石油学报

作者：黄文君, 张星坤, 高德利, 石小磊, 苏鹏

单位：1. 中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室 北京 102249;2. 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司 新疆乌鲁木齐 830011

关键词：钻井,套管,钻柱,套管磨损,套管失效

基金：黄文君,男,1986年11月生,2009年获中国石油大学(华东)石油工程专业学士学位,2016年获中国石油大学(北京)油气井工程专业博士学位,现为中国石油大学(北京)副教授,主要从事油气井管柱力学与应用方面的研究。Email:huangwenjun1986@126.com

摘要： 随着钻井面临的客观条件更加复杂，套管磨损问题日益突出，对安全高效钻井造成严重威胁。现场实测数据表明，某些井段的套管上存在多个磨损区域，磨损区域呈现复合磨损模式，磨损形状的复杂性超出了常规模型的适用范围。在前人工作基础上，利用套管截面空间离散化和钻井过程时间离散化将复杂问题分解为一系列简单问题的组合；引入套管磨损过程的独立控制变量，建立了磨损深度和形状增量的计算模型，给出了套管磨损问题求解的具体步骤以及磨损系数反演方法；最后将理论模型应用到大位移井中。研究结果表明，套管磨损形状并不是总是单月牙形，而是呈现多月牙重叠、交叉和分离的复合模式。不同磨损模式是由不同原因造成的，重叠的原因是磨损外径变化，交叉的原因是磨损位置小幅度偏移，分离的原因是磨损位置大偏离。造斜段套管截面上存在多个磨损区域且磨损深度最大，套管失效风险也最大，是采取防磨措施的关键井段。安装防磨接头的效果最佳，推荐1个立柱安装1个防磨接头，降低磨损系数次之，调整钻井参数的效果最差。

来源：2021年第10期

《石油学报》期刊编辑部

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