刘传刚 包陈义 左凯 鞠少栋 董健中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

砾石充填服务管柱防窜力学分析及解决方案

刘传刚 包陈义 左凯 鞠少栋 董健
中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

海上砾石充填完井防砂作业中，井下工具的相对位置是影响其功能实现的关键因素。为了保证内层服务管柱与外层管柱的位置准确性、选择合适的井下负荷定位工具及最佳压载吨位，对充填作业中及作业后的服务管柱进行了受力分析，建立了充填流体作用于完井管柱的力学模型，并推导出井下负荷定位工具的最佳压载吨位，模型假设井下负荷定位工具为承载点，管柱轴向窜动负载受流体循环压差、管柱热胀冷缩以及管柱弯曲等因素的影响。试验井模拟试验和现场实例分析表明，管柱力学模型与实际作业情况基本吻合，验证了在砾石充填作业过程中使用配套井下负荷定位工具的必要性，为现场作业提供数据支持，并对异常情况进行预判。

砾石充填；负荷定位工具；循环压差；最优压载吨位；力学模型

在海上砾石充填完井防砂过程中，不管是单层砾石充填作业，还是一趟多层砾石充填作业，井下工具相对位置的准确和稳定可靠是保证其功能实现的必要条件。目前海上作业一般面临井段深、井斜大、狗腿度大等复杂问题，在大排量、长时间充填时，流体压差、井况温度、管柱弯曲等因素会使充填服务工具的充填孔相对于封隔器密封筒、充填滑套等外层管柱发生轴向窜动，使钻杆内循环压力增大，导致无法提高排量进行循环充填，严重影响作业成功率；……