A tecnologia de poços horizontais tornou-se um meio essencial para o desenvolvimento econômico e eficiente de recursos não convencionais, como petróleo e gás de xisto, sendo que o desempenho da perfuração depende em grande medida do grau de compatibilidade entre a combinação das ferramentas de fundo e as características geomecânicas das formações de xisto. No entanto, os mecanismos de influência sinérgica entre as características geomecânicas, os parâmetros estruturais das ferramentas e os parâmetros do processo de perfuração ainda não estão claros nos estudos atuais, o que dificulta o controle preciso e eficiente da trajetória durante a perfuração prática. Portanto, este estudo, baseado em dados geológicos e de perfuração de um lote típico de petróleo de xisto na Bacia de Junggar, Xinjiang, estabeleceu um método de simulação numérica integrando características geomecânicas, mecânica estrutural das ferramentas e dinâmica da perfuração. A análise focalizou o impacto combinado do número de estabilizadores, posições de distribuição, profundidade de penetração das aletas dos estabilizadores na formação, bem como parâmetros mecânicos de perfuração como pressão de perfuração e velocidade de rotação sobre a capacidade de direcionamento da combinação das ferramentas de fundo, visando revelar os mecanismos dinâmicos acoplados entre diferentes parâmetros e buscar o esquema de correspondência ideal. A pesquisa descobriu que, em comparação com parâmetros de perfuração ajustáveis em tempo real, como pressão e velocidade de rotação, a configuração estrutural dos estabilizadores, especialmente o número de estabilizadores, a distância entre os estabilizadores e a broca, e a profundidade efetiva de penetração das aletas na formação de xisto têm impacto mais sensível na capacidade de direcionamento. Baseado nesse mecanismo, este estudo propôs uma estratégia de otimização estrutural centrada em “aumento da distribuição de estabilizadores próximos à broca, controle preciso do espaçamento e otimização da profundidade de penetração”. A validação por simulação e comparação de casos indicam que o método pode melhorar significativamente o direcionamento e a eficiência da perfuração da combinação das ferramentas de fundo. Os resultados da pesquisa fornecem base teórica e suporte técnico essencial para o design refinado das combinações de ferramentas de fundo de poços horizontais de petróleo e gás de xisto.

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