大位移井摩阻扭矩分析

李海東(長城鉆探工程公司鉆井技術服務公司, 遼寧 盤錦 124010)

大位移井摩阻扭矩分析

李海東(長城鉆探工程公司鉆井技術服務公司, 遼寧 盤錦 124010)

大位移水平井鉆井工藝及其相關的各項技術，在全球范圍內的石油勘探開發領域里，都具有較為廣泛的的使用前景。但在其具體實施時，因為會受到目標地區環境等的制約，往往會造成鉆井的效果遠遠未能達到計劃的預期。針對這一問題，本文首先建立了大位移井磨阻扭矩的計算模型，進而通過推導得到了各個工況條件下，磨阻扭矩的計算方法，從計算磨阻扭矩這一問題出發，為大位移井技術在現場的合理實施提供了理論基礎。

大位移井;磨阻扭矩;計算模型

1 摩阻扭矩研究的意義

由于大位移井具有水平方向的位移較大、井斜角較大、長裸眼穩斜段等主要特點，因而對磨阻扭矩進行精確的預測以及良好的控制，是大位移井施工成功與否的關鍵技術與難點問題。因此，對磨阻扭矩進行預測，在大位移井的設計以及施工過程當中，都有著特別重要的意義，并以及引起了相關技術人員的高度重視。通過近些年來的研究認為，磨阻扭矩問題貫穿了整個大位移井作業的全過程，但對其預測的精確程度仍有待提高，因而現階段主要的研究方向即為如何提高大位移井施工過程當中，磨阻扭矩的預測精度。

2 摩阻扭矩計算模型

目前，在現場進行大位移井鉆井施工的過程當中，鉆柱的摩阻扭矩所體現出的問題已經變得十分突出，主要原因在于其增加了正常鉆井施工無法順利實施的風險，并且增加了電測階段以及下套管過程當中的難度。以上問題不僅將嚴重減緩鉆井工程施工的整體進度，還會導致鉆柱等各類事故的出現，甚至整口井報廢。在大位移井現場施工的過程中，有多種措施能夠降低鉆柱摩阻扭矩。本井主要研究如何對軌道進行優化設計以減小磨阻扭矩，采用的方法主要為運用鉆柱摩阻扭矩的相關數學模型以及與之配套的程序。

(1)起下鉆工況

在這一施工狀況下，鉆柱一般向軸向方向上運動，因而鉆柱所受到的扭矩為0，此時，鉆柱摩阻的計算公式為：

在上式當中，F表示單元鉆柱上所承受的摩阻力，N即為綜合摩阻系數；對于式中的“±”，在起鉆階段取“+”，在下鉆階段取“-”。在起、下鉆過程中，T2取0。

(2)劃眼工況

在這一施工狀況下，鉆柱不僅會向軸向方向上運動，而且還會自身進行周向運動，因而需要將其受力情況，根據兩種運動方式進行分解，其分解公式為：

在對上式進行分解之后，就能夠得到在這一工況條件下摩阻扭矩的計算公式：

上式當中對于“±”，在正劃眼條件下取“+”，在倒劃眼條件下取“-”； T2=0

3 結論

本文通過一種軟模型，建立了大位移井磨阻扭矩的計算模型，進而通過推導得到了兩種工況條件下，大位移井磨阻扭矩的計算方法，為大位移井技術在現場的合理實施提供了理論基礎。

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李海東(1988- )，男，助理工程師，主要從事定向鉆井及無線隨鉆工作。