阅读说明：本技术 一种推靠式旋转导向系统地层适应评价方法 (Stratum adaptation evaluation method of push-type rotary steering system ) 是由 贾利春 白璟 陆灯云 张继川 李雷 刘伟 黄崇君 邓虎 陈东 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种推靠式旋转导向系统地层适应评价方法,涉及石油钻井技术领域。本发明首先对所钻进井段地层进行抗压强度压缩试验得到地层抗压强度,然后确定推靠式旋转导向系统翼肋作用在井壁上的压强,通过对比所钻井段的实际造斜率与设计造斜率建立地层适应性评价数据库,判定推靠式旋转导向系统对相同地层的适应性,以评价该推靠式旋转导向系统是否适应该井段地层。本发明的评价方法操作简单,能够很好的为推靠式旋转导向系统的地层适应性作出评价,以避免井下出现复杂情况时对翼肋造成破坏,影响正常的钻井施工。(The invention discloses a stratum adaptation evaluation method of a push-pull type rotary steering system, and relates to the technical field of petroleum drilling. The method comprises the steps of firstly carrying out a compressive strength compression test on a stratum of a drilled well section to obtain the compressive strength of the stratum, then determining the pressure of a wing rib of the push-type rotary steering system acting on a well wall, establishing a stratum adaptability evaluation database by comparing the actual build rate and the designed build rate of the drilled well section, and judging the adaptability of the push-type rotary steering system to the same stratum so as to evaluate whether the push-type rotary steering system is adaptive to the stratum of the drilled well section. The evaluation method is simple to operate, and can well evaluate the stratum adaptability of the push-pull type rotary steering system so as to avoid damage to the wing ribs when complex conditions occur underground and influence on normal drilling construction.)

一种推靠式旋转导向系统地层适应评价方法

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，更具体地说涉及一种推靠式旋转导向系统地层适应评价方法。

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。

20世纪末期研制出了旋转导向钻井系统，该系统完全抛开了传统的滑动导向方式，而以旋转导向钻进方式，自动、灵活地调整井斜和方位，大幅度地提高了钻井速度和钻井安全性，轨迹控制精度也非常高，因此完全适合开发特殊油气藏的超深井，大位移井，聪明井等特殊工艺井导向钻井的需要，同时也是满足闭环自动钻井发展需要的一种导向方式。

目前，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。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题和缺陷，本发明提供了一种推靠式旋转导向系统地层适应评价方法。本发明的发明目的在于解决现有技术中无法对推靠式旋转导向系统的地层适应性进行评价的问题。本发明首先对所钻进井段地层进行岩石力学参数试验，得到地层抗压强度，然后确定推靠式旋转导向系统翼肋作用在井壁上的压强，将翼肋作用在井壁接触面上压强与地层抗压强度进行对比，以评价该推靠式旋转导向系统是否适应该井段地层。本发明的评价方法操作简单，能够很好的为推靠式旋转导向系统的地层适应性作出评价，以避免井下出现复杂情况时对翼肋造成破坏，影响正常的钻井施工。通过对推靠式旋转导向系统地层适应性进行评价，选定适合推靠式旋转导向系统钻进的地层，一方面实现对井眼轨迹的调控，另一方面避免推靠式旋转导向系统盲目入井使用，提高系统的使用效率。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明是通过下述技术方案实现的：

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σ_c；

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p_c；

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p_c与地层抗压强度σ_c比值n=p_c/σ_c，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。

进一步地，在A步骤中，采集所钻进井段地层的井下岩心，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，取所有试验样品抗压强度的平均值作为地层的抗压强度σ_c。

进一步地，根据推靠式旋转导向系统设计参数确定翼肋最大推靠力P和翼肋与井壁接触面积A，根据公式p_c=P/A计算得到翼肋作用在井壁接触面上压强。

进一步地，对于任意井段地层根据p_c/σ_c与n值关系判定推靠式旋转导向系统对相同地层的适应性，重复步骤A、B得到比值p_c/σ_c，对比p_c/σ_c与n值关系，当p_c/σ_c小于n值时，系统不适应该地层；反之，则适应。

与现有技术相比，本发明所带来的有益的技术效果表现在：

1、本发明的评价方法，可以很好地对推靠式旋转导向系统与地层之间的适应性作出评价，可以有效避免井眼轨迹的调控失败或达不到预期，另一方面避免推靠式旋转导向系统盲目入井使用，影响正常的钻井施工。

2、本发明的评价方法，通过井下岩心制作圆柱体试验样品可得到钻进井段地层精确的抗压强度，为适应性评价提供高精度数据支撑，提高评价的有效性和精度。

3、本发明的评价方法，翼肋最大推靠力P和翼肋与井壁接触面积A均根据推靠式旋转导向系统的设计参数确定，计算得到的翼肋作用在井壁接触面上压强最为精确，为适应性评价提供高精度数据支撑，提高评价的有效性和精度。

4、本发明的评价方法，通过对比所钻井段的实际造斜率K₁与设计造斜率K₀，当K₁≥K₀时记录此时比值n=p_c/σ_c，将值n作为推靠式旋转导向系统适应该井段地层的参考值，依次得到不同地层的n值建立地层适应性评价数据库，判定推靠式旋转导向系统对相同地层的适应性。

附图说明

图1为本发明评价方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明的技术方案作出进一步详细地阐述。

实施例1

作为本发明一较佳实施例，参照说明书附图1，本实施例公开了：

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σ_c；

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p_c；

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p_c与地层抗压强度σ_c比值n=p_c/σ_c，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。

实施例2

作为本发明又一较佳实施例，参照说明书附图1，本实施例公开了：

一种推靠式旋转导向系统地层适应评价方法，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σ_c；采集所钻进井段地层的井下岩心，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，取所有试验样品抗压强度的平均值作为地层的抗压强度σ_c；

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p_c；

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p_c与地层抗压强度σ_c比值n=p_c/σ_c，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。

实施例3

作为本发明又一较佳实施例，参照说明书附图1，本实施例公开了：

一种推靠式旋转导向系统地层适应评价方法，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σ_c；采集所钻进井段地层的井下岩心，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，取所有试验样品抗压强度的平均值作为地层的抗压强度σ_c。

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p_c；根据推靠式旋转导向系统设计参数确定翼肋最大推靠力P和翼肋与井壁接触面积A，根据公式p_c=P/A计算得到翼肋作用在井壁接触面上压强。

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p_c与地层抗压强度σ_c比值n=p_c/σ_c，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。对于任意井段地层根据p_c/σ_c与n值关系判定推靠式旋转导向系统对相同地层的适应性，重复步骤A、B得到比值p_c/σ_c，对比p_c/σ_c与n值关系，当p_c/σ_c小于n值时，系统不适应该地层；反之，则适应。