(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111638400.1 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 中国石油化工集团有限公司 地址 100029 北京市朝阳区朝阳门北 大街 22号 申请人 中石化石油工程 技术服务有限公司 　 中石化经纬有限公司 　 中石化经纬有限公司江汉测录 井分 公司 (72)发明人 廖勇　王磊　石元会　文涛　 马建辉　宋明阶　曾保林　杨雨凡　 杨雄　 (74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 代理人 涂洁　刘代乐(51)Int.Cl. E21B 47/00(2012.01) G06F 16/2458(2019.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/02(2012.01) (54)发明名称 一种基于钻具受力分析的定向托压预警方 法及系统 (57)摘要 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。 权利要求书1页 说明书9页 附图3页 CN 114320272 A 2022.04.12 CN 114320272 A 1.一种基于钻具受力分析的定向托压预警方法， 其特 征在于： 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。 2.根据权利要求1所述的基于钻具受力分析的定向托压预警方法， 其特征在于： 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。 3.根据权利要求1所述的基于钻具受力分析的定向托压预警方法， 其特征在于， 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。 4.根据权利要求1所述的基于钻具受力分析的定向托压预警方法， 其特征在于， 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。 5.根据权利要求1所述的基于钻具受力分析的定向托压预警方法， 其特征在于， 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。 6.根据权利要求1所述的基于钻具受力分析的定向托压预警方法， 其特征在于， 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。 7.根据权利要求6所述的基于钻具受力分析的定向托压预警方法， 其特征在于： 设计的 所述剖面类型包括五点六 段制剖面、 斜面圆弧剖面或双二维剖面。 8.一种基于钻具受力分析的定向托压预警系统， 其特 征在于： 包括 计算模块， 用于根据 预先构建的摩阻统计数据库， 确定临界摩阻值； 以及根据摩阻系数 和补偿偏差值， 计算钻井的理论摩阻值； 处理模块， 用于当所述理论摩阻值小于所述临界摩阻时， 输出正常施工信号； 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， 则输出正常施工信号， 若优化后理论摩阻值 仍不小于所述临界摩阻， 则输出 预警信号； 预警模块， 用于根据所述预警信号进行 预警。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114320272 A 2一种基于钻具受力分析的定向托压预警方 法及系统 技术领域 [0001]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 [0002]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。 [0003]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 [0004]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。 [0005]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： [0006]根据预先构建的摩阻统计数据库， 确定临界摩阻值； [0007]根据摩阻系数和补偿 偏差值， 计算钻井的理论摩阻值； [0008]当所述理论摩阻值小于所述临界摩阻时， 正常施工； [0009]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。 [0010]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。 [0011]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： [0012]基于所述摩阻系数， 计算出钻井的初始理论摩阻值； [0013]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。 [0014]较为优选的， 所述摩阻系数的确定方法为： [0015]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； [0016]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。 [0017]较为优选的， 所述补偿 偏差值的确定方法为： [0018]获取相同区块 不同钻井的模拟计算摩阻与实际摩阻数据；说　明　书 1/9 页 3 CN 114320272 A 3