异向双弯钻具组合设计与防斜应用

　　作者简介：沈建中，１９７５年生，工程师；２００４年毕业于石油大学石油工程专业；主要从事钻井技术研究工作。地址： （２１００３１）江苏省南京市华东石油局工程技术研究院。电话：（０２５）５８８６９０９７。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｊｚ＿７５＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ 异向双弯钻具组合设计与防斜应用 沈建中　贺 庆 中国石化华东石油局工程技术设计研究院 　　沈建中等．异向双弯钻具组合设计与防斜应用．天然气工业，２０１２，３２（５）：５５－５８． 　　摘　要　井斜一直是常规钻井中的一大难题，之前以钻柱静力学分析为基础提出的防斜钻具组合虽取得了“防斜钻 直”的效果，但需要降低钻压来保证防斜效果。为此，通过对异向双弯钻具防斜机理和侧向力模拟分析，评价了其防斜打 快性能：随着弯接头偏心角、钻压和扶正器的高度的增大，防斜效果越明显；随着端部和中部直壳体的长度增加，造斜率 有所下降，且稳定性会更好。进而提出并设计了新型异向双弯防斜钻具组合，优化改进了异向双弯钻具的弯接头、短节 和单边扶正器等关键部件的技术参数，从而保证了该钻具组合具有较好的防斜效果并能够施加足够的钻压来提高机械 钻速。经过２口井的现场试验证明，平均钻速提高了７３．９３％，井斜角控制在１０°以内，实现了复杂井段的防斜打快，取得 了良好的经济效益。 　　关键词　钻井工具　异向双弯　弯接头　直壳体　防斜　数值模拟　钻压　机械钻速 　　ＤＯＩ：１０．３７８７／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０９７６．２０１２．０５．０１５ 　　传统的防斜钻具组合例如钟摆防斜钻具组合、满 眼防斜钻具组合、柔性防斜钻具组合、偏心防斜钻具组 合等，一般是建立在钻柱静力学分析的基础上提出 的［１－２］，在此基础上设计的钻具组合一般忽略地层的各 向异性以及钻具的各向异性，除此之外，还要求降低钻 压，甚至要求轻压吊打，不惜牺牲钻速来保证防斜效 果。因此我们需要一种新的钻具组合，除了具有较好 的防斜效果并且能够施加足够的钻压来保证钻速不受 影响。异向双弯钻具由于其独特的造斜特性，加上液 力推进器可以提高足够的钻压，为了在实际应用中取 得更好的效果，我们有必要对异向双弯钻具组合的防 斜机理和防斜特性［３－６］进行分析。 １　异向双弯钻具的防斜机理 　　异向双弯钻具（ＤＴＵ）主要由弯接头和直壳体组 成，弯接头是指本体中心轴线与公扣中心线成一定角 度的配合接头，主要应用于定向钻具组合起支点作用 来改变下部钻具的方向。图１、２分别为弯接头和异向 双弯短节示意图。 　　为了避免在钻具设计、加工和现场施工的盲目性， 图１　弯接头示意图 图２　异向双弯短节结构示意图 有必要对异向双弯井底钻具的防斜特性进行分析，并 对其造斜特性进行计算，以更有利于指导钻井实践。 由于理论上精确地分析计算十分复杂，且地层因素及 井眼条件等参数在现场难以确定，预测的与实钻效果 总有相当大的误差，因此，以简单的几何分析计算 预测工具的纠斜能力仍有一定的实用意义。 　　对于双弯钻具，其坐标参数（图３）为： ·５５·第３２卷第５期　　　　　　　　　　　　　　　　　　钻　井　工　程　　　　　　　　　　　　　　 图３　异向双弯钻具示意图 ｙ２ ＝Ｌ１ ｘ３ ＝Ｌ３ｓｉｎγ１＋Ｌ４ｓｉｎ（γ１－γ２） ｙ３ ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３ｃｏｓγ１＋Ｌ４ｃｏｓ（γ１－γ２ 烅 烄 烆 ） 式中Ｌ１ 为端部直壳体长度，即１号弯接头肘点至钻头 长度；Ｌ２ 为１号弯接头肘点至端部直壳体长度；Ｌ３ 为 ２个弯曲肘点之间的距离，ｍ；Ｌ４ 为上扶正器到上弯曲 肘点的距离；γ１ 为下结构弯角，（°）；γ２ 为上结构弯角， （°）。造斜率ｋ［（°）／３０ｍ］为： ｋ＝６０（λ１γ１＋λ２γ２）／ＬＴ 其中　ＬＴ ＝Ｌ１＋ＬＳ ＬＳ ＝Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４ γ１ ＝１－Ｌ２ＬＳ γ２ ＝Ｌ４ＬＳ 式中ＬＴ 为从上扶正器到钻头的钻具总长度，ｍ；λ为 弯角位置影响因子，无因次。 　　理论研究和实例验证均表明，简化公式具有很高 的计算精度，与精确公式的计算结果基本相同。 ２　异向双弯钻具的侧向力模拟 　　笔者采用有限元软件 ＡＢＡＱＵＳ对模型进行模 拟。ＡＢＡＱＵＳ是国际上最先进的大型通用有限元计 算分析软件之一，具有很好的模拟性能。其解决问题 的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问 题。它包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元 库和与之相应的材料模型库。作为通用的模拟工具， ＡＢＡＱＵＳ除了能解决大量结构（应力、位移）问题。 首先在ＰＲＯＥ建立模型并保存为ＳＴＰ格式，然后导入 到ＡＢＡＱＵＳ软件中，材料属性定义各向均性的线弹 性材料：弹性模量为２．