[發(fā)明專利]一種復(fù)雜井眼軌跡氣井套管磨損評(píng)價(jià)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011250823.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN112196515A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許懿;張智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B47/00
• 分類號(hào): E21B47/00;E21B47/007;G06F30/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種復(fù)雜井眼軌跡氣井套管磨損評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S100收集整理研究氣井的的靜態(tài)資料、動(dòng)態(tài)資料，包括：摩擦系數(shù)、鉆桿與套管內(nèi)部接觸力、鉆進(jìn)速度、鉆進(jìn)深度、套管材質(zhì)、套管厚度、鉆柱尺寸、鉆桿與套管圓心距、三維彎曲磨損套管內(nèi)徑圓半徑、三維彎曲磨損套管外徑圓半徑；

S200建立三維空間下的套管磨損方程；

所述套管磨損方程包括套管磨損面積計(jì)算方程、套管最大磨損深度方程，具體步驟為：

S201以套管中心為圓心建立二維直角坐標(biāo)系；

S202根據(jù)建立坐標(biāo)系推導(dǎo)套管磨損面積計(jì)算方程；

所述磨損面積計(jì)算方程為

其中，A_w為套管磨損面積，單位為mm²；r為鉆柱外接圓半徑，單位為mm；L為鉆桿與套管圓心距，單位為mm；R為磨損套管內(nèi)徑圓半徑，單位為mm；x為套管上任一點(diǎn)的X軸坐標(biāo)，單位為mm；x₁、x₂為鉆桿與套管接觸兩點(diǎn)的X軸坐標(biāo)，單位為mm；acrsin代表三角函數(shù)中的反正弦函數(shù)；

S203結(jié)合所建直角坐標(biāo)系推導(dǎo)套管最大磨損深度方程；

所述套管最大磨損深度方程為l_z＝L+r-R，其中r為鉆柱外接圓半徑，單位為mm；L為鉆桿與套管圓心距，單位為mm；R為磨損套管內(nèi)徑圓半徑，單位為mm；

S300基于能量守恒定律，建立套管磨損效率模型，具體分為以下步驟：

S301建立鉆桿接頭與套管內(nèi)壁相對(duì)滑動(dòng)距離方程；

所述鉆桿接頭與套管內(nèi)壁相對(duì)滑動(dòng)距離方程為其中，L_t為鉆桿接頭與套管內(nèi)壁相對(duì)滑動(dòng)距離，單位為m；D_Z為套管內(nèi)徑，單位為mm；ω為鉆柱旋轉(zhuǎn)角速度，單位為rad/s；S為鉆進(jìn)深度，單位為m；v為鉆進(jìn)速度，單位為m/h；

S302利用所得鉆桿接頭與套管內(nèi)壁相對(duì)滑動(dòng)距離，結(jié)合摩擦功公式，進(jìn)行摩擦功計(jì)算；

所述摩擦功公式為W_W＝μN(yùn)L_t，其中，N為鉆桿同套管內(nèi)壁接觸力，單位為N；μ為摩擦系數(shù)，無(wú)量綱量；Ww為摩擦功，單位為J；

S303建立磨損所消耗摩擦功計(jì)算公式，計(jì)算磨損所消耗摩擦功，結(jié)合所得摩擦功，計(jì)算磨損效率；

所述磨損所消耗摩擦功計(jì)算公式為W_U＝H_B·V，其中，Wu為磨損所消耗摩擦功，單位為J；H_b為布氏硬度，單位為Pa；V為套管磨損體積，單位為mm³；

所述磨損效率計(jì)算公式為K＝W_U/W_W，其中，K為磨損效率，無(wú)量綱量；

S400利用上述所得套管最大磨損深度及磨損效率，結(jié)合套管磨損評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行套管磨損評(píng)價(jià)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜井眼軌跡氣井套管磨損評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述步驟S400中的套管磨損評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為，當(dāng)套管最大磨損深度小于套管壁厚的1/5時(shí)，套管無(wú)損害或損害低；當(dāng)套管最大磨損深度為套管壁厚的1/5至1/2時(shí)，套管損害中等；當(dāng)套管最大磨損深度大于套管壁厚的1/2時(shí)，套管損害嚴(yán)重；K0.1,套管無(wú)損害或損害低，0.1K0.5,套管中等損害，0.5K,套管損害嚴(yán)重。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)雜井眼軌跡氣井套管磨損評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述評(píng)價(jià)方法針對(duì)常規(guī)氣藏氣井使用，但針對(duì)非常規(guī)氣藏仍具有適用性。