一种悬重模拟计算方法技术

本发明专利技术公开了一种悬重模拟计算方法，通过测量获取作业井及下入套管的参数，能够快速模拟计算出下入套管的悬重，并且结合实际下入过程中记录的悬重数据，能够获得悬重损失，用于对模拟计算进行修正。本方法适用于长水平段套管完井，通过理论计算，保证套管可以下入指定设计深度。该方法解决了完井套管长水平段下入难题，钻井不断突破钻进深度，大大节约业主的投资及时间，同时实现钻完井效益最大化。本方法通俗易懂，实用性强，使石油操作更精细化，以理论基础为指导，提高作业成功率。提高作业成功率。提高作业成功率。

【技术实现步骤摘要】
一种悬重模拟计算方法


[0001]本专利技术属于油气田开发
，具体为一种悬重模拟计算方法。

技术介绍

[0002]随着技术的不断发展，水平油井和气井日益增多，套管实际下入深度与钻井可钻深度的矛盾日益突出，因此如何将套管顺利下入指定深度成为了众多作业者关注的焦点。
[0003]现有技术下，套管下入存在技术瓶颈：下入套管时，利用套管自重和套管内液重在下入轨迹上的轴向分量推动套管前进，当下入水平段后，该分量很小甚至为零(当井眼上翘时，该分量为负值)，同时套自重+液重在套管径向的分量却越来越大。径向分量产生摩擦阻力，导致下入悬重进一步降低。此外，弯曲载荷，粘滞阻力，井眼不规则，井壁垮塌，泥页岩段的拖拽进一步降低下入悬重。当下入过程中井口悬重降为零时，套管不能继续下入。此时，只能完井。钻进的后续产层及产能不得不损失掉。
[0004]水平段摩阻是悬重降低的主要因素。对于小井眼和小井套，作业更具挑战性。当套管内泥浆满柱时，径向分量显著增加，水平段摩阻增加到一定程度时，将完全抵消轴向分量，导致在套管到达深度前将其停止。而且还需要考虑其他因素，如地层碎屑、拖拽效应和洗井不充分的因素。为了确保套管顺利下入水平段，通常会安装一个临时屏障，使水平段套管内充满空气或低密泥浆，降低水平段的摩阻，同时减少粘滞阻力和扭矩拖拽。漂浮接箍的下入位置决定了井口悬重的变化，决定了套管的下入深度，然而现有技术中缺少一种理论计算模拟井口悬重和判断临时屏障下入位置的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，针对上述存在的问题，提供一种悬重计算方法，
[0006]本专利技术的
技术实现思路
如下：
[0007]一种悬重模拟计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]步骤1：通过测量获取作业井及下入套管的参数，包括套管被计算的某一段的长度r及当量重量m
eq
、该段套管在作业井中所处位置的倾角θ及路径摩擦系数μ；
[0009]步骤2：根据步骤1所得的参数获得套管当量重量在井段中的轴向分力F
a
(r)、套管在井段中行进过程中产生的摩擦阻力F
f
(r)及套管在井段中除因摩擦阻力外而产生的悬重损失F
L
(r)，按照以下计算模型求得悬重H
hk
(r)：
[0010]H
hk
(r)＝F
a
(r)
‑
F
f
(r)
‑
F
L
(r)。
[0011]进一步地，步骤2中，其计算模型具体为：
[0012][0013]其中，g为重力加速度。
[0014]进一步地，方便工程计算，对于整个套管的悬重H
n
计算，将套管划分为n段，段与段之间的θ和m
eq
相同或者不同，对n段进行积分累加，采用如下计算模型求解：
[0015][0016]其中，S
n
为套管下入的总路径长度，F
L
(S
n
)为在Sn路径下的悬重损失。
[0017]进一步地，当套管所处的位置满足以下条件时，即达到HW零点：
[0018]cosθ＝μsinθor
[0019]其中θ∈[0,π/2]。
[0020]进一步地，F
L
(S
n
)的确定步骤如下：
[0021]步骤1：当对某一区块的井初次作业悬重模拟计算时，F
L
(r)取值为0，得到理想状态下的套管下入的悬重变化曲线；
[0022]步骤2：在套管下井作业过程中，获得实际的悬重变化曲线，
