【摘要】目前，因為水平井鉆井增斜軌跡的不同，剖面主要可以區分為三大類：第一雙增剖面、第二變曲率單增剖面以及圓弧單增剖面。下文通過介紹雙增剖面，對修井過程中修井管柱以及油層套管的受力情況進行綜述探討。

　　【關鍵詞】水平井;修井工藝

　　前言

　　目前，測錄井、鉆井以及完井工藝技術運用日益提高。一般情況下，直井和斜井中采用較多的是分層分采、填砂、注灰及防砂等修井工藝技術;因為水平井的鉆井方式特殊，在實施修井管起下、打撈以及鉆、磨、銑等工序時，對油層套管的磨損也是一個刻不容緩需要處理的問題。水平井鉆井雙增剖面的井身結構有直井段-增斜段-穩斜段-增斜段-水平井段組成。

　　1.下放修井管柱施工時水平井井身結構中各段的受力分析

　　1.1直井段

　　一般情況下直井段套管是鉛直向下的，修井管受到重力影響，重量會集中在套管中心線上，一般產生在修井管柱下放過程中，原因是修井管柱在下放時產生的圓周晃動和上下顫動造成。管柱與套管間的磨損小，主要在于其兩者之間的接觸缺少固定點、時間短，接觸時管柱對套管內壁產生的正壓力小且數值不穩定。因此，在直井段內管柱與層套管之間的磨損最小，故對油層套管的損害最小。

　　1.2增斜段

　　修井管柱通過造斜點逐漸進入增斜段1后，由于油層套管的斜度相對于直井段中心線由0°開始逐漸增大，修井管柱出現彎曲，并在重力及油層套管的斜度作用下，與油層套管底部開始逐漸出現穩定的固定接觸，并沿著增斜段1內的油層套管底部延伸下去，進而形成一條穩定的接觸線。正壓力‘N’隨著油層套管斜度增加而逐漸增大，摩擦力也隨之增大，正壓力‘△N’則與修井管柱材質及增斜段1的曲率半徑相關。因此，在增斜段1內修井管柱與油層套管之間將產生相互磨損，且磨損點是固定不變，對油層套管的保護是極為不利的。這也是現場施工時修井管柱在進入增斜段后懸重增加緩慢的原因之一。

　　1.3穩斜段

　　修井管柱通過增斜段1進入穩斜段后，油層套管的斜度不再增加，基本穩定在同一斜度上。修井管柱則恢復自由直度，并在重力及油層套管的斜度作用下，在油層套管底部穩定接觸，形成一條穩定的接觸線。由于在該段內油層套管斜度不再變化，故分布在該段內各點上的正壓力‘N’值趨于一致，因此產生在該段內各點上摩擦阻力的大小也基本趨于一致。雖然在穩斜段內修井管柱與油層套管之間摩擦阻力的大小變化不大，但是對油層套管的磨損點、線是固定不變。因此，對該段內油層套管的保護同樣是不利的。

　　1.4增斜段

　　修井管柱經過穩斜段逐漸進入增斜段2后，油層套管的斜度從穩斜段的斜度值開始逐漸增大，逐漸接近于90°。修井管柱再次出現彎曲，并在重力及油層套管的斜度作用下，緊貼在油層套管底部表面上向下延伸。這時，修井管柱對油層套管表面的正壓力‘N’，隨著油層套管斜度增加而逐漸增大，再加上修井管柱在通過增斜段抗彎曲時所產生的反作用力‘F’作用在油層套管表面上的正壓力‘△N’，將產生更大的摩擦力。因此，在增斜段2內修井管柱對油層套管的磨損更大，且磨損位置不變。

　　1.5水平段

　　在進入水平段后，本段套管基本上處于水平狀態。修井管柱又可以恢復自由直度，抗彎曲時作用在套管表面上的正壓力‘△N’隨之消失。修井管柱僅在重力作用下，與油層套管底部穩定接觸，但是修井管柱對油層套管底部表面的正壓力‘N’卻達到了最大值，幾乎等于修井管柱的重量‘G’。同時，在水平段內要對油、水層井段進行射孔或進行先期篩管完井，射孔炮眼或篩管篩眼造成油層套管表面凹凸不平，大幅增加了摩擦系數‘μ’的數值，這使得修井管柱在水平段受到的摩擦阻力更大，進而對油層套管造成更大的磨損。這也是現場施工時修井管柱在進入水平段后懸重不但不增加，有時反而下降的原因之一。

　　2.上提修井管柱施工時水平井井身結構中各段的受力分析

　　2.1直井段

　　水平井上提全井修井管柱時，直徑段內修井管柱受下部斜井段、水平段修井管柱的重量及摩擦力的影響，其中心線沿水平井的方向偏離油層套管的中心線，尤其在直徑段下部造斜點以上附近，修井管柱與油層套管造斜點以上附近套管發生接觸并產生摩擦，摩擦阻力的大小與修井管柱上提速度，斜井段、水平段內修井管柱的重量、摩擦力及修井管柱的材質有關。修井管柱的材質好、彈性強則能夠減少在該段的摩擦力。

　　2.2增斜段

　　增斜段1內修井管柱上受直徑段修井管柱的拉力，下受斜井段、水平段修井管柱的重量及摩擦力的影響，其會離開油層套管的底部與油層套管的上部形成穩定接觸，并在拉力作用下在油層套管上部表面上形成正壓力‘N’產生摩擦，其摩擦力的大小與直徑段修井管柱的上提拉力。修井管柱的材質好、彈性強則能夠減少在該段的摩擦力。

　　2.3穩斜段

　　在進行井上提管柱施工時，在穩斜段、增斜段1、水平段內的管柱和套管的受力狀況基本與下放修井管柱一樣。若修井管柱在水平段內出現遇卡跡象，需要進行大負荷解卡，因為上提拉力增大而水平段內修井管柱被卡不可以上移，與此同時在穩斜段、增斜段2、水平段內的修井管柱在拉力作用下會脫離油層套管的底部及上部接觸，對其上部表面形成正壓力‘N’并產生摩擦阻力，造成套管磨損。

　　結束語

　　綜上所述，在水平井內起下、上提管柱過程時，對于油管受力變化的解析，一般是非常平滑、無彎曲的鉆井軌跡下總結出來的。現實的鉆井軌跡不太一樣，在直徑段的鉆井軌跡較好，其垂直度較高、彎曲較少能平穩過渡，故修井管柱與油層套管之間的受力關系變的相對復雜，但基本上仍符合上述分析結果。

　　【參考文獻】

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　　[2]劉星,劉宏濤,張大安.斜井水平井管柱打撈作業探討.石油礦場機械.

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