１×１０１１　Ｐａ，泊松比定义为０．３。 然后经过组装，采用四面体网格划分，根据实际情况添 加一定的扭矩和压力，经过运算分析可以得到异向双 弯钻具的受力云图（图４），然后通过分析靠近钻头的 侧向力就可以分析这种异向双弯钻具的防斜性能。 图４　异向双弯钻具受力云图 　　通过改变不同的尺寸和受力条件，我们得到各组 成要素对异向双弯钻具防斜能力的影响，主要有：端部 和中部直壳体的长度，扶正器的位置和形状，弯接头的 偏心角，钻压等因素。通过改变某一变量，固定其他参 数的方法，可以模拟和分析各组成要素的对防斜性能 的影响，下面是我们的分析结果： 　　从上面的分析结果可以看出，随着偏心角、钻压和 扶正器的高度的增大，防斜效果越明显（图５、６）；随着 端部和中部直壳体的增加，造斜率有所下降（图７、８）， 但是稳定性会更好，便于施加钻压提高钻速，因此我们 图５　偏心角对侧向力的影响图 图６　钻压对侧向力的影响图 ·６５· 　　　　　　　　　　　　天　然　气　工　业　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０１２年５月 图７　端部直壳体长度对侧向力的影响图 图８　中部直壳体长度对侧向力的影响图 要权衡各组成要素对整体防斜性能的影响，经过优化 设计提出下面的设计并进行了现场试验。 ３　异向双弯钻具组合的设计 　　根据以上分析，设计改进了异向双弯短节钻具组 合。下面以１６５ｍｍ异向双弯短节为例，１６５ｍｍ 异向双弯短节是由带单边扶正器的弯接头及中部、端 部直壳体组成的异向双弯组合装置，适合于２１５．９ ｍｍ井眼，其上下弯接头弯度数为１°，本体扶正器采用 单边扶正器，位于弯接头高边上，双弯呈异向对称分 布。表１中各参数对应图２。 　　新型的异向双弯钻具组合有如下特点：①偏心短 钻铤的作用，②双弯钻具组合的作用，③钟摆钻具组合 的防斜作用，④单边扶正器可有效防止地层掉块引起 卡钻及起下钻困难的问题。其特征是在钻头与扶正器 之间的钻铤的适当位置连接异向双弯短钻铤，合理设 计的异向双弯半瓣短钻铤（异向双弯半瓣短钻铤：该类 型钻铤横截面为在一空心圆柱面上设有半瓣稳定定位 凸块和异向双弯的组合形状，稳定定位凸块为上下两 表１　异向双弯钻具结构参数表 外径／ｍｍ 总长／ｍ 扶正器外径／ｍｍ　 Ｌ１ 长度／ｍ　 Ｌ２ 长度／ｍ　 Ｌ３ 长度／ｍ　 Ｌ４ 长度／ｍ　 Ｌ５ 长度／ｍ １６５　 ７．１３　 ２１４　 ０．４０　 ０．３２　 ５．６９　 ０．３２　 ０．４０ 块，与圆心成１８０°对称设置，异向双弯位于两块稳定 定位凸块处。）几何形状，使其在旋转过程中具有足够 的离心力和较好的稳定作用。另外使用液力推力器主 要目的是起隔离作用，减小其上部和下部钻具的振动， 从而减小钻具和钻头受力的应力幅度，提高使用寿 命，这可以使得钻铤振动平稳而不发生异常的冲击振 动，有利于延长钻头寿命，提高钻井机械钻速。 ４　现场试验 　　在现场的钻井中，某试验区为了保证井下安全通 常是采用常规钻具钻进，随着井深的增加，井斜不断增 大，完井井斜一般在１３°～１８°。 ４．１　试验钻具组合 　　２１５．９ｍｍ牙轮钻头（Ｈ５１７Ｇ）＋１６５ｍｍ液 力推进器１根＋１６５ｍｍ 异向双弯钻具１根＋ １５８．７５ｍｍ钻铤６根＋１２７ｍｍ钻杆。 ４．２　钻井参数及试验结果 　　异向双弯钻具现场试验效果见表２。 　　该区１号试验井、２号试验井试验了ＤＴＵ短节， ２口井在试验井段通过强化钻压（１８０ｋＮ）钻进，平均 机械钻速达３．６７ｍ／ｈ，１号、２号试验井的井斜均得 到了有效控制，完钻井斜控制１０°以内，其中１号试验 井井斜控制在５°以内，井斜由使用前１０°降至４．５°取 得了较好的防斜打快效果（表２）。 表２　异向双弯钻具现场试验效果表 井号 井段地层 倾角／（°） 钻压／ ｋＮ 转速／ ｒ·ｍｉｎ－１ 排量／ Ｌ·ｓ－１ 泵压／ ＭＰａ 钻头压降／ ＭＰａ 作用在钻头 的力／ｋＮ 进尺／ｍ 平均机械 钻速／ｍ·ｈ－１ 井斜变化／ （°） １号试验井 １３．７　 １８０　 ９０　 ３２～３５　１８～２２　８．８４～９．０３　１７６．８～１８０．６　２１０．１３　 ３．８７　 １．７～４．５ ２号试验井 １６．１　 １８０　 ９０　 ３５～３９　１８～２２　６．１７～７．１０　１２３．４～１４２．０　４３９．８１　 ３．４７　 ３．２～１０．０ 合　计 １８０　 ６４９．９４　 ３．６７ ·７５·第３２卷第５期　　　　　　　　　　　　　　　　　　钻　井　工　程　　　　　　　　　　　　　　 ５　结论 　　１）通过研究异向双弯短节防斜机理并根据现场试 验，证实了ＤＴＵ具有较好的防斜效果。 　　２）新设计的ＤＴＵ钻具组合结构简单，双弯单边 扶正器结构设计，增加环容，利于井下安全，满足防斜 快打的需要。 　　３）异向双弯短节＋液力推进器的钻具组合有效地 释放了钻压，机械钻速提高了７３．９３％，井斜由１３°～ １８°降至１０°以内。 参　考　文　献 ［１］练章华，林铁军，宋周成，等．用等效外径法对塔式钻具组 合防斜问题探讨［Ｊ］．西南石油大学学报，２００８，３０（６）： １６９－１７２． ［２］李佩武，董明键，张居波．防斜打直新技术在川科１井中的 应用［Ｊ］．