一种复杂井眼轨迹气井套管磨损评价方法与流程

文档序号:23584026发布日期:2021-01-08 14:15阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种复杂井眼轨迹气井套管磨损评价方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

s100收集整理研究气井的的静态资料、动态资料,包括:摩擦系数、钻杆与套管内部接触力、钻进速度、钻进深度、套管材质、套管厚度、钻柱尺寸、钻杆与套管圆心距、三维弯曲磨损套管内径圆半径、三维弯曲磨损套管外径圆半径;

s200建立三维空间下的套管磨损方程;

所述套管磨损方程包括套管磨损面积计算方程、套管最大磨损深度方程,具体步骤为:

s201以套管中心为圆心建立二维直角坐标系;

s202根据建立坐标系推导套管磨损面积计算方程;

所述磨损面积计算方程为

其中,aw为套管磨损面积,单位为mm2;r为钻柱外接圆半径,单位为mm;l为钻杆与套管圆心距,单位为mm;r为磨损套管内径圆半径,单位为mm;x为套管上任一点的x轴坐标,单位为mm;x1、x2为钻杆与套管接触两点的x轴坐标,单位为mm;acrsin代表三角函数中的反正弦函数;

s203结合所建直角坐标系推导套管最大磨损深度方程;

所述套管最大磨损深度方程为lz=l+r-r,其中r为钻柱外接圆半径,单位为mm;l为钻杆与套管圆心距,单位为mm;r为磨损套管内径圆半径,单位为mm;

s300基于能量守恒定律,建立套管磨损效率模型,具体分为以下步骤:

s301建立钻杆接头与套管内壁相对滑动距离方程;

所述钻杆接头与套管内壁相对滑动距离方程为其中,lt为钻杆接头与套管内壁相对滑动距离,单位为m;dz为套管内径,单位为mm;ω为钻柱旋转角速度,单位为rad/s;s为钻进深度,单位为m;v为钻进速度,单位为m/h;

s302利用所得钻杆接头与套管内壁相对滑动距离,结合摩擦功公式,进行摩擦功计算;

所述摩擦功公式为ww=μnlt,其中,n为钻杆同套管内壁接触力,单位为n;μ为摩擦系数,无量纲量;ww为摩擦功,单位为j;

s303建立磨损所消耗摩擦功计算公式,计算磨损所消耗摩擦功,结合所得摩擦功,计算磨损效率;

所述磨损所消耗摩擦功计算公式为wu=hb·v,其中,wu为磨损所消耗摩擦功,单位为j;hb为布氏硬度,单位为pa;v为套管磨损体积,单位为mm3

所述磨损效率计算公式为k=wu/ww,其中,k为磨损效率,无量纲量;

s400利用上述所得套管最大磨损深度及磨损效率,结合套管磨损评价标准,进行套管磨损评价。

2.根据权利要求1所述的一种复杂井眼轨迹气井套管磨损评价方法,其特征在于:所述步骤s400中的套管磨损评价标准为,当套管最大磨损深度小于套管壁厚的1/5时,套管无损害或损害低;当套管最大磨损深度为套管壁厚的1/5至1/2时,套管损害中等;当套管最大磨损深度大于套管壁厚的1/2时,套管损害严重;k<0.1,套管无损害或损害低,0.1<k<0.5,套管中等损害,0.5<k,套管损害严重。

3.根据权利要求1所述的一种复杂井眼轨迹气井套管磨损评价方法,其特征在于:所述评价方法针对常规气藏气井使用,但针对非常规气藏仍具有适用性。


技术总结
本发明涉及一种复杂井眼轨迹气井套管磨损评价方法,属于气藏钻完井领域。其技术方案为:收集整理研究气井的的静态资料、动态资料;建立三维空间下的套管磨损方程;基于能量守恒定律,建立套管磨损效率模型;利用上述所得套管最大磨损深度及磨损效率,结合套管磨损评价标准,进行套管磨损评价。与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:(1)考虑了钻柱速度、深度等因素,评价结果更贴合实际(2)流程简单,可操作性强;(3)两种评价参数结合,评价结果准确(4)适用范围广,可推广性强。

技术研发人员:许懿;张智
受保护的技术使用者:西南石油大学
技术研发日:2020.11.11
技术公布日:2021.01.08
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