川南页岩气工区钻具组合振动事故率高,主要是随钻测量(measurement while drilling,MWD)系统和导向机构损坏,严重制约川南页岩气的安全经济高效开发。为有效降低钻井振动导致的工具故障率,以静态推靠式旋导在稳斜段振动为研究对象,建立A...川南页岩气工区钻具组合振动事故率高,主要是随钻测量(measurement while drilling,MWD)系统和导向机构损坏,严重制约川南页岩气的安全经济高效开发。为有效降低钻井振动导致的工具故障率,以静态推靠式旋导在稳斜段振动为研究对象,建立ADAMS-ABAQUS多尺度耦合动力学模型,结合井下振动实时监测数据,构建微观共振特性与宏观振动参数的全维度评价体系。结果表明:振动频率、位移、应力和加速度的最大值均主要分布在钻具组合(bottom hole assembly,BHA)与井壁接触位置,揭示了推靠式旋导工具振动能量在钻具-井壁接触界面的空间聚集效应。钻具组合钻井过程中不易发生共振,旋导振动应力远低于钻具屈服强度,振动加速度存在超标,是振动失效的主要原因。钻压(weight on bit,WOB)、减振器配置及上扶正器虽对振动存在调控作用,但钻具扭矩对振动的综合影响更为显著,据此建立“钻参-振动加速度”双因素控制图版,为参数优化提供了理论依据,解决了现场遇振盲目同步降低所有参数的问题。现场应用显示较基准工况提速23%,验证了动态振动控制技术的有效性。研究成果为复杂页岩气钻井减振奠定了理论基础,并提供了增强性能的实际解决方案。展开更多
文摘川南页岩气工区钻具组合振动事故率高,主要是随钻测量(measurement while drilling,MWD)系统和导向机构损坏,严重制约川南页岩气的安全经济高效开发。为有效降低钻井振动导致的工具故障率,以静态推靠式旋导在稳斜段振动为研究对象,建立ADAMS-ABAQUS多尺度耦合动力学模型,结合井下振动实时监测数据,构建微观共振特性与宏观振动参数的全维度评价体系。结果表明:振动频率、位移、应力和加速度的最大值均主要分布在钻具组合(bottom hole assembly,BHA)与井壁接触位置,揭示了推靠式旋导工具振动能量在钻具-井壁接触界面的空间聚集效应。钻具组合钻井过程中不易发生共振,旋导振动应力远低于钻具屈服强度,振动加速度存在超标,是振动失效的主要原因。钻压(weight on bit,WOB)、减振器配置及上扶正器虽对振动存在调控作用,但钻具扭矩对振动的综合影响更为显著,据此建立“钻参-振动加速度”双因素控制图版,为参数优化提供了理论依据,解决了现场遇振盲目同步降低所有参数的问题。现场应用显示较基准工况提速23%,验证了动态振动控制技术的有效性。研究成果为复杂页岩气钻井减振奠定了理论基础,并提供了增强性能的实际解决方案。
