組合油管對水平井修井管柱下入能力的影響研究

馮 定，陳文康，孫巧雷，杜宇成

（1. 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北荊州434023；

2. 湖北省油氣鉆完井工具工程技術(shù)研究中心，湖北荊州434023；

3. 非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北武漢430100）

隨著水平井鉆井技術(shù)的改進(jìn)，作業(yè)井身的水平段長度不斷增加、水垂比逐漸增大［1］，使得修井管柱向下的整體軸向作用力相對較小，從而導(dǎo)致修井管柱下入困難［2］。針對以上問題，國內(nèi)外學(xué)者對修井管柱的下入能力展開了研究，如：Child等人建立了考慮摩阻系數(shù)受修井液密度、黏度、組成成分和井眼參數(shù)影響的管柱起下狀態(tài)的計(jì)算模型［3-4］；Ruddy 等人對懸浮下管柱技術(shù)進(jìn)行了力學(xué)分析，并建立了相關(guān)的力學(xué)分析模型［5］；曲永哲、王兆會等人以修井管柱在下入過程中所受的摩阻和鉤載大小為依據(jù)，分析了修井管柱的下入能力［6-7］。為解決修井管柱下入困難的問題，國內(nèi)很多油田采用了組合油管方式進(jìn)行修井作業(yè)，其中垂直井段一般使用線重較大的管柱，組合油管修井管柱的結(jié)構(gòu)如圖1所示。但是，組合油管較單一線重油管下入能力提升的機(jī)理、組合油管修井管柱下入時(shí)載荷的變化規(guī)律以及2種線重油管組合長度比例優(yōu)選的依據(jù)等尚未進(jìn)行系統(tǒng)性研究。

圖1 組合油管修井管柱結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 1 Structural diagram of combined tubing workover string

基于上述問題，本文展開了組合油管長度比例與修井管柱下入能力之間關(guān)系的研究。基于修井作業(yè)過程，考慮井眼軌跡、修井管柱在各井段受力特點(diǎn)及流體作用力，建立組合油管修井管柱在水平井垂直段、造斜段和水平段下入過程中的載荷計(jì)算模型；……