基于钻柱-钻头-岩石-井筒系统全尺寸钻进模拟的钻井提速评价方法

摘要

本发明涉及一种基于钻柱-钻头-岩石-井筒系统全尺寸钻进模拟的钻井提速评价方法，其技术方案是首先建立基于钻柱-钻头-岩石-井筒系统全尺寸钻进模拟的有限元模型，然后采用显示积分算法对建立模型进行求解分析，最后依据所建立的评价准则对钻井提速做出评价。所述有限元模型的建立包括以下步骤：创建各部件的网格模型；定义各部件物理属性及岩石的本构关系和破碎失效准则；建立钻具与井壁随机接触碰撞模型和钻头与岩石之间的互作用模型；定义边界条件。本发明以钻头破岩为钻柱下端边界条件模拟实时钻井破岩过程，不仅使得模拟结果与真实情况更为接近，还能为现场钻井设计、钻井参数优化、钻头选型和钻井提速评价提供参考依据。

主权项

基于钻柱‑钻头‑岩石‑井筒系统全尺寸钻进模拟的钻井提速评价方法，首先建立基于钻柱‑钻头‑岩石‑井筒系统全尺寸钻进模拟的有限元模型，然后采用显示积分算法对建立的有限元模型进行分析计算，最后依据所建立的评价准则对钻井提速做出评价；其特征在于，所述建立基于钻柱‑钻头‑岩石‑井筒系统全尺寸钻进模拟的有限元模型包括以下步骤：    步骤1、建立包括井壁、钻杆、钻铤、下部钻具组合、钻头及岩石的有限元仿真网格模型；    步骤2、根据现场实际钻井不同的工况条件，定义所建立有限元模型中各钻具部件物理属性及岩石的破碎失效准则，并用根据Drucker‑Prager模型定义岩石的本构关系；    步骤3、分别建立钻具与井壁随机接触碰撞模型和钻头与岩石之间的互作用模型；    步骤4、根据现场实际不同的钻井参数，定义所建有限元模型的边界条件。