天然气工业，２０１０，３０（７）：６２－６４． ［３］王宝新，许岱文，程存志．弯壳动力钻具造斜率的几何分析 与计算［Ｊ］．石油钻采工艺，１９９４，１６（１）：３２－３７． ［４］帅健，于永南，洪学福．短弯外壳导向钻具的造斜率计算 ［Ｊ］．石油钻采工艺，１９９６，１８（１）：４－９． ［５］刘修善，何树山，邹野．导向钻具几何造斜率的研究［Ｊ］．石 油学报，２００４，２５（６）：８３－８７． ［６］尹虎，李黔，宋振清，等．单弯螺杆控制井斜力学特性分析 及应用［Ｊ］．天然气工业，２００４，２４（６）：４３－４７． （修改回稿日期　２０１２－０３－０１　编辑　凌　忠 檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹 ） （上接第５４页）硬化，Ｊ５５套管经过９．３％的径向膨胀 后，洛氏硬度和抗拉强度分别增加７％和６．３％，而断 后伸长率和断面收缩率分别下降５．５％、３．６％，材料 的韧性也有降低，但仍满足ＡＰＩ　ＳＰＥＣ　５ＣＴ。 　　２）Ｊ５５套管膨胀前后均属于韧性断裂，膨胀后Ｊ５５ 套管断口上的韧窝小而浅，且分布不均匀，断面较膨胀 前更平整。 　　３）膨胀后Ｊ５５套管的不均匀变形程度增加，建议 对膨胀套管的壁厚不均度的确定采用管材冷加工的经 验标准，强化加工膨胀套管质量控制，以保证套管膨胀 后的使用性能。另外，还应选用加工精度高的膨胀锥 配合适宜的膨胀工艺确保膨胀过程的顺利进行。 参　考　文　献 ［１］ＲＵＮＥ　ＧＵＳＥＶＩＫ，ＲＡＮＤＹ　ＭＥＲＲＩＴＴ．Ｒｅａｃｈｉｎｇ　ｄｅｅｐ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｔａｒｇｅｔｓ　ｕｓｉｎｇ　ｓｏｌｉｄ　ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ　ｔｕｂｕｌａｒ［Ｃ］．ｐａｐｅｒ ７７６１２－ＭＳ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ＳＰＥ　Ａｎｎｕａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｎｆｅｒ－ ｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ，２９Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ－２Ｏｃｔｏｂｅｒ　２００２，Ｓａｎ Ａｎｔｏｎｉｏ，Ｔｅｘａｓ．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：ＳＰＥ，２００２． ［２］王旱祥，王艳红，于桂杰，等．套管膨胀性能试验研究［Ｊ］．石 油矿场机械，２００７，３６（５）：６１－６３． ［３］ＭＥＲＲＩＴＴ　Ｒ　Ｍ，ＧＵＳＥＶＩＫ　Ｒ，ＢＵＣＫＬＥＲ　Ｗ，ｅｔ　ａｌ．Ｗｅｌｌ ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ　ｃａｓｅｄ－ｈｏｌｅ　ｌｉｎｅｒｓ［Ｊ］．Ｗｏｒｌｄ Ｏｉｌ　Ｊｕｌｙ　２００２，２２３（７）：５６－６５． ［４］付胜利，肖静，秦永和，等．实体膨胀管力学行为试验研究 ［Ｊ］．钻采工艺，２００７，３０（１）：８２－８３． ［５］张建兵．油气井膨胀管技术机理研究［Ｄ］．南充：西南石油 学院，２００３：９６－９７． ［６］袁志学，王淑平．塑性变形与轧制原理［Ｍ］．北京：冶金工业 出版社，２００８，１９－２２． （修改回稿日期　２０１２－０３－１３　编辑　凌　忠） ·８５· 　　　　　　　　　　　　天　然　气　工　业　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０１２年５月 Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．３２，Ｉｓｓｕｅ　５，２０１２ Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｉｄ　ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ　ｔｕｂｕｌａｒ，Ｊ５５ｃａｓｉｎｇ，ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｍａｎｄｒｅｌ，ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙ，ｃａｓｉｎｇ　ｌｅｎｇｔｈ，ｃａｓｉｎｇ ｗａｌｌ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ＤＯＩ：１０．３７８７／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０９７６．２０１２．０５．０１４ Ｗａｎｇ　Ｘｉａ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，ｂｏｒｎ　ｉｎ　１９６６，ｈｏｌｄｓ　ａ　Ｐｈ．