摘要：复杂结构井,尤其是煤层气多分支水平井的分支井眼多、井眼轨道局部弯曲段多的特点使得井内管柱作业时所受摩阻、扭矩较大,造成作业困难甚至复杂事故。将二维刚性模型、二维整体模型及三维刚性模型3种刚杆模型进行程序化,并基于能量平衡原理,结合软绳模型及狗腿平面的管柱刚性,推导出刚度力模型,从计算效率及精度上通过对比确定刚度力模型为推荐最优计算模型。基于但不局限于杆管模型,细化并实现动态数字化井筒技术：利用三次样条插值函数及最小二乘法数据拟合进行井眼实际测井数据平滑处理,建立复杂结构井的三维＂数学井筒＂;采用量化色度分级方法,将管柱摩阻、偏磨、井壁破碎及井壁坍塌风险等指标进行等级划分,建立带有指标分级云图的＂物理井筒＂;结合工程需求,考虑井下工具组合及VR处理技术,实现可直接为工程服务的＂工程井筒＂。＂三步＂数字井筒技术路线为数字井筒的全面实现提出了可行性方案,所开发的复杂结构井三维数字井筒动态可视化软件平台可为复杂结构井工程提供极大的便利。

关键词：复杂结构井 管柱力学 刚度力 色度分级 可视化 

单位：中国石油华北油田公司 河北任丘062550 中国石油大学油气CAE技术研究中心 山东青岛266580 中国石油集团海洋工程有限公司工程设计院 北京100028