Технология горизонтального бурения стала ключевым и экономически эффективным методом разработки нетрадиционных ресурсов, таких как сланцевый нефть и газ. Эффективность бурения в значительной мере зависит от степени соответствия нижнего комплекта бурового инструмента геомеханическим характеристикам сланцевого пласта. Однако существующие исследования неясно раскрывают механизм совместного влияния геомеханических характеристик, параметров конструкции инструмента и параметров технологии бурения, что затрудняет достижение точного и эффективного управления траекторией в процессе бурения. В связи с этим в ходе исследования на основе геологических данных и данных по бурению типичного сланцевого нефтяного блока в Джунгарской котловине Синьцзяна была создана численная модель, объединяющая геомеханические характеристики, механическую структуру инструмента и динамику бурения. Основное внимание уделялось комплексному анализу влияния количества стабилизаторов, их расположения, глубины погружения ребер стабилизатора в пласт, а также механических параметров бурения, таких как давление на долото и скорость вращения, на направляющую способность нижнего комплекта инструментов, с целью выявления динамического механизма взаимодействия различных параметров и поиска оптимальной схемы соответствия. Исследование показало, что по сравнению с параметрами бурения, которые могут регулироваться в реальном времени, такими как давление на долото и скорость вращения, структурная конфигурация стабилизаторов, особенно их количество, расстояние между стабилизаторами и долотом, а также эффективная глубина погружения ребер стабилизаторов в сланцевый пласт оказывают более чувствительное влияние на направляющую способность. На основе этого механизма в исследовании предложена стратегия оптимизации конструкции, основанная на "увеличении количества стабилизаторов возле долота, точном контроле расстояния и оптимизации глубины погружения". Моделирование и сравнительный анализ примеров показали, что данный метод значительно повышает направляющую способность и эффективность бурения нижнего комплекта инструментов. Результаты исследования предоставляют теоретическую основу и ключевую техническую поддержку для точного проектирования нижнего комплекта буровых инструментов горизонтальных скважин сланцевого нефти и газа.

горизонтальное бурение; сланцевая нефть; сланцевый газ; геологическая модель; комплекты буровых инструментов; численное моделирование; интеграция геоинженерии