大位移井摩阻扭矩分析

李海东(长城钻探工程公司钻井技术服务公司, 辽宁 盘锦 124010)

大位移井摩阻扭矩分析

李海东(长城钻探工程公司钻井技术服务公司, 辽宁 盘锦 124010)

大位移水平井钻井工艺及其相关的各项技术，在全球范围内的石油勘探开发领域里，都具有较为广泛的的使用前景。但在其具体实施时，因为会受到目标地区环境等的制约，往往会造成钻井的效果远远未能达到计划的预期。针对这一问题，本文首先建立了大位移井磨阻扭矩的计算模型，进而通过推导得到了各个工况条件下，磨阻扭矩的计算方法，从计算磨阻扭矩这一问题出发，为大位移井技术在现场的合理实施提供了理论基础。

大位移井;磨阻扭矩;计算模型

1 摩阻扭矩研究的意义

由于大位移井具有水平方向的位移较大、井斜角较大、长裸眼稳斜段等主要特点，因而对磨阻扭矩进行精确的预测以及良好的控制，是大位移井施工成功与否的关键技术与难点问题。因此，对磨阻扭矩进行预测，在大位移井的设计以及施工过程当中，都有着特别重要的意义，并以及引起了相关技术人员的高度重视。通过近些年来的研究认为，磨阻扭矩问题贯穿了整个大位移井作业的全过程，但对其预测的精确程度仍有待提高，因而现阶段主要的研究方向即为如何提高大位移井施工过程当中，磨阻扭矩的预测精度。

2 摩阻扭矩计算模型

目前，在现场进行大位移井钻井施工的过程当中，钻柱的摩阻扭矩所体现出的问题已经变得十分突出，主要原因在于其增加了正常钻井施工无法顺利实施的风险，并且增加了电测阶段以及下套管过程当中的难度。以上问题不仅将严重减缓钻井工程施工的整体进度，还会导致钻柱等各类事故的出现，甚至整口井报废。在大位移井现场施工的过程中，有多种措施能够降低钻柱摩阻扭矩。本井主要研究如何对轨道进行优化设计以减小磨阻扭矩，采用的方法主要为运用钻柱摩阻扭矩的相关数学模型以及与之配套的程序。

(1)起下钻工况

在这一施工状况下，钻柱一般向轴向方向上运动，因而钻柱所受到的扭矩为0，此时，钻柱摩阻的计算公式为：

在上式当中，F表示单元钻柱上所承受的摩阻力，N即为综合摩阻系数；对于式中的“±”，在起钻阶段取“+”，在下钻阶段取“-”。在起、下钻过程中，T2取0。

(2)划眼工况

在这一施工状况下，钻柱不仅会向轴向方向上运动，而且还会自身进行周向运动，因而需要将其受力情况，根据两种运动方式进行分解，其分解公式为：

在对上式进行分解之后，就能够得到在这一工况条件下摩阻扭矩的计算公式：

上式当中对于“±”，在正划眼条件下取“+”，在倒划眼条件下取“-”； T2=0

3 结论

本文通过一种软模型，建立了大位移井磨阻扭矩的计算模型，进而通过推导得到了两种工况条件下，大位移井磨阻扭矩的计算方法，为大位移井技术在现场的合理实施提供了理论基础。

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李海东(1988- )，男，助理工程师，主要从事定向钻井及无线随钻工作。