[发明专利]一种判断推靠式旋转导向系统适应钻进地层的方法

说明书

本发明公开了一种判断推靠式旋转导向系统适应钻进地层的方法，属于石油钻井技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、建立动态杨氏模量E_d和静态杨氏模量E_s之间的关系；b、计算翼肋作用在井壁接触面单位面积的应力p_c；c、计算井壁变形量δ；d、当Δ≥δ时，推靠式旋转导向系统翼肋推靠井壁后井壁变形量小于翼肋形成，判定推靠式旋转导向系统工作状态正常；当Δ＜δ时，推靠式旋转导向系统翼肋推靠井壁后，井壁变形量大于翼肋形成，判定推靠式旋转导向系统工作状态异常。本发明获取数据便捷，数据连续，具有试验耗时短，操作方便的特点。

技术领域

本发明涉及到石油钻井技术领域，尤其涉及一种判断推靠式旋转导向系统适应钻进地层的方法。

背景技术

随着钻井技术的进步，以控制经验轨迹为目的的下部钻具组合发展迅速，在原来的普通增斜、降斜和稳斜钻具的基础上，发展并推广了多种类型的导向钻具，如带偏心弯接头的防斜钻具、带柔性接头防斜钻具和两稳定器间变刚度的增斜钻具等多种新型下部钻具组合。国际上已经研制成功了多种旋转导向钻具，推靠式旋转导向钻具是在普通旋转钻具的基础上，通过旋转近钻头稳定器，将钻柱在旋转过程中稳定于井眼截面的需要位置，以控制井眼轨迹。

推靠式旋转导向系统通过系统内部的液压作用伸出翼肋，使其推靠接触在井眼截面需要的位置，从而为钻头提供所需的侧向切削力，实现井眼轨迹的调控。但是翼肋推靠接触井壁后需要井壁岩石提供足够的反作用力维持旋转导向系统本体与井壁间的间距，若地层岩石强度不足以克服翼肋推靠接触井壁的推靠力，井壁岩石将会变形造成翼肋陷入井壁，此时旋转导向系统本体与井壁间的间距缩小导致钻头所需的侧向切削力不足，进一步会造成井眼轨迹调控失败或达不到预期，但是目前对于推靠式旋转导向系统并不存在类似的地层适应评价方法。

公开号为CN 111502649A，公开日为2020年08月07日的中国专利文献公开了一种推靠式旋转导向系统地层适应评价方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、地层抗压强度获取步骤：采集所钻进井段地层的井下岩心，对采集到的井下岩心进行抗压强度压缩试验得到地层的抗压强度σc；

B、翼肋作用在井壁接触面上压强获取步骤：根据推靠式旋转导向系统的翼肋最大推靠力P和翼肋与井壁接触面积A，得到翼肋作用在井壁接触面上压强pc；

C、适应性评价步骤：对比所钻井段的实际造斜率K1与设计造斜率K0，当K1≥K0时表明推靠式旋转导向系统适应于所钻井段地层，记录此时翼肋作用在井壁接触面上压强pc与地层抗压强度σc比值n＝pc/σc，将值n作为推靠式旋转导向系统适应该井段地层的标准参考值，依次得到不同地层的n值建立地层适应性评价数据库。

该专利文献公开的推靠式旋转导向系统地层适应评价方法，需要采集所钻进井段地层的井下岩心，并将井下岩心加工制作成直径25mm、长度50mm的圆柱体试验样品，将试验样品的两端磨平，所需试验样品数量不少于3个，通过开展试验获得试验样品抗压强度的平均值作为地层的抗压强度，然后比较翼肋作用在井壁接触面上压强与地层抗压强度比值，依次得到不同地层的比值建立地层适应性评价数据库，该方法虽然可以评价该推靠式旋转导向系统是否适应该井段地层，但是存在所需的井下岩心获取困难、试验耗时长及所需试验次数多的问题。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种判断推靠式旋转导向系统适应钻进地层的方法，本发明获取数据便捷，数据连续，具有试验耗时短，操作方便的特点。

本发明通过下述技术方案实现：

一种判断推靠式旋转导向系统适应钻进地层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、利用推靠式旋转导向系统应用井段的地层横波时差、地层纵波时差和地层体积密度，采用式1计算得到钻进井段地层的动态杨氏模量Ed，建立动态杨氏模量E_d和静态杨氏模量E_s之间的关系；