Ｄ　ｄｅｇｒｅｅ　ａｎｄ　ｉｓ　ｎｏｗ　ｄｏｉｎｇ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｏｉｌ　ｆｉｅｌｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ａｄｄ：Ｎｏ．８，Ｘｉｎｄｕ　Ａｖｅｎｕｅ，Ｘｉｎｄｕ　Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ　６１０５００，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｗｐｉ＿ｗｘ＠１２６．ｃｏｍ Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｏｕｂｌｅ－ｔｉｔｌｅｄ　Ｕ－ｊｏｉｎｔ　ｈｏｕｓｉｎｇ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｏｏｌ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｗｅｌｌ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｈｅｎ　Ｊｉａｎｚｈｏｎｇ，Ｈｅ　Ｑｉｎｇ （Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　＆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｓｉｎｏｐｅｃ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１００３１，Ｃｈｉｎａ） ＮＡＴＵＲ．ＧＡＳ　ＩＮＤ．ＶＯＬＵＭＥ３２，ＩＳＳＵＥ５，ｐｐ．５５－５８，５／２５／２０１２．（ＩＳＳＮ１０００－０９７６；Ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｅｌｌ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｌｗａｙｓ　ａ　ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ａｌｔｈｏｕｇｈ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｃａｎ　ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙ　ｕｓｅｄ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌ　ＢＨＡ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｓｔｒｉｎｇ，ｔｈｅ　ＷＯＢ　ｈａｓ　ｔｏ　ｂｅ　ｒｅｄｕｃｅｄ． Ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｉｓ，ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ－ｔｉｔｌｅｄ　Ｕ－ｊｏｉｎｔ　ｈｏｕｓｉｎｇ（ＤＴＵ）ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｏｏｌ　ｉｓ　ｍａｄｅ，ａｎｄ　ａ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ｒｅｇａｒｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｉｄｅ　ｆｏｒｃｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｏｏｌ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｉｔｓ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｉｔ　ｉｓ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｉｌｌ　ｂｅｃｏｍｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｅｎｔ　ｈｏｕｓｅ，ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ＷＯＢ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ　ｐｌａｃｅｍｅｎｔ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌｏｎ－ ｇｅｒ　ｔｈｅ　ｅｎｄ　ａｎｄ　ｍｉｄｄｌｅ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｏｕｓｉｎｇ，ｔｈｅ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈｅ　ｂｕｉｌｄｕｐ　ｒａｔｅ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｗｉｌｌ　ｂｅｃｏｍｅ．