劉永剛 陳春梅

【摘要】隨著勘探開發(fā)的不斷深入，大斜度井的數(shù)量越來越多。本文從大斜度井完井管柱下入過程中有無扶正器對(duì)完井管柱下入可行性進(jìn)行分析。運(yùn)用幾何分析、力學(xué)建模等方法，建立完井管柱在大斜度井眼條件下下入的可行性分析模型。

【關(guān)鍵詞】大斜度井 幾何相容性 鉆井

選擇合理的扶正器需要了解扶正器的各種參數(shù)。APIlOD對(duì)扶正器的各種參數(shù)進(jìn)行了定義。

（1）啟動(dòng)力，將扶正器推進(jìn)上層套管的力；

（2）下人力或移動(dòng)力，即扶正器彈性片對(duì)井壁的摩擦阻力；

（3）復(fù)位力，扶正器的扶正能力。復(fù)位力越高，居中效果越好。

由于扶正器的外徑比管柱更大，所以帶扶正器的完井管柱更難順利下入預(yù)定井段。如何能夠順利下入帶扶正器的完井管柱是能否順利完井的關(guān)鍵任務(wù)。

2.1 單扶正器完井管柱與井眼相容性分析

假設(shè)完井管柱剛度較大，而且不允許彎曲，在下入過程中保持直線狀態(tài)。并且認(rèn)為井壁也為剛性，井徑無擴(kuò)大，在完井管柱和井壁之間留有間隙f。

計(jì)算得出：（式5）

上式中13.752是經(jīng)過單位換算而導(dǎo)出的系數(shù)。

式中：

Km——限制的最大井眼曲率，°/30m；D——扶正器外徑，m；DT——套管外徑，m；l——套管長度，m；f ——間隙值，m。

2.2 多扶正器完井管柱與井眼相容性分析

斜井較直井需要更多的扶正器，但扶正器多，往往會(huì)增加完井管柱在井眼中的阻力，完井管柱下行困難。在斜度大的長井段一般一根套管上加一個(gè)扶正器。由于扶正器之間間距比較短，在大斜度井段更容易造成幾何不相容而影響完井過程[3]。

為保證固井質(zhì)量，通常在大斜度井段和水平井段需采用多扶正器管串結(jié)構(gòu)[4]。在多扶正器管串結(jié)構(gòu)中，由于扶正器的作用，在大造斜率井段的下入過程中，由于井眼曲率的影響，極有可能出現(xiàn)某些扶正器緊貼上井壁，而某些扶正器緊貼下井壁的情況，這就容易造成完井管柱硬卡或扶正器自鎖等現(xiàn)象。

2.2.1 井眼不擴(kuò)大時(shí)管柱可下入的最大允許井眼曲率推導(dǎo)

假設(shè)完井管柱剛度較大，而且不允許彎曲，在完井管柱下入過程中保持直線狀態(tài)。并且認(rèn)為井壁也為剛性，井徑無擴(kuò)大，在完井管柱外部和井壁之間留有間隙f。（式8）

式中：

K——限制的最大井眼曲率，度/30m；D——扶正器直徑，m；DT——套管外徑，m；l——套管長度，m；f——間隙值，m

2.2.2 在井眼不擴(kuò)大扶正器外徑不相等時(shí)完井管柱允許通過的最大井眼曲率推導(dǎo)

以下計(jì)算是在井眼無擴(kuò)大時(shí)的一種特殊情況，當(dāng)下部扶正器與井眼直徑相等，上部也帶有一個(gè)扶正器，但扶正器外徑比井眼直徑小。