庆深气田水平井钻井水基泥浆中套管磨损机理实验研究

摘要

水平井钻井过程中,钻杆与技术套管的接触力较大,套管磨损比较严重,套管强度降低较多,给后续试油及完井投产作业留下隐患.为了深入了解水平井水基泥浆中钻杆-套管的磨损机理,为准确评价庆深气田套管磨损程度及剩余强度提供依据,在西安石油大学创新研制的环块式钻杆-套管磨损实验机上,模拟实际钻进参数,进行了该气田常用的水基泥浆中钻杆-套管磨损实验,考察了接触压力、转盘转速、磨损时间等因素对套管磨损效率的影响.利用试件磨损表面扫描电镜(SEM)图片进行了形貌分析,确定了水基泥浆中套管的磨损机理.实验结果表明:水基泥浆中,套管的磨损类型兼有粘着磨损、疲劳磨损和犁沟磨损等.黏着磨损是最主要的类型,采用基于黏着磨损机理的White磨损效率模型预测井下套管的磨损是可信的.水基泥浆中P110套管的磨损效率在(2 ～8)×10-13 1/Pa之间,稍大于钻井手册中的套管磨损效率(2×10-13 1/Pa);磨损效率随接触压力和转速的增加而增加,前期增长速率小,后期增长速率大;磨损效率随磨损时间的增加先增加,后逐渐减少,最后趋于稳定.