大修井卡點測量方法的研究與改進

成昱釗 王 傲

（大慶鉆探工程公司修井作業公司，吉林 松原 138000）

一、傳統測卡點方法誤差太大的原因

修井井況復雜，井壁與井內管柱接觸不連續。在修井作業中，由于鉆柱與井壁不規律的接觸，在旋轉作業中會產生一定的扭矩；另外，從扭矩模式中也可以看出，上扣過程的扭矩不一樣，預加的扭矩也不一樣，不能保證所有上扣扭矩一樣大。基于這兩點原因，在實際施工過程中，往往產生多點的倒扣的現象。

經驗公式與傳統處理方法不科學的原因分析:卡點公式的理論依據是虎克模型，測量方法是靜態拉伸法，但靜態拉伸法適用于有較大形變的固體和常溫下的測量，它的缺點是：①因為載荷大，加載速度慢，含有馳豫過程。所以它不能很真實地反映出材料內部結構的變化。②不能測量材料在不同溫度下的楊氏彈性模量。

1在修井作業中，常規測量方法還有以下幾點缺陷：①被測的材料，粗細均勻，各向同性。修井作業時的管柱尺寸不一樣，此點不符合。②材料所受的拉力必須是所有外力。修井作業時，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

既然誤差只有系統誤差和測量誤差兩類，所以決定首選從消除系統誤差方面來著手。

圖1

1被測的材料，粗細均勻，各向同性。修井作業時的管柱尺寸不一樣，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，可以用加權法求出井內管柱的K值。

2材料所受的拉力必須是所有外力。修井作業時，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行計算出來，比如浮力、重力，但摩擦力不可能用常規的方法計算出來。所以不能從校正理論模型方面來消除此方面的誤差，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。可以通過一定的數據分析方法來消除這一方面的誤差。

3不同溫度下的楊氏彈性模量不同，現場無法確定不同溫度下的楊氏彈性模量。在現場作業過程中，溫度變化范圍往往在80℃之內，（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）這點溫度對楊氏彈性模量的影響不大，材料還是處理彈性形變范圍內，服從虎克定律。

綜上所述，可以通過擬合變形的卡點公式卡L/K=λ/P=B，得到一個精確度很高的結果。

三、新測量卡點方法步驟

綜合分析系統誤差和測量誤差的原因，得出新的測量方法，步驟如下：①檢查井架、繃繩、地錨、游動系統、提升系統等部位是否完好，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。③選定一上測量間隔（如30KN）。上提管柱至第一間隔點，在與防噴器法蘭上平面平齊位置的油管上做第一個標記，作為A點；④上提管柱至下一個間隔點，在與防噴器法蘭上平面平齊位置的油管上做標記，作為B點。⑤用鋼板尺測量標記A與B之間的距離，記為λ1；重復步驟3-5，直到管柱彈性范圍內。⑥計算λ0=（λ1+λ2+……+λn）/n；⑦用Oirgin軟件曲線擬合伸長量λ與拉力P，得出曲線方程（曲線為一條不過原點，斜率為正數的直線）。⑧將卡點公式變形一下得到：L/K=λ/P=B（B為擬后出的直線的系數）查工程手冊，得出K值，代入上述公式即可得到卡點深度）

四、效果檢查

在吉林油田某井中檢查新方法的實用性。精確度達99.67%以上。下圖以實際曲線擬合圖。新方法不僅從系統誤差和測量誤差兩方面都進行了很大程度上的消除，并且得到以幾下點新的認識。

1通過對測量卡點方法的創新，證明從消除系統誤差和測量誤差兩方面入手的話，能大幅度的提高精確度。

2在擬合出來的曲線中，當伸長量為零時，拉力不為零，這個里是井內其他外力的綜合體現。在修井作業過程中，摩擦力的大力對造扣、倒扣作業有著舉足輕重的作用，通過本方法第一次測量出了摩擦力的大小，算是一個突破。

3上提負荷不用比井內管柱懸重大，甚至可以用壓縮管柱的辦法來求卡點。這就允許在一些特殊的井況中，擴大了測量范圍，防止上提拉力過大而造成撥脫的情況產生。

五、結論

1在擬合出來的曲線中，當伸長量為零時，拉力不為零，這個里是井內其他外力的綜合體現。在修井作業過程中，摩擦力的大力對造扣、倒扣作業有著舉足輕重的作用，通過本方法第一次測量出了摩擦力的大小，算是一個突破。

2上提負荷不用比井內管柱懸重大，甚至可以用壓縮管柱的辦法來求卡點。這就允許在一些特殊的井況中，擴大了測量范圍，防止上提拉力過大而造成撥脫的情況產生。

[1]胡博仲.油水井大修工藝技術[M].北京：石油工業出版社，1998.