[发明专利]一种基于钻具受力分析的定向托压预警方法及系统

说明书

本发明涉及钻井技术领域，具体涉及一种基于钻具受力分析的定向托压预警方法及系统。根据预先构建的摩阻统计数据库，确定临界摩阻值；根据摩阻系数和补偿偏差值，计算钻井的理论摩阻值；当所述理论摩阻值小于所述临界摩阻时，正常施工；当所述理论摩阻值不小于所述临界摩阻时，对剖面进行优化，若优化后理论摩阻值小于所述临界摩阻，则正常施工，若优化后理论摩阻值仍不小于所述临界摩阻，则进行预警。本方法对可能出现的托压现象提前预警，极大的提高了钻井行程钻速，确保了井身质量。

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，具体涉及一种基于钻具受力分析的定向托压预警方法及系统。

背景技术

钻井是石油勘探开发的一项重要手段。定向钻井是钻井专业的重要分支，用于在钻井过程中控制钻头沿着预先设计的剖面钻进，提高目的层穿行率。定向钻井时，当钻具向下钻入的过程中，会逐渐和井壁之间产生较大的摩擦力，受到摩擦力的影响，导致钻压无法及时传递到钻头上，结果出现了一系列问题。特别是在长水平段施工中，易出现问题之一就是托压问题。而定向托压现象严重制约了钻井提速和控制控制精准度。

定向托压的传统应对方法是在钻进过程中，通过以往经验或根据已经出现的托压现象，被动采取相应处理措施，特别是在井眼轨道已经形成后，不仅效果有限，而且影响钻井周期。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种基于钻具受力分析的定向托压预警方法及系统，能够在施工前对可能出现的定向托压现象提前预警，其能有效避免施工过程中出现定向托压现象，节约了施工周期。

本发明一种基于钻具受力分析的定向托压预警方法，其技术方案为：

根据预先构建的摩阻统计数据库，确定临界摩阻值；

根据摩阻系数和补偿偏差值，计算钻井的理论摩阻值；

当所述理论摩阻值小于所述临界摩阻时，正常施工；

当所述理论摩阻值不小于所述临界摩阻时，对剖面进行优化，若优化后理论摩阻值小于所述临界摩阻，则正常施工，若优化后理论摩阻值仍不小于所述临界摩阻，则进行预警。

较为优选的，所述摩阻统计数据库根据历年已钻井在定向过程中出现托压现象时的摩阻进行统计分析得到。

较为优选的，根据摩阻系数和补偿偏差值，计算钻井的理论摩阻值包括：

基于所述摩阻系数，计算出钻井的初始理论摩阻值；

将所述初始理论摩阻值与所述补偿偏差值求和，得到所述理论摩阻值。

较为优选的，所述摩阻系数的确定方法为：

搜集各区块摩阻系数，并利用搜集的摩阻系数计算出某钻井的摩阻；

以计算出的摩阻无限接近该钻井实际摩阻为目标，对所述摩阻系数进行反演，得到最佳的摩阻系数。

较为优选的，所述补偿偏差值的确定方法为：

获取相同区块不同钻井的模拟计算摩阻与实际摩阻数据；

计算各钻井模拟计算摩阻与实际摩阻之间的偏差值；

将各钻井偏差值的平均值作为所述补偿偏差值。

较为优选的，所述对剖面进行优化包括：

分别改变造斜点深度、稳斜角或造斜率参数，设计出剖面类型不同的若干种施工轨道；

分别计算每种施工轨道的各开次滑动钻进摩阻、旋转钻进扭矩、技术套管下入摩阻和产层套管下入摩阻；

选取各开次滑动钻进摩阻、旋转钻进扭矩、技术套管下入摩阻和产层套管下入摩阻数据中综合数据最优的施工轨道对应的剖面，作为优化后的剖面。