[发明专利]一种复杂井眼轨迹气井套管磨损评价方法

权利要求书

1.一种复杂井眼轨迹气井套管磨损评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100收集整理研究气井的的静态资料、动态资料，包括：摩擦系数、钻杆与套管内部接触力、钻进速度、钻进深度、套管材质、套管厚度、钻柱尺寸、钻杆与套管圆心距、三维弯曲磨损套管内径圆半径、三维弯曲磨损套管外径圆半径；

S200建立三维空间下的套管磨损方程；

所述套管磨损方程包括套管磨损面积计算方程、套管最大磨损深度方程，具体步骤为：

S201以套管中心为圆心建立二维直角坐标系；

S202根据建立坐标系推导套管磨损面积计算方程；

所述磨损面积计算方程为

其中，A_w为套管磨损面积，单位为mm²；r为钻柱外接圆半径，单位为mm；L为钻杆与套管圆心距，单位为mm；R为磨损套管内径圆半径，单位为mm；x为套管上任一点的X轴坐标，单位为mm；x₁、x₂为钻杆与套管接触两点的X轴坐标，单位为mm；acrsin代表三角函数中的反正弦函数；

S203结合所建直角坐标系推导套管最大磨损深度方程；

所述套管最大磨损深度方程为l_z＝L+r-R，其中r为钻柱外接圆半径，单位为mm；L为钻杆与套管圆心距，单位为mm；R为磨损套管内径圆半径，单位为mm；

S300基于能量守恒定律，建立套管磨损效率模型，具体分为以下步骤：

S301建立钻杆接头与套管内壁相对滑动距离方程；

所述钻杆接头与套管内壁相对滑动距离方程为其中，L_t为钻杆接头与套管内壁相对滑动距离，单位为m；D_Z为套管内径，单位为mm；ω为钻柱旋转角速度，单位为rad/s；S为钻进深度，单位为m；v为钻进速度，单位为m/h；

S302利用所得钻杆接头与套管内壁相对滑动距离，结合摩擦功公式，进行摩擦功计算；

所述摩擦功公式为W_W＝μNL_t，其中，N为钻杆同套管内壁接触力，单位为N；μ为摩擦系数，无量纲量；Ww为摩擦功，单位为J；

S303建立磨损所消耗摩擦功计算公式，计算磨损所消耗摩擦功，结合所得摩擦功，计算磨损效率；

所述磨损所消耗摩擦功计算公式为W_U＝H_B·V，其中，Wu为磨损所消耗摩擦功，单位为J；H_b为布氏硬度，单位为Pa；V为套管磨损体积，单位为mm³；

所述磨损效率计算公式为K＝W_U/W_W，其中，K为磨损效率，无量纲量；

S400利用上述所得套管最大磨损深度及磨损效率，结合套管磨损评价标准，进行套管磨损评价。

2.根据权利要求1所述的一种复杂井眼轨迹气井套管磨损评价方法，其特征在于：所述步骤S400中的套管磨损评价标准为，当套管最大磨损深度小于套管壁厚的1/5时，套管无损害或损害低；当套管最大磨损深度为套管壁厚的1/5至1/2时，套管损害中等；当套管最大磨损深度大于套管壁厚的1/2时，套管损害严重；K0.1,套管无损害或损害低，0.1K0.5,套管中等损害，0.5K,套管损害严重。

3.根据权利要求1所述的一种复杂井眼轨迹气井套管磨损评价方法，其特征在于：所述评价方法针对常规气藏气井使用，但针对非常规气藏仍具有适用性。