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套管防磨措施研究進展 摘要: 在大位移井、大斜度井、水平井和深井鉆井中,或者在狗腿嚴重度較大的井段,或者在技術套管下入后的長裸眼鉆井過程中,常常出現套管磨損問題.由此而誘發的套管抗擠強度和抗內壓強度降低問題制約了油井的后續完井測試作業的順利進行,影響了油井壽命,嚴重時還會導致某段油井報廢和整口油井報廢.國內外學者研究了許多措施來減緩套管磨損問題.通過對這些措施的原理進行研究,為油田作業選用和科學研究提供借鑒.敷焊耐磨帶的效果明顯,操作方便,是深井鉆井、大位移井鉆井和大斜度鉆井中重點推廣的技術. 關鍵詞: 套管磨損;耐磨帶;減摩接頭 引 言 隨著石油工業的發展,深井、定向井和大位移井數量越來越多.在鉆井過程中,容易出現鉆井時間長、鉆桿作用在套管上的側向力大,由此引起的套管和鉆柱摩擦與磨損問題越來越突出,尤其是技術套管的磨損早已引起鉆井界密切關注.在我國現在的井身結構設計中,主要是<244. 6 mm(95/ 8″) 和<339. 7 mm (133/ 8″) 技術套管為典型.在這兩層技術套管之下的<215. 9 mm(81/ 2″) 和<311 mm(121/ 4″) 井段裸眼段很長,起下鉆次數多, 旋轉小時數多,而且出現嚴重狗腿的幾率大,這些因素都會對技術套管產生嚴重磨損.由此引起的嚴重后果是: (1) 抗擠強度降低.容易出現套管被擠毀使井眼報廢或局部井段報廢的情況.(2) 抗內壓強度降低.磨損套管抗內壓強度降低,甚至磨穿而不能承受內壓.在井控及中途測試時,將造成嚴重后果,要么冒套管破裂、地面竄氣的風險,要么提前下套管或下套管后再測試.這不僅造成經濟損失,而且給加深鉆井造成困難,嚴重時鉆不到設計深度.國內外均有大量的例子,我國典型的技術套管磨損的油井有:車古204 井、新851 、圣科1 井、英科1 井、牙哈7 井、克參1 井、東秋5 井、崖城132123井、郝科1 井、卻勒1 井、鶯瓊212123 、陽霞1 井、渤海曹妃甸182221 井和渤中132122 井[1 - 3 ] .其中陽霞1 井因<244. 5 mm SM110TT 套管多處嚴重磨損,在試油中用清水替換泥漿而造成套管擠毀,后該井報廢,損失近億元人民幣.新851 井由于技術套管磨損,高壓氣體使油層套管破裂,進而使技術套管破裂,導致井口冒氣.渤海曹妃甸12221 井和渤中132122 井發生3 次套管磨穿現象[2 ] .因此,需要采取套管防磨技術來保證安全快速鉆井.國外許多公司研制了系列工具、形成了系列技術.比如,ARNCO 公司研制了低熔點、自熔性好的新型抗磨材料代替以前所用的硬質合金材料,焊接在鉆桿接頭上,對套管和鉆桿接頭同時起到保護作用.一些公司研制了整體式和分體式非旋轉鉆桿保護器.整體式非旋轉鉆桿保護器直接聯接在鉆柱中,在接頭位置形成支撐,通過外滑套和心軸間的滑動軸承,避免鉆桿接頭直接磨損套管,并降低了扭矩.此外,勝利油田研制了一種減摩接頭并得到了應用.因此,本文將從國內外解決套管防磨的措施著手,闡述各種防磨措施的原理和效果.
