轨迹质量，降低钻井摩阻扭矩，保证钻井作业的安全和效率。

为了解决上述问题中的至少一个，本申请提供以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种基于复合钻井比例目标的钻具组合结构参数确定方法，包括：

根据预设复合钻井比例目标、目标井造斜段长度、预设目标井造斜段复合钻井作业次数、目标井所处地层的扩径率、钻具组合定向造斜能力系数以及钻具组合造斜能力修正系数，确定所述钻具组合的目标造斜率；

根据所述钻具组合的目标造斜率与预设造斜率阈值的数值比较结果，确定所述钻具组合的结构参数。

进一步地，在所述确定所述钻具组合的目标造斜率之前，包括：

根据所述目标井和与所述目标井对应的参照井的钻具组合的定向造斜率的比值，确定所述目标井的钻具组合造斜能力修正系数。

进一步地，在所述确定所述钻具组合的目标造斜率之前，包括：

根据所述目标井的井眼轨道设计参数中的入靶点位置斜深和造斜点斜深，确定所述目标井造斜段长度。

进一步地，在所述确定所述钻具组合的目标造斜率之前，包括：

根据所述钻具组合中钻头底面至带弯壳体螺杆钻具自带稳定器中部位置距离、带弯壳体螺杆钻具自带稳定器中部位置至弯角位置距离以及带弯壳体螺杆钻具弯角位置至带弯壳体螺杆钻具上部安装的稳定器中部位置距离，确定所述钻具组合定向造斜能力系数。

进一步地，在所述确定所述钻具组合的目标造斜率之前，包括：