Технология горизонтального бурения стала ключевым методом экономичного и эффективного освоения нетрадиционных ресурсов, таких как сланцевая нефть и газ. Эффективность бурения во многом зависит от степени соответствия комплектации нижнего бурового инструмента геолого-механическим характеристикам сланцевых пластов. Однако в существующих исследованиях неясны механизмы совместного влияния геолого-механических характеристик, параметров конструкции инструмента и параметров технологического процесса бурения, что затрудняет точное и эффективное управление траекторией бурения на практике. В связи с этим настоящее исследование основано на геологических данных и данных бурения типичного района сланцевой нефти в Джунгарской котловине Синьцзян-Уйгурского автономного района. Разработан численный метод моделирования, объединяющий геолого-механические характеристики, конструкционную механику инструмента и динамику бурения. Особое внимание уделено комплексному влиянию количества и расположения стабилизаторов, глубины их врезания ребер в пласт, а также механических параметров бурения, таких как давление на долото и скорость вращения, на направляющую способность комплекта нижнего оборудования. Цель исследования – раскрыть динамические механизмы взаимного влияния различных параметров и найти оптимальные варианты их сочетания. Исследование показало, что по сравнению с параметрами бурения, которые можно регулировать в реальном времени, такими как давление на долото и скорость вращения, структурные характеристики стабилизаторов, особенно их количество, расстояние между стабилизаторами и долотом, а также эффективная глубина врезания ребер в сланцевый пласт, имеют более чувствительное влияние на направляемость. На основе этого механизма предложена стратегия оптимизации структуры с фокусом на "увеличение распределения стабилизаторов рядом с долотом, точный контроль расстояния и оптимизацию глубины врезания". Моделирование и сопоставительный анализ кейсов показали, что данный метод значительно повышает направляемость комплекса нижних буровых инструментов и эффективность бурения. Результаты исследования предоставляют теоретическую основу и ключевую техническую поддержку для тонкого проектирования комплексов нижнего бурового оборудования горизонтальных скважин для сланцевой нефти и газа.

Джунгарская котловина;горизонтальные скважины;сланцевая нефть;сланцевый газ;геологическая модель;комплекс бурового оборудования;численное моделирование;интегрированная геологическая инженерия