探讨大位移井套管磨损预测及防磨技术

张春贵

摘 要：本研究在概述大位移井套管磨损相关理论的基础上，构建了大位移井套管磨损预测模型，并以某项目工程为例，分析了影响大位移井套管磨损的因素，并提出了防磨技术，以希望为类似工程改善现场施工的情况提供借鉴和参考。

关键词：大位移井；套管磨损；预测；防磨技术

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

0 前言

在油田勘探不断深化的今天，动用储量逐步向深层和复杂断层付继渠发展，因而开发的难度也逐渐增大[1]。大位移井技术由于自身的诸多优势而被广泛应用油田勘探过程中。然而，大位移井技术在实际应用过程中，极易出现套管磨损等问题，进而影响应用效果。因此，本研究重点从以下几方面进行了分析。

1 大位移井套管磨损相关理论简介

大位移井是一种用于开发海上油气资源的主要技术，其主要是指水垂比≥2，且测量深度>3000m的井，或者是指水平位移>3000m的井。套管磨损是大位移井实际应用中较为常见的问题，磨损的类型主要有粘附磨损、疲劳磨损、冲击磨损以及腐蚀磨损等等。而影响套管磨损的因素也很多，井眼狗腿度、钻杆与套管接触力以及钻井液性能等等。因此，从影响因素入手，研究大位移井套管磨损的规律，并提出防磨技术是具有重要的意义的。

2 大位移井套管磨损预测模型

3 大位移井套管磨损预测分析

（1）工程概况。某大位移井设计井深、水平位移分别为6543m、5124m。采用的结构是四开井深结构，研究对象是338.71mm套管，套管钢级为N80，线质量为100.53kg/m，内外径分别为315.21mm和338.71mm。

（2）影响因素分析。本研究主要探究了上部造斜段井眼狗腿度、机械钻速、顶驱转速、底部钻具组合、钢级以及钻井液性能对套管磨损的影响。

通过分析可知，在其他设计参数一定的情况下，相比于平均狗腿度大的圆弧轨道来说，平均狗腿度小的悬链线轨道对套管磨损的更加严重。通过计算不同的机械转速，研究发现，套管磨损与机械转速的关系是反比的关系，即在机械转速不断增加的情况下，套管磨损的情况呈现出减小的趋势。顶驱转速与套管磨损的关系与机械转速与套管磨损的关系是一致的。另外，在分析底部钻具对套管磨损影响的过程中，研究发现，钻杆尺寸越大，其与套管的接触面积也就越大，因而對套管的磨损情况也就更加的严重。通过分析不同钢级对套管磨损的影响，研究发现，套管磨损的情况与硬度的关系是成反比的关系。

在分析钻井液性能对套管磨损的影响时，研究发现，在其他条件一致的情况下，套管磨损的严重程度会随着摩擦因素的减小而减小。同时，也研究了钻井液密度对套管磨损的情况，研究显示，套管磨损的情况与钻井液密度的大小有关系，即套管磨损越严重，钻井液的密度越小。

4 大位移井套管防磨技术

通过上文的研究，研究表明，套管磨损的影响因素有很多，不同的影响因素与套管磨损的关系也是不一样的。因此，在预防大位移井套管磨损的过程中，应依据相应的规律，采用适宜的措施。在本文的研究中，认为应主要采取以下几方面的措施进行预防：第一，在满足造斜要求时，井眼轨道设计的过程中，应尽量减小狗腿度，以减小钻杆与套管的接触力。第二，为降低套管磨损的程度，还可以通过提高套管钢级或增加套管壁厚的方式，以提升套管的耐磨性。第三，在施工安全获得保障的基础上，应提高机械转速，并控制转盘转速。第四，在使用钻井液的过程中，应配合使用润滑剂。第五，为减少套管磨损，还可以采用高效的抗磨减阻剂，以在套管和钻杆表明形成保护膜，进而起到减阻和抗磨的作用。第六，还可以使用费旋转防磨接头，或者使用钻杆橡胶护箍等防磨工具，并增加工具数。

5 结论

本文在研究的过程中，主要是通过建立预测模型的方式进行研究的，在构建预测模型的过程中，对计算公式等进行了介绍。同时，结合具体的项目工程进行了分析。由于篇幅的有限，仅将研究的结果进行呈现。在本文的研究中，采用套管磨损预测模型能够准确地反应套管磨损厚度，进而能够为剩余套管强度奠定基础。在本文研究中，研究结果表明，上部造斜段井眼狗腿度、机械钻速、顶驱转速、底部钻具组合、钢级以及钻井液性能都是影响套管磨损的重要因素。也就是说，套管模型是在多种因素的综合作用下产生的，因而在预防方面也应从诸多影响因素出发。只有从多因素出发，才能减少套管磨损情况的发生。

参考文献：

[1]顾洪成，梁明月.套管防磨技术在海上的应用[J].内江科技，2017，38（01）：24-25.