基于等效弯曲变形能的通井底部钻具组合设计和评价方法

摘要

套管下入遇阻是一个常见而危险的复杂情况。套管的本体外径大，管壁薄，刚度大，曲率较大或任何不规则的井筒都有可能造成其下入遇阻，尤其在套管环空间隙较小时，情况更为复杂。在实际工程作业中，常采用通井底部钻具组合(bottom hole assembly, BHA)来修正井眼，光滑井壁，为套管柱顺利下入做准备，因此通井BHA结构是否合理直接影响通井效果。提出一种新的通井BHA设计和评价方法，首先建立通井BHA和套管柱三维静力学模型；然后根据连续性条件和边界条件，基于加权余量法，求解通井BHA和套管柱在实际井筒中的空间构形，计算并对比相同长度的通井BHA和套管柱的变形能；最后形成基于等效刚度的通井BHA评价方法，实现通井BHA设计。结果表明，对于小尺寸井眼，合理的通井BHA一般具有较好通井效果，但对于井眼尺寸较大而套管-井筒间隙较小的情况，通井BHA的通井效果较差，需要通过扩眼器进行扩眼作业。

关键词

通井BHA / 套管柱 / 实际井筒 / 弯曲变形能 / 等效刚度系数

基金资助

国家自然科学基金面上项目(52174003);国家自然科学基金石油化工联合基金重点项目(U1663205);国家自然科学基金青年科学基金项目(51704191)