页岩气拔套遇卡分析案例

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1、页岩气拔套遇卡分析案例保贞1井拔套遇卡事故分析一、管柱结构图1井身结构如上是保页1井井身结构，考虑到存在油层套管，自2014.28米至井口，实际管柱串结构如下图2—一2遇卡时管柱串结构二、相关数据与计算1.油套内面积：0.389m*2014m=783.4m2;2.油套外面积：0.439m*2014m=884.1m2；3.技套与汕套环空单位面积S1:=(技套内径2-油套外经2)*0.785=(0.2242-0.13972)*0.785=0.02351m2折合体积当量23.5m3/1000m4.环空内液

2、面以T水力压差及与井壁产生的摩擦合力F1:=压差P1*水力接触面积S2*摩擦系数P1=接触妞积上的垂直力*摩擦系数U15.环空内液面以上液柱及与井壁接触产生的摩擦合力F2:=压强P2*面积53*摩擦系数U1==接触面的垂直力*摩擦系数U16.水力锚至插管段环空的摩擦F3:=水力锚处压强P3*面积54*摩擦系数e21.井口上拔力F4,最高180t，下压力F7,70吨，见图3-4:2.环空液柱为水，密度：lt/m3。则环空液柱差产生的力「5=环空面积S5*液柱长度H1*密度*9.83.起初后水力锚锚牙与

3、回插管最大外径处均有沉泥，见图5:10.油层套管白身:g:重F6:80t。图3.上拔最大180吨，未解卡三、受力分析图4.先下压70吨再上拔140吨，解卡成功图5.水力锚锚牙与回插管最大外径处沉泥图6.上拔油套时受力分析1.当上拔油层套管时：结合图2、图6以及上文计算、数椐进行受力分析如下F向下：FIF2F3F6向上：F4注：根据返排率达到95%以上,且井下漏失情况设定油套内水液在2014m以下。由上表可见，上拔力F4必须大于（F1+F2+F3+F5+F6）的合力才能解卡＜分别计算1=1、F2、F3

4、、F5与F6如下•1.F1环空内液面以不摩擦合力：=F水摩擦力+F井壁摩擦力=9.9Mpa*884.1*0.01（水力摩擦系数）+80*sin20°*0.33（青铜与石板的摩擦系数）=93t2.F2环空内液面以上摩擦合力：=垂直接触面所受力*摩擦系数=0t（环空液面以上为0m）1.F3水力锚至插管段环空的摩擦:=水力锚处压强P3*面积54*摩擦系数92由于水力锚处压力20Mpa,油气作业长达四个月的情况下，上拔时演变为把活塞，假设沉泥被压实为接近丁泥岩的粘合力，则最大摩擦力相当于拔芯操作，通过计算最

5、大外径处环空间隙可得F3最大值：S4/104mm岩芯横截面积*12t=7t。2.F5为环空液柱自重所产生的力：=23.5m3/1000m*2.014km*lt/m3=4813.F6油层套管自重:=80to以上5项力组成向下的合力228t,则上拔180t时不能解卡。1.当下压油层套管时：结合图2、图6以及上文计算、数据进行受力分析如下——FF向下：F7FF1向上F2F3:注：根据返排率达到95%以上，且井下漏失情况设定油套内水液面在2014m以下。由上表可见,下压时向下的力有F7和F5,向下合力为70

6、t+48t=118t。只要大于向上的合力(F1+F2+F3)就可解卡。依据上文计算得Fl+F2+F3=93t+0t+7t=100t相比可得:F下118t>F上100t,则可解卡。综上所述：上拔下压的操作过程屮，水力压差是遇卡的重要因素。1.着重说明一一木案例仅作为技术交流用，参考其思维视角为主。详细数据的计算还将在今后再查阅文献逐步核实。也可能是沉泥压实过程水力锚锚爪因沉泥存在不能接受到上部传递下来的压力差（理论是2Mpa即可收回）而没能收回，仍然附抓在技套内。这种锚爪张力（相当于多少t压力当

7、量还没有査阅到具体的文献支持）与压差、液柱重力等因素共同作用造成遇卡。四、结论依据受力分析和论述，得出如下两点结论一一1.压差等增大向下的合力大于上拔180t的力致使遇卡；2.也可能存在压力不能传递致使锚爪不灵敏，其锚爪张力与压差等共同造成遇卡。