[发明专利]一种页岩气长段水平井套管下入的安全性评估方法及系统

权利要求书

1.一种页岩气长段水平井套管下入的安全性评估方法，其特征在于，该方法包括：

获取测井资料；

根据所述测井资料，分析套管柱受力情况，根据计算得到的受理情况，利用三维软杆管柱模型进行大钩悬重与套管柱摩阻系数敏感性分析，确定预测井套管下入深度范围；

其中，假设井下管柱轴线形状与井眼轨迹相同，且为细长弹性体，将管柱离散为微单元段，在井眼轨迹曲线上取弧长为dl的微单元段，根据受力平衡方程得到：

T_i+1＝T_i+[W_idlcosΔα±μN_i]；(1)

M_i+1＝M_i+μN_ir；(2)

F＝±μN_i；(4)

其中，T_i+1、T_i分别为第i管柱单元上下端的轴向力，N；

M_i+1、M_i分别为第i管柱单元上下端的扭矩，N·m；

N_i为第i管柱单元与井壁的接触法向力，N；

W_i为第i管柱单元浮重，N；

μ为摩擦系数，无量纲；

r为套管单位半径，m；

Δα、分别井斜角增量和方位角增量，°；

Δα由第i管柱单元上下端的井斜角α_i+1与α_i求差计算得到；

由第i管柱单元上下端的方位角与求差计算得到；

F为摩阻力，N；在式(4)中，管柱向上运动时取+，向下运动时取-；

根据所述测井资料，计算得到实钻轨迹狗腿度随井深的累计值，并与邻井累计轨迹狗腿度、套管下入实际摩阻数据进行对比，确定预测井套管下入临界累计狗腿度值；

其中，实钻狗腿度累计值的计算公式为：

其中，K_c为狗腿度累计值，°/m；

K_i为第i井的单位井深狗腿度，°/m；

n为测井总数；

根据所述测井资料，利用每隔一定距离的井段井径观察值计算井径变异系数，分析邻井井径变异系数与套管下入实测摩阻数据关系，确定预测井套管下入临界井径变异系数；

其中，基于每隔10米的井段井径观察值的数据集统计分析得到标准方差及平均值，利用下式计算所述井径变异系数：

其中，CV为井径变异系数；σ为标准方差；μ为平均值；

根据所述测井资料，利用三维软杆管柱模型进行大钩悬重与套管柱摩阻系数敏感性分析，通过下套管实测数据确定邻井套管下入摩阻系数范围；

根据所述预测井套管下入深度范围、预测井套管下入临界累计狗腿度值、预测井套管下入临界井径变异系数以及邻井套管下入摩阻系数范围，确定预测井摩阻系数；

根据所述预测井摩阻系数，确定出不同套管下入方式的最大井深以及风险级别，生成安全性评估结果。

2.根据权利要求1所述的页岩气长段水平井套管下入的安全性评估方法，其特征在于，该方法还包括：

根据预设的满足井眼清洁的最低循环时间，与现场实际循环时间对比，结合起下钻作业摩阻情况，定性判断井眼清洁程度。

3.根据权利要求2所述的页岩气长段水平井套管下入的安全性评估方法，其特征在于，所述井眼清洁程度为良好、中等或不清洁。

4.根据权利要求3所述的页岩气长段水平井套管下入的安全性评估方法，其特征在于，根据所述预测井套管下入深度范围、预测井套管下入临界累计狗腿度值、预测井套管下入临界井径变异系数以及邻井套管下入摩阻系数范围，确定预测井摩阻系数，还包括：

根据所述井眼清洁程度，调整所述预测井摩阻系数；其中，

如果预测井的井眼清洁情况为良好，所述预测井摩阻系数保持不变；

如果预测井的井眼清洁情况为中等，所述预测井摩阻系数附加20％；

如果预测井的井眼清洁情况为不清洁，所述预测井摩阻系数附加50％。