套管开窗侧钻中钻头弯矩分析和窗口形状描绘

论文摘要

套管侧钻开窗是石油勘探、开发过程中提高探井成功率和油气采收率、提高产能的重要手段。该技术是一项投资少、见效快的增油上产工艺技术,不仅可缩短钻井周期,而且可以节约钻井成本。利用开窗侧钻工艺技术,在油田现场已进行了各种不同类型井的开窗定向侧钻施工,取得了良好的效果。套管开窗侧钻能使死井复活、老井更新,调整和完善原有的井网结构;开窗侧钻技术能强化采油、延长油藏开采年限、提高最终原油采收率;可以充分利用老井场和地面设施,节约建设投资,保护环境;套管开窗侧钻过程中可以获得新的地质资料,为重新认识油层提供依据。在套管开窗侧钻过程中,井眼的形成是钻头与套管壁及地层相互作用的结果,因此对钻头处的受力情况进行细致和深入的分析有重大意义。以往人们在对底部钻具组合的分析方面,往往只是对钻头处的受力情况简单处理,一般在计算中把钻头看作铰支,位移为零。这种假设下,钻头弯矩为零。若考虑钻头实际大小、形状和作业事实,侧钻开窗过程中,钻头必然要受到钻杆、导斜器、套管、地层等各方面的作用。结合对钻头的受力分析,在给出合理假设的基础上,建立数学模型,并求解计算。对于窗口形状的了解和认识可以更好的指导现场施工,保证合理参数运用,因此对窗口形状进行分析计算有着重要的现实意义。它为实际开窗作业中设计一个合理的窗口宽度和长度提供了理论分析方法,也为后面的侧钻工作营造了一个良好的开端。从理论上分析窗口形状,还可以间接认识、了解实际开窗形状的大致情况,为实际开窗过程中合理选择下井工具提供参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究意义
• 1.1.1 国内油田油井损坏概况
• 1.1.2 套管开窗侧钻的目的和意义
• 1.1.3 研究钻头弯矩的意义
• 1.1.4 研究窗口形状的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 相应工作及本文内容
• 1.4 技术路线图
• 第2章 套管侧钻开窗技术简介
• 2.1 套管开窗侧钻工艺
• 2.1.1 套管开窗侧钻的用途
• 2.1.2 开窗侧钻工具简介
• 2.1.3 开窗侧钻所需工具及仪器的选择
• 2.1.4 下导斜器开窗侧钻
• 2.2 侧钻井设计关键技术
• 2.2.1 开窗侧钻的技术难点
• 2.2.2 侧钻井设计原则和原井条件
• 2.2.3 侧钻井参数设计
• 2.3 套管开窗侧钻施工的关键技术
• 2.3.1 开窗位置的选择
• 2.3.2 侧钻前的井眼处理
• 2.3.3 侧钻开窗工具的选配与改进
• 2.3.4 有关技术参数的配合
• 2.4 套管开窗程序简介
• 2.4.1 井眼准备
• 2.4.2 安放和固定导斜器
• 2.4.3 套管开窗
• 2.5 本章小结
• 第3章 套管开窗侧钻中钻头弯矩分析
• 3.1 下部钻具组合（BHA）的力学分析和研究
• 3.2 钻头弯矩存在性分析
• 3.3 模型建立
• 3.3.1 基本假设
• 3.3.2 坐标系
• 3.3.3 基本方程
• 3.4 本章小结
• 第4章 套管开窗侧钻中窗口形状的计算和描绘
• 4.1 新型开窗工具介绍
• 4.1.1 常规开窗工具开窗
• 4.1.2 常规开窗工具的问题
• 4.1.3 开发新型的侧钻开窗工具的目的
• 4.1.4 新型的侧钻开窗工具
• 4.2 描点法计算窗口形状的基本原理
• 4.3 建立数学模型求解
• 4.3.1 开窗阶段基本假设
• 4.3.2 相关公式推导
• 4.3.3 逐点法绘图
• 4.4 本章小结
• 第5章 计算示例
• 5.1 139.7mm 小井眼开窗侧钻技术介绍
• 5.1.1 小井眼开窗侧钻技术流程
• 5.1.2 开窗技术前瞻
• 5.2 实例计算和软件应用
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介