大修井卡點(diǎn)測(cè)量方法的研究與改進(jìn)

成昱釗 王 傲

（大慶鉆探工程公司修井作業(yè)公司，吉林 松原 138000）

一、傳統(tǒng)測(cè)卡點(diǎn)方法誤差太大的原因

修井井況復(fù)雜，井壁與井內(nèi)管柱接觸不連續(xù)。在修井作業(yè)中，由于鉆柱與井壁不規(guī)律的接觸，在旋轉(zhuǎn)作業(yè)中會(huì)產(chǎn)生一定的扭矩；另外，從扭矩模式中也可以看出，上扣過(guò)程的扭矩不一樣，預(yù)加的扭矩也不一樣，不能保證所有上扣扭矩一樣大。基于這兩點(diǎn)原因，在實(shí)際施工過(guò)程中，往往產(chǎn)生多點(diǎn)的倒扣的現(xiàn)象。

經(jīng)驗(yàn)公式與傳統(tǒng)處理方法不科學(xué)的原因分析:卡點(diǎn)公式的理論依據(jù)是虎克模型，測(cè)量方法是靜態(tài)拉伸法，但靜態(tài)拉伸法適用于有較大形變的固體和常溫下的測(cè)量，它的缺點(diǎn)是：①因?yàn)檩d荷大，加載速度慢，含有馳豫過(guò)程。所以它不能很真實(shí)地反映出材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。②不能測(cè)量材料在不同溫度下的楊氏彈性模量。

1在修井作業(yè)中，常規(guī)測(cè)量方法還有以下幾點(diǎn)缺陷：①被測(cè)的材料，粗細(xì)均勻，各向同性。修井作業(yè)時(shí)的管柱尺寸不一樣，此點(diǎn)不符合。②材料所受的拉力必須是所有外力。修井作業(yè)時(shí)，上提拉力不是所有的外力，還有浮力，重力，管柱與井壁之間的摩擦力等。

二、研究思想與解決方法

既然誤差只有系統(tǒng)誤差和測(cè)量誤差兩類(lèi)，所以決定首選從消除系統(tǒng)誤差方面來(lái)著手。

圖1

1被測(cè)的材料，粗細(xì)均勻，各向同性。修井作業(yè)時(shí)的管柱尺寸不一樣，但基本上所以管柱都為彈性材料，K值雖然不同，但均服從虎克定律，可以用加權(quán)法求出井內(nèi)管柱的K值。

2材料所受的拉力必須是所有外力。修井作業(yè)時(shí)，上提拉力不是所有的外力，還有浮力、重力、管柱與井壁之間的摩擦力等。雖然這些外力有些能用微積分進(jìn)行計(jì)算出來(lái)，比如浮力、重力，但摩擦力不可能用常規(guī)的方法計(jì)算出來(lái)。所以不能從校正理論模型方面來(lái)消除此方面的誤差，但在一口井中，在管柱不變、上提拉力、修井液等外因不變的情況下，這些力是不變的。可以通過(guò)一定的數(shù)據(jù)分析方法來(lái)消除這一方面的誤差。

3不同溫度下的楊氏彈性模量不同，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法確定不同溫度下的楊氏彈性模量。在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程中，溫度變化范圍往往在80℃之內(nèi)，（地梯溫度為2.5℃/百米左右，井深2000米左右的地層溫度為50℃左右）這點(diǎn)溫度對(duì)楊氏彈性模量的影響不大，材料還是處理彈性形變范圍內(nèi)，服從虎克定律。

綜上所述，可以通過(guò)擬合變形的卡點(diǎn)公式卡L/K=λ/P=B，得到一個(gè)精確度很高的結(jié)果。

三、新測(cè)量卡點(diǎn)方法步驟

綜合分析系統(tǒng)誤差和測(cè)量誤差的原因，得出新的測(cè)量方法，步驟如下：①檢查井架、繃?yán)K、地錨、游動(dòng)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)等部位是否完好，指重表是否靈活好用。②將吊卡扣在最后一根下井管柱上。掛上吊環(huán)。③選定一上測(cè)量間隔（如30KN）。上提管柱至第一間隔點(diǎn)，在與防噴器法蘭上平面平齊位置的油管上做第一個(gè)標(biāo)記，作為A點(diǎn)；④上提管柱至下一個(gè)間隔點(diǎn)，在與防噴器法蘭上平面平齊位置的油管上做標(biāo)記，作為B點(diǎn)。⑤用鋼板尺測(cè)量標(biāo)記A與B之間的距離，記為λ1；重復(fù)步驟3-5，直到管柱彈性范圍內(nèi)。⑥計(jì)算λ0=（λ1+λ2+……+λn）/n；⑦用Oirgin軟件曲線擬合伸長(zhǎng)量λ與拉力P，得出曲線方程（曲線為一條不過(guò)原點(diǎn)，斜率為正數(shù)的直線）。⑧將卡點(diǎn)公式變形一下得到：L/K=λ/P=B（B為擬后出的直線的系數(shù)）查工程手冊(cè)，得出K值，代入上述公式即可得到卡點(diǎn)深度）

四、效果檢查

在吉林油田某井中檢查新方法的實(shí)用性。精確度達(dá)99.67%以上。下圖以實(shí)際曲線擬合圖。新方法不僅從系統(tǒng)誤差和測(cè)量誤差兩方面都進(jìn)行了很大程度上的消除，并且得到以幾下點(diǎn)新的認(rèn)識(shí)。

1通過(guò)對(duì)測(cè)量卡點(diǎn)方法的創(chuàng)新，證明從消除系統(tǒng)誤差和測(cè)量誤差兩方面入手的話，能大幅度的提高精確度。

2在擬合出來(lái)的曲線中，當(dāng)伸長(zhǎng)量為零時(shí)，拉力不為零，這個(gè)里是井內(nèi)其他外力的綜合體現(xiàn)。在修井作業(yè)過(guò)程中，摩擦力的大力對(duì)造扣、倒扣作業(yè)有著舉足輕重的作用，通過(guò)本方法第一次測(cè)量出了摩擦力的大小，算是一個(gè)突破。

3上提負(fù)荷不用比井內(nèi)管柱懸重大，甚至可以用壓縮管柱的辦法來(lái)求卡點(diǎn)。這就允許在一些特殊的井況中，擴(kuò)大了測(cè)量范圍，防止上提拉力過(guò)大而造成撥脫的情況產(chǎn)生。

五、結(jié)論

1在擬合出來(lái)的曲線中，當(dāng)伸長(zhǎng)量為零時(shí)，拉力不為零，這個(gè)里是井內(nèi)其他外力的綜合體現(xiàn)。在修井作業(yè)過(guò)程中，摩擦力的大力對(duì)造扣、倒扣作業(yè)有著舉足輕重的作用，通過(guò)本方法第一次測(cè)量出了摩擦力的大小，算是一個(gè)突破。

2上提負(fù)荷不用比井內(nèi)管柱懸重大，甚至可以用壓縮管柱的辦法來(lái)求卡點(diǎn)。這就允許在一些特殊的井況中，擴(kuò)大了測(cè)量范圍，防止上提拉力過(guò)大而造成撥脫的情況產(chǎn)生。

[1]胡博仲.油水井大修工藝技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1998.