La technologie des puits horizontaux est devenue un moyen clé et économique pour le développement des ressources non conventionnelles telles que le pétrole et le gaz de schiste, dont l’efficacité du forage dépend largement du degré de compatibilité entre la composition des outils de fond de trou et les caractéristiques géomécaniques des formations de schiste. Cependant, les mécanismes d’influence synergique entre les caractéristiques géomécaniques, les paramètres structurels des outils et les paramètres du procédé de forage ne sont pas encore clairement établis, ce qui complique le contrôle précis et efficace de la trajectoire lors du forage réel. À cet effet, cette étude s’appuie sur les données géologiques et de forage d’un bloc typique de pétrole de schiste dans le bassin de Junggar au Xinjiang pour établir une méthode de simulation numérique intégrant les caractéristiques géomécaniques, la mécanique structurelle des outils et la dynamique de forage. L’analyse porte principalement sur l’effet global du nombre de stabilisateurs, leur position de répartition, la profondeur d’enfouissement des ailettes des stabilisateurs dans la formation, ainsi que des paramètres mécaniques du forage tels que la pression de perçage et la vitesse de rotation sur la capacité de guidage du train d’outils de fond. L’objectif est de révéler le mécanisme de couplage dynamique entre les différents paramètres et de rechercher la meilleure correspondance. L’étude révèle que comparativement aux paramètres de forage ajustables en temps réel comme la pression de perçage et la vitesse de rotation, la configuration structurelle des stabilisateurs, notamment leur nombre, l’espacement entre stabilisateurs et trépan, ainsi que la profondeur effective d’enfouissement des ailettes dans la formation de schiste, ont un impact plus sensible sur la capacité de guidage. Sur cette base, l’étude propose une stratégie d’optimisation structurelle centrée sur « une augmentation de la distribution des stabilisateurs près du trépan, un contrôle précis de l’espacement et une optimisation de la profondeur d’enfouissement ». La validation par simulation et la comparaison de cas démontrent que cette méthode peut significativement améliorer la guidabilité et l’efficacité du train d’outils de fond. Les résultats fournissent une base théorique et un soutien technique clé pour la conception raffinée des trains d’outils de fond des puits horizontaux de pétrole et gaz de schiste.

puits horizontaux; pétrole de schiste; gaz de schiste; modèle géologique; train d’outils; simulation numérique; ingénierie géologique intégrée