[发明专利]一种水平井钻磨管柱下入摩阻计算方法

说明书

本发明涉及一种水平井钻磨管柱下入摩阻计算方法；属于油田修井作业管柱组合领域。该水平井钻磨管柱下入摩阻计算方法可以较为准确的模拟计算出水平井钻磨管柱下入过程中的摩阻，并进行井眼相容性分分析和水平井钻磨管柱强度校核；该方法定量分析了水平井钻磨管柱摩阻、水平井钻磨管柱下入的井眼相容性以及水平井钻磨管柱在下入井底以后的管柱强度问题，可为油田现场水平井安全、快速做好下入水平井钻磨管柱施工作业提供科学合理的意见和必要的技术支持。

技术领域

本发明涉及一种水平井钻磨管柱下入摩阻计算方法；属于油田修井作业管柱组合领域。

背景技术

水平井的井眼轨迹在地层中水平延伸较长距离，可以增大油气层的裸露面积，水平井眼连通多个储层，使得后期的储层改造和增产较为便利，增产效果明显。在水平井修井施工作业过程中，也存在着一系列的难题。目前，水平井下入钻磨管柱的最大难题是钻磨管柱在水平井水平段难以下入到预定位置。由于水平井井眼轨迹中存在造斜段及水平段，所以在井眼弯曲的作用下和钻磨管柱自身存在的重力下，钻磨管柱将产生很大的变形，这样导致钻磨管柱与井筒壁的接触面积随着钻磨管柱下入深度增加而增大，其中摩阻也随之增大，当摩阻达到一定值后，钻磨管柱会出现无法继续下入的遇卡遇阻现象，如果现场施工人员强行下入钻磨管柱，那么钻磨管柱可能会发生强度破坏，导致现场事故。针对钻磨管柱无法下入的问题，促使现场下入钻磨管柱作业顺利进行，有必要对下入钻磨管柱的摩阻进行研究。其中在水平井下钻磨管柱作业中，其钻磨管柱在水平井的造斜段和水平段内的受力比较复杂，当钻磨管柱下入到造斜段时，随着水平井井眼轨迹的井斜角的增加，钻磨管柱逐渐开始紧贴水平井井筒下井壁，随着钻磨管柱下至水平井水平段就完全躺在水平井井筒下井壁上，这时，钻磨管柱与井筒的接触面积变得相当大，井筒对钻磨管柱的摩阻也随之增大，同时造成推动力减小，这样就难以依靠钻磨管柱自身重量继续下入，使得钻磨管柱下入受阻，同时若钻磨管柱的刚性较大在水平井造斜段会被卡住而无法下入。因此，摩阻是导致钻磨管柱无法顺利下入预定位置的重要因素，产生摩阻的原因有多种，比如钻磨液流体摩阻、钻磨液粘滞阻力、钻压反作用力、钻磨液压力、钻磨管柱与井筒壁的相互接触摩擦、钻磨管柱自身的刚性及弹性、钻磨扭矩以及下入钻磨管柱施工过程中的钻磨管柱的下放速度等，其中最重要的是钻磨管柱与井筒壁的相互接触而产生的摩阻。所以为了保证在水平井中下入钻磨管柱能够顺利下入到井底，必须要对钻磨管柱下入过程中有关的力学问题进行深入研究，定量分析摩阻、钻磨管柱下入的井眼相容性以及钻磨管柱在下入井底以后的管柱强度问题。因此有必要研发一种水平井钻磨管柱下入摩阻计算方法，可为油田现场水平井安全、快速做好下入水平井钻磨管柱施工作业提供科学合理的意见和必要的技术支持。

发明内容

本发明目的在于：提供一种水平井钻磨管柱下入摩阻计算方法，使之能较为准确的模拟计算出水平井钻磨管柱下入过程中的摩阻，并进行井眼相容性分析和水平井钻磨管柱强度分析，可为现场工程师安全下入水平井钻磨管柱提供理论指导。

本发明的技术方案是：

一种水平井钻磨管柱下入摩阻计算方法，其特征在于：所述的该水平井钻磨管柱下入摩阻计算方法包含如下步骤：

一、水平井钻磨管柱的下入摩阻计算模型的建立；

根据井眼轨迹，选取井底到井口整个部分为研究对象，将水平井钻磨管柱沿井眼轴向方向划分为垂直段、造斜段、水平段及作业段；把两个井眼轨迹测点之间的部分看作是一个连续单元，则整个水平井钻磨管柱可以离散成若干个微元段；

（1）、水平井井眼轨迹拟合：

水平井钻磨管柱在下入过程中摩阻的计算需要利用到现场的井眼轨迹数据，所以在对水平井钻磨管柱下入过程中摩阻的计算之前需要对井眼轨迹进行拟合、插值计算；

假设：一口水平井井段上的一组测点：

测深

井斜角

方位角