Ｔｈｕｓ，ａ ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ＤＴＵ　ｉｓ　ｔｈｅｎ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｗｉｔｈ　ｉｔｓ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｒｉｔｉｃａｌ　ｐａｒｔｓ　ｌｉｋｅ　ｔｈｅ　ｂｅｎｔ　ｈｏｕｓｉｎｇ，ｔｈｅ　ｓｕｂ ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ，ｔｈｅｒｅｂｙ　ｔｏ　ｈｅｌｐ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ａ　ｂｅｔｔｅｒ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｂｕｔ　ａ　ｈｉｇｈｅｒ　ＲＯＰ　ｕｎｄｅｒ　ｅｎｏｕｇｈ　ＷＯＢ． Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｐｉｌｏｔ　ｔｅｓｔｓ　ｉｎ　ｔｗｏ　ｗｅｌｌｓ，ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ＲＯＰ　ｗａｓ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｂｙ　７３．９３％ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｅｌｌ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｗｉｔｈｉｎ　１０°．Ｔｈｅｒｅ－ ｆｏｒｅ，ｔｈｉｓ　ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ＤＴＵ　ｉｓ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｏ　ｈｅｌｐ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｅｆｉｔ． Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｏｏｌ，ＤＴＵ，ｄｅｖｉａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ＷＯＢ，ＲＯＰ ＤＯＩ：１０．３７８７／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０９７６．２０１２．０５．０１５ Ｓｈｅｎ　Ｊｉａｎｚｈｏｎｇ，ｅｎｇｉｎｅｅｒ，ｂｏｒｎ　ｉｎ　１９７５，ｇｒａｄｕａｔｅｄ　ｉｎ　ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｆｒｏｍ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　ｉｎ　２００４．Ｈｅ　ｉｓ　ｎｏｗ ｄｏｉｎｇ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ａｄｄ：Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ　２１００３１，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ Ｔｅｌ：＋８６－２５－５８８６　９０９７　　Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｊｚ＿７５＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ　ａｎｄ　ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ　ｆｏｒ　ｕｒｂａｎ　ｇａｓ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ＇ｓ　Ｔｗｅｌｆｔｈ　Ｆｉｖｅ－Ｙｅａｒ　Ｐｌａｎ Ｈｕａｎｇ　Ｗｅｉｑｉａｎｇ （Ｇａｎｇｈｕａ　Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１８０２６，Ｃｈｉｎａ） ＮＡＴＵＲ．ＧＡＳ　ＩＮＤ．ＶＯＬＵＭＥ３２，ＩＳＳＵＥ５，ｐｐ．５９－６１，５／２５／２０１２．