探討大位移井套管磨損預(yù)測及防磨技術(shù)

張春貴

摘 要：本研究在概述大位移井套管磨損相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了大位移井套管磨損預(yù)測模型，并以某項目工程為例，分析了影響大位移井套管磨損的因素，并提出了防磨技術(shù)，以希望為類似工程改善現(xiàn)場施工的情況提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：大位移井；套管磨損；預(yù)測；防磨技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.092

0 前言

在油田勘探不斷深化的今天，動用儲量逐步向深層和復(fù)雜斷層付繼渠發(fā)展，因而開發(fā)的難度也逐漸增大[1]。大位移井技術(shù)由于自身的諸多優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用油田勘探過程中。然而，大位移井技術(shù)在實際應(yīng)用過程中，極易出現(xiàn)套管磨損等問題，進(jìn)而影響應(yīng)用效果。因此，本研究重點從以下幾方面進(jìn)行了分析。

1 大位移井套管磨損相關(guān)理論簡介

大位移井是一種用于開發(fā)海上油氣資源的主要技術(shù)，其主要是指水垂比≥2，且測量深度>3000m的井，或者是指水平位移>3000m的井。套管磨損是大位移井實際應(yīng)用中較為常見的問題，磨損的類型主要有粘附磨損、疲勞磨損、沖擊磨損以及腐蝕磨損等等。而影響套管磨損的因素也很多，井眼狗腿度、鉆桿與套管接觸力以及鉆井液性能等等。因此，從影響因素入手，研究大位移井套管磨損的規(guī)律，并提出防磨技術(shù)是具有重要的意義的。

2 大位移井套管磨損預(yù)測模型

3 大位移井套管磨損預(yù)測分析

（1）工程概況。某大位移井設(shè)計井深、水平位移分別為6543m、5124m。采用的結(jié)構(gòu)是四開井深結(jié)構(gòu)，研究對象是338.71mm套管，套管鋼級為N80，線質(zhì)量為100.53kg/m，內(nèi)外徑分別為315.21mm和338.71mm。

（2）影響因素分析。本研究主要探究了上部造斜段井眼狗腿度、機械鉆速、頂驅(qū)轉(zhuǎn)速、底部鉆具組合、鋼級以及鉆井液性能對套管磨損的影響。

通過分析可知，在其他設(shè)計參數(shù)一定的情況下，相比于平均狗腿度大的圓弧軌道來說，平均狗腿度小的懸鏈線軌道對套管磨損的更加嚴(yán)重。通過計算不同的機械轉(zhuǎn)速，研究發(fā)現(xiàn)，套管磨損與機械轉(zhuǎn)速的關(guān)系是反比的關(guān)系，即在機械轉(zhuǎn)速不斷增加的情況下，套管磨損的情況呈現(xiàn)出減小的趨勢。頂驅(qū)轉(zhuǎn)速與套管磨損的關(guān)系與機械轉(zhuǎn)速與套管磨損的關(guān)系是一致的。另外，在分析底部鉆具對套管磨損影響的過程中，研究發(fā)現(xiàn)，鉆桿尺寸越大，其與套管的接觸面積也就越大，因而對套管的磨損情況也就更加的嚴(yán)重。通過分析不同鋼級對套管磨損的影響，研究發(fā)現(xiàn)，套管磨損的情況與硬度的關(guān)系是成反比的關(guān)系。

在分析鉆井液性能對套管磨損的影響時，研究發(fā)現(xiàn)，在其他條件一致的情況下，套管磨損的嚴(yán)重程度會隨著摩擦因素的減小而減小。同時，也研究了鉆井液密度對套管磨損的情況，研究顯示，套管磨損的情況與鉆井液密度的大小有關(guān)系，即套管磨損越嚴(yán)重，鉆井液的密度越小。

4 大位移井套管防磨技術(shù)

通過上文的研究，研究表明，套管磨損的影響因素有很多，不同的影響因素與套管磨損的關(guān)系也是不一樣的。因此，在預(yù)防大位移井套管磨損的過程中，應(yīng)依據(jù)相應(yīng)的規(guī)律，采用適宜的措施。在本文的研究中，認(rèn)為應(yīng)主要采取以下幾方面的措施進(jìn)行預(yù)防：第一，在滿足造斜要求時，井眼軌道設(shè)計的過程中，應(yīng)盡量減小狗腿度，以減小鉆桿與套管的接觸力。第二，為降低套管磨損的程度，還可以通過提高套管鋼級或增加套管壁厚的方式，以提升套管的耐磨性。第三，在施工安全獲得保障的基礎(chǔ)上，應(yīng)提高機械轉(zhuǎn)速，并控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速。第四，在使用鉆井液的過程中，應(yīng)配合使用潤滑劑。第五，為減少套管磨損，還可以采用高效的抗磨減阻劑，以在套管和鉆桿表明形成保護(hù)膜，進(jìn)而起到減阻和抗磨的作用。第六，還可以使用費旋轉(zhuǎn)防磨接頭，或者使用鉆桿橡膠護(hù)箍等防磨工具，并增加工具數(shù)。

5 結(jié)論

本文在研究的過程中，主要是通過建立預(yù)測模型的方式進(jìn)行研究的，在構(gòu)建預(yù)測模型的過程中，對計算公式等進(jìn)行了介紹。同時，結(jié)合具體的項目工程進(jìn)行了分析。由于篇幅的有限，僅將研究的結(jié)果進(jìn)行呈現(xiàn)。在本文的研究中，采用套管磨損預(yù)測模型能夠準(zhǔn)確地反應(yīng)套管磨損厚度，進(jìn)而能夠為剩余套管強度奠定基礎(chǔ)。在本文研究中，研究結(jié)果表明，上部造斜段井眼狗腿度、機械鉆速、頂驅(qū)轉(zhuǎn)速、底部鉆具組合、鋼級以及鉆井液性能都是影響套管磨損的重要因素。也就是說，套管模型是在多種因素的綜合作用下產(chǎn)生的，因而在預(yù)防方面也應(yīng)從諸多影響因素出發(fā)。只有從多因素出發(fā)，才能減少套管磨損情況的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧洪成，梁明月.套管防磨技術(shù)在海上的應(yīng)用[J].內(nèi)江科技，2017，38（01）：24-25.