[0023]步骤3：通过理想状态的悬重变化曲线与实际的悬重变化曲线的差值可模拟求得在路径下的悬重损失变化图，进而确定F
L
(S
n
)。
[0024]进一步地，所述计算方法适用于在套管中加入一个或多个临时屏障时的悬重模拟，临时屏障将套管分为若干部分，套管若干部分中分别灌入相同或不同的介质。
[0025]进一步地，所述临时屏障为漂浮接箍。
[0026]进一步地，所述介质包括不同比重的泥浆、水和空气。
[0027]进一步地，所述计算方法适用于油井和气井。
[0028]由于采取了以上技术方案，本专利技术的优点在于：
[0029]1、适用于长水平段套管完井，通过理论计算，保证套管可以下入指定设计深度。由于该方法解决了完井套管长水平段下入难题，钻井不断突破钻进深度，大大节约业主的投资及时间，同时实现钻完井效益最大化。
[0030]2、本专利方法通俗易懂，实用性强，使石油操作更精细化，以理论基础为指导，提高作业成功率。
[0031]3、本专利方法为长水平段套管完井提供有力保障。据统计，很多长水平延伸水平井的产能都是常规完井的两倍。然而，如此长的水平井的投资大约是常规井投资的1.5倍。因此，每口长水平段井可以节省常规投资的一半。
附图说明
[0032]附图1是具体示例的理想状态悬重曲线示意图；
[0033]附图2是具体示例的不同状态下的悬重曲线对比示意图；
[0034]附图3是具体示例的悬重损失求解的曲线划分示意图。
具体实施方式
[0035]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0036]本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0037]实施例
[0038]一种悬重模拟计算方法，包括以下步骤：
[0039]步骤1：通过测量获取作业井及下入套管的参数，包括套管被计算的某一段的长度r及当量重量m
eq
、该段套管在作业井中所处位置的倾角θ及路径摩擦系数μ；作业井的相关参数在钻井过程中均可获得，套管当量重量可由套管本身质量与套管中的介质质量之和扣除掉套管排开井中流体所产生的浮力获得；
[0040]步骤2：根据步骤1所得的参数获得套管当量重量在井段中的轴向分力F
a
(r)、套管在井段中行进过程中产生的摩擦阻力F
f
(r)及套管在井段中除因摩擦阻力外而产生的悬重损失F
L
(r)，按照以下计算模型求得悬重H
hk
(r)：
[0041]H
hk
(r)＝F
a
(r)
‑
F
f
(r)
‑
F
L
(r)。
[0042]进一步地，步骤2中，对任意段的套管进行受力分析，F
a
(r)的计算公式为F
a
(r)＝g
·
m
eq
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种悬重模拟计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：通过测量获取作业井及下入套管的参数，包括套管被计算的某一段的长度r及当量重量m
eq
、该段套管在作业井中所处位置的倾角θ及路径摩擦系数μ；步骤2：根据步骤1所得的参数获得套管当量重量在井段中的轴向分力F
a
(r)、套管在井段中行进过程中产生的摩擦阻力F
f
(r)及套管在井段中除因摩擦阻力外而产生的悬重损失F
L
(r)，按照以下计算模型求得悬重H
hk
(r)：H
hk
(r)＝F
a
(r)
‑
F
f
(r)
‑
F
L
(r)。2.根据权利要求1所述的悬重模拟计算方法，其特征在于：步骤2中，其计算模型具体为：其中，g为重力加速度。3.根据权利要求2所述的悬重模拟计算方法，其特征在于：当方便工程计算时，对于整个套管的悬重H
n
计算，将套管划分为n段，段与段之间的θ和m
eq
相同或者不同，对n段进行积分累加，采用如下计算模型求解：其中，S
n
为套管下入的总路径长度，F
L

【专利技术属性】
技术研发人员：单永斌，
申请(专利权)人：北京永源思科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：