摘 要：
　　针对南堡油田深层潜山井井身结构复杂、钻井施工周期长，且采用Ф244.5mm技术套管悬挂Ф177.8mm尾管完井的特点，从套管磨损角度探讨了尾管的回接的必要性。分析了套管磨损的主要影响因素，并以完钻井为例定量预测了244.5mm技术套管的磨损量和剩余强度。最后结合冀东南堡油田深层潜山井钻井实际情况，提出了减少套管磨损、避免套管回接的建议。
　　关键词：冀东南堡油田；深层潜山；套管磨损；尾管回接
　　中图分类号：
　　TB
　　文献标识码：A
　　文章编号：16723198（2013）10019202
　　0 前言
　　冀东南堡1号、2号构造深层油藏埋藏于3600m至4500m之间的深部碳酸岩地层，主要采用人工岛、陆岸平台进行勘探、开发，多口井水平位移超过3000m，井深均在5000m以上。一般采用五开井身结构，四开悬挂Ф177.8mm尾管，五开Ф152.4mm裸眼完井。由于井深、井斜、位移大，后期钻杆与套管间的接触力较大，且奥陶系及河街组地层坚硬，可钻性差，导致钻井周期较长，Ф244.5mm技术套管磨损严重，套管强度可能不能满足后期钻井和完井采油的要求。因此，实际施工过程中，完井时均对Ф177.8mm生产尾管进行了回接。但套管回接施工工序复杂，完井周期较长，成本大幅度上升，回接后较小的井眼不利于钻井加深及后期侧钻。因此，如何定量评估Ф244.5mm套管的磨损量，分析其强度是否满足要求，从而确定Ф177.8mm尾管回接的必要性，对确保井筒安全，降低勘探、开发成本都具有重要的意义。
　　1 井身结构基本情况
　　典型井身结构为：Ф762mm导管×36m+Ф508mm表套×（0-250m）+Ф339.7mm套管×（0-2000m）+Ф244.5mm套管 ×（0-4000m左右）+挂Ф177.8mm尾管×（坐潜山顶面，长度约1100m，悬挂重叠段150m）+Ф152.4mm裸眼×（至井底）。因钻井周期一般在4到6个月之间，Ф244.5mm技术套管磨损周期较长，生产时井口压力较大，完井时均回接Ф177.8mm生产尾管。
　　2 套管回接必要性分析
　　本文仅从套管磨损角度分析Ф177.8mm生产尾管回接的必要性。
　　2.1 套管磨损预测模型
　　（1）套管磨损面积预测模型。
　　分析式（1）可知，在现有的钻井技术条件下，套管磨损面积除与机械钻速ROP和井眼曲率半径R成反比外，与其他各个参数均成正比；成正比的参数中只有侧向力Fj、和磨损系数为主观的可控因素，其余均为客观条件。机械钻速ROP直接决定磨损时间，可通过应用高效钻头及提速工具来减少磨损时间；磨损系数则与磨损接触点材质、钻井液成分等相关，可通过优化钻杆/套管钢级配置和钻井液配方来降低磨损系数；其中侧向力则是套管磨损程度的最主要因素。
　　（2）侧向力影响因素分析。
　　国内外学者对侧向力已经作了较为深入的研究，建立了多种模型，计算结果接近。本文采用LANDMARK钻井软件中的Wellplan模块分析侧向力的影响因素。以五段制双增轨道为例，分析了稳斜角、井眼曲率及钻具重量等3个因素对侧向力的影响。
　　①稳斜角。
　　假设轨道设计的第一、第二造斜率均为3°/30 m，直井段为500 m，垂直深度4000 m，水平位移5000 m，稳斜角分别为30°、40°、50°，轨道如图1所示。表1为钻杆干基础参数。摩阻扭矩基础参数为：钻井液密度为1.250 g/cm3，钻压为50kN，钻头扭矩2kN.m，摩阻系数为0.3，图2为计算结果。
　　③钻具重量对侧向力影响
　　侧向力是由钻具受到井眼形状限制和轴向所受拉力在垂直井眼轴线上的分力引起的，其中井眼形状限制是由井眼曲率决定，轴向所受拉力在垂直井眼轴线上的分力则由井眼的垂直深度决定，因此井的垂深越大，侧向力越大。
　　（3）井眼磨损位置分析
　　在钻井过程中，套管的所有位置均受到不同程度的磨损，其磨损程度最高的位置为侧向力最大的位置，由于第一造斜段侧向力最大，所以第一造斜段为磨损最严重井段。
　　2.2 Ф244.5mm技术套管磨损预测
　　Ф244.5mm技术套管的磨损主要发生在在四开Ф215.9mm井眼和五开Ф152.4mm井眼钻进过程中，磨损形式包括滑动钻进、起下钻过程中的径向磨损和旋转钻进、划眼过程中的径向和轴向组合磨损，表2为南堡2号构造已完钻潜山井最后两个开次的生产时间统计，分析表2中数据可知，A井最后两开次磨损时间最长，因此以该井为实例分析套管磨损情况。该井四开钻进时5只钻头平均机械钻速1.14m；五开钻进时4只钻头的平均机械钻速1.69m。表3为NP23-P2001井套管详细数据，图5为A井Ф244.5mm技术套管磨损预测结果。