（ＩＳＳＮ１０００－０９７６；Ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｉｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ｓｏ　ｒａｐｉｄｌｙ　ｉｎ　ｐｒｅｓｅｎｔ　Ｃｈｉｎａ　ｓｏ　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｍａｎｙ　ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ＇ｓ　１２ｔｈ Ｆｉｖｅ－Ｙｅａ　Ｐｌａｎ　ｆｏｒ　ｔｈｏｓｅ　ｕｒｂａｎ　ｇａｓ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｏｗｎ　ｓｔｒｅａｍ　ｍａｒｋｅｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｔｈｏｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔ　ｉｓ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ ｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｗｉｌｌ　ｋｅｅｐ　ｏｎ　ｓｏａｒｉｎｇ　ｈｉｇｈ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓａｉｄ　ｐｅｒｉｏｄ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｊｕｓｔ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆａｓｔ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｕｒｂａｎ ｆｕｅｌ　ｇａｓ　ｓｅｃｔｏｒ　ｗｉｔｈ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ａｓ　ｉｔｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ｔｒｅｎｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｈｏｗ　ｔｈｅ　ｕｒｂａｎ　ｆｕｅｌ　ｇａｓ　ｓｅｃｔｏｒ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ａｆ－ ｆｅｃｔｅｄ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｎｅｘｔ　ｆｉｖｅ－ｙｅａｒ　ｐｅｒｉｏｄ．（１）Ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｇａｓ　ｓａｌｅｓ　ｖｏｌｕｍｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｕｒｂａｎ　ｆｕｅｌ　ｇａｓ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｉｎ　２０１５ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｏｖｅｒ　１　３００× １０８　ｍ３，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｒｋｅｔ　ｓｈａｒｅ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　ｈａｌｆ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ　ｇａｓ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．（２）Ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓ　ｐｒｉｃｉｎｇ　ｒｅｆｏｒｍ　ｗｉｌｌ ｂｅ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｉｓｓｕｅ　ｈｉｇｈｌｙ　ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．（３）Ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｐｌａｎｎｉｎｇ　ｆｏｒ ｔｈｏｓｅ　ｇａｓ　ｃｏｍｐａｎｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏａｓｔａｌ　ｃｉｔｉｅｓ　ｗｉｌｌ　ｓｕｒｅｌｙ　ｈａｖｅ　ａ　ｇｒｅａｔ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｕｒｂａｎ　ｆｕｅｌ　ｇａｓ　ｓｅｃｔｏｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ　ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ　ａｎｄ　ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｕｒｂａｎ　ｇａｓ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｔｗｅｌｆｔｈ　Ｆｉｖｅ－Ｙｅａｒ　Ｐｌａｎ．（１）Ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｅｘｔ　ｆｅｗ　ｙｅａｒｓ，ｔｈｅ　ｒｕｎｎｉｎｇ ·５０１·