某油田套管磨损预测理论分析与软件开发

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某油田油气埋藏深、钻井时间长,套管磨损问题严重。当前该油田在用的井身结构、套管、钻井液、钻具与以往相比发生了较大变化,套管磨损存在许多待明确的新问题。因此,开展新钻井工况下套管磨损程度预测与剩余强度评估,对于该油田完善深井套管设计方法与井完整性技术意义重大。为了提高该油田对深井套管的磨损程度预测水平,本文做了如下研究:  (1)对某油田现阶段出现套管磨损问题的9口井进行调研,总结了影响套管磨损的主要因素:井身质量、钻杆接头耐磨带与套管材质、钻井工艺、钻井液和钻杆保护器。制定了配套的套管磨损试验方案,并通过实物磨损实验分析了钻杆接头耐磨带与套管材质、钻井液密度变化对套管磨损问题的影响;针对该油田深井超深井的特点,确定了以“磨损效率”为基础的硬钻柱模型来对套管磨损进行预测。  (2)介绍了接触压力阈值在套管磨损预测中的重要性,首次通过实物实验计算了该油田新钻井工况下的接触压力阈值,指出了通过井身质量的控制和耐磨带的选取来使套管磨损量在可控范围内;对该油田磨损严重的两种规格套管进行了有限元分析,明确了在不同磨损率下磨损套管的剩余强度变化情况。  (3)开发了配套的套管磨损预测软件,建立了该油田常用的钻杆、套管与磨损系数数据库并将软件计算结果与现场井径测量结果进行了对比,结果表明:该磨损预测软件计算精度可以满足该油田现场对于套管磨损预测的要求。
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