论文部分内容阅读
深井、超深井钻井过程中的套管磨损是当前我国石油天然气钻井领域的重大技术难题之一。本文在国内外研究的基础之上,结合塔里木油田工程实际,对复杂地质条件下深井、超深井中套管磨损机理、监测预测方法以及计算模型进行了深入研究,主要工作如下:
1、建立了套管/钻杆的摩擦学系统模型,对套管磨损影响因素和套管与钻杆摩擦磨损特征进行了讨论;结合深井、超深井工况特点研究了套管磨损的发生发展机制,分析了套管磨损中可能存在的主要磨损型式;
2、建立了钻井液磨屑监测与钻杆接头检测相结合的磨损监测体系,实现了钻进过程中对套管磨损的实时监测,并在塔里木油田现场取得成功应用;
3、通过现场监测试验研究,确定了深井、超深井套管磨损的主要型式以及套管磨损主要影响因素的变化规律及其在钻井各阶段对磨损所起的作用;
4、对加重钻井液中铁矿粉和重晶石在钻杆/套管磨损过程中的作用进行了试验研究,揭示了两种加重材料对套管磨损机理的不同影响,为提高加重钻井液的防磨损性能奠定了基础;
5、建立了考虑狗腿类型和摩擦力的三维钻柱受力模型,改进了钻柱在受拉情况下通过狗腿时对套管正压力的计算方法;
6、采用赫兹接触模型和数值方法分析了深井底部钻柱在受压涡动状态下形成的套管磨损;首次提出了钻柱涡动时间率的概念,并采用神经网络方法建立了计算模型,采用上述计算方法得到的套管磨损计算结果与实际情况比较吻合;
7、结合塔里木油田典型油井的套管磨损监测数据对计算模型中的经验数据进行了反算,使这些数据更适合于该油井区块和工作环境,提高了其他油井的套管磨损预测准确率。