【摘 要】
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随着深井、高温高压井及高难度复杂井的增加,深井带压测试需求也日渐增大,绳缆吊装测试成为试油过程获取井下数据的重要技术手段。测井绳缆作为连接测井仪器和井口的关键部件,具有以下三种功能:承受自重和工具串重量、传输测井数据、标定测井深度。目前,在深井测井作业中,缺少较为完整的井下绳缆、工具串的受力分析。多数施工人员利用经验在地面调整下井工具串配重,可能导致以下问题:配重过轻,无法克服井下流体的对绳缆和工
【基金项目】
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陕西省高校青年创新青年团队“高难度复杂井试油与完井油套管柱强度安全评价及控制技术创新团队”;
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随着深井、高温高压井及高难度复杂井的增加,深井带压测试需求也日渐增大,绳缆吊装测试成为试油过程获取井下数据的重要技术手段。测井绳缆作为连接测井仪器和井口的关键部件,具有以下三种功能:承受自重和工具串重量、传输测井数据、标定测井深度。目前,在深井测井作业中,缺少较为完整的井下绳缆、工具串的受力分析。多数施工人员利用经验在地面调整下井工具串配重,可能导致以下问题:配重过轻,无法克服井下流体的对绳缆和工具串的上顶力,使得绳缆松弛堆积,工具串无法下入到作业深度;配重过重,绳缆可能遇到较大的张力,造成绳缆绷断,导致工具串落井。影响资料的正常录取和施工作业安全。因此,进行测井绳缆在施工中的受力和安全分析十分必要。本文首先就绳缆力学模型的边界条件进行介绍,并根据绳缆在井中的工作状态,提出绳缆力学模型的建模原理和基本假设条件。建立测井绳缆及工具串在井下测井作业时的受力分析模型和工具串配重计算方法。针对关井、产出和注入三种工况,对绳缆、工具串与井内流体的运动关系进行分析,分别建立入井和起出时绳缆的受力分析模型。编撰了测井绳缆力学分析软件,对实际井例中的绳缆进行了受力和安全性分析。研究结果表明:天然气井产出时,在绳缆井下测井作业过程中,井筒内压力和产气量对绳缆轴向受力影响较大;绳缆及工具串结构和油气井管柱内径也会对绳缆轴向受力产生影响。对于井下工具串需要配置总质量也主要受井筒内压力、产气量、绳缆及工具串结构、油气井管柱内径的影响。在注入时,注入水量增加会显著增大井下测井作业绳缆所受静摩擦力和最大轴向拉力。在关井状态下,随着工具串入井速度增大,在工具串下入到相同井深处时,绳缆所受最大轴向拉力和最大总摩擦力会逐渐减小;而随着工具串起出速度增大,在工具串起出到相同井深处时,绳缆所受最大轴向拉力和最大总摩擦力会逐渐增大。此力学计算模型对测井工作中工具串在入井、测井、起出时绳缆安全分析和工具串配重要求提供了参考,对实际测井工作具有指导意义。
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