大修井卡点测量方法的研究与改进

成昱钊 王傲

摘要：本文主要分析了传统测卡点方法误差大的原因，以及相关研究思想和解决方法。并对新测量卡点方法步骤进行详解。以供参考。

关键词：油田；解卡打捞；卡点测量

中图分类号：TE35 文献标识码：A

一、传统测卡点方法误差太大的原因

修井井况复杂，井壁与井内管柱接触不连续。在修井作业中，由于钻柱与井壁不规律的接触，在旋转作业中会产生一定的扭矩；另外，从扭矩模式中也可以看出，上扣过程的扭矩不一样，预加的扭矩也不一样，不能保证所有上扣扭矩一样大。基于这两点原因，在实际施工过程中，往往产生多点的倒扣的现象。

经验公式与传统处理方法不科学的原因分析:卡点公式的理论依据是虎克模型，测量方法是静态拉伸法，但静态拉伸法适用于有较大形变的固体和常温下的测量，它的缺点是：①因为载荷大，加载速度慢，含有驰豫过程。所以它不能很真实地反映出材料内部结构的变化。②不能测量材料在不同温度下的杨氏弹性模量。

1在修井作业中，常规测量方法还有以下几点缺陷：①被测的材料，粗细均匀，各向同性。修井作业时的管柱尺寸不一样，此点不符合。②材料所受的拉力必须是所有外力。修井作业时，上提拉力不是所有的外力，还有浮力，重力，管柱与井壁之间的摩擦力等。

二、研究思想与解决方法

既然误差只有系统误差和测量误差两类，所以决定首选从消除系统误差方面来着手。

1被测的材料，粗细均匀，各向同性。修井作业时的管柱尺寸不一样，但基本上所以管柱都为弹性材料，K值虽然不同，但均服从虎克定律，可以用加权法求出井内管柱的K值。

2材料所受的拉力必须是所有外力。修井作业时，上提拉力不是所有的外力，还有浮力、重力、管柱与井壁之间的摩擦力等。虽然这些外力有些能用微积分进行计算出来，比如浮力、重力，但摩擦力不可能用常规的方法计算出来。所以不能从校正理论模型方面来消除此方面的误差，但在一口井中，在管柱不变、上提拉力、修井液等外因不变的情况下，这些力是不变的。可以通过一定的数据分析方法来消除这一方面的误差。

3不同温度下的杨氏弹性模量不同，现场无法确定不同温度下的杨氏弹性模量。在现场作业过程中，温度变化范围往往在80℃之内，（地梯温度为2.5℃/百米左右，井深2000米左右的地层温度为50℃左右）这点温度对杨氏弹性模量的影响不大，材料还是处理弹性形变范围内，服从虎克定律。

综上所述，可以通过拟合变形的卡点公式卡L/K=λ/P=B，得到一个精确度很高的结果。

三、新测量卡点方法步骤

综合分析系统误差和测量误差的原因，得出新的测量方法，步骤如下：①检查井架、绷绳、地锚、游动系统、提升系统等部位是否完好，指重表是否灵活好用。②将吊卡扣在最后一根下井管柱上。挂上吊环。③选定一上测量间隔（如30KN）。上提管柱至第一间隔点，在与防喷器法兰上平面平齐位置的油管上做第一个标记，作为A点；④上提管柱至下一个间隔点，在与防喷器法兰上平面平齐位置的油管上做标记，作为B点。⑤用钢板尺测量标记A与B之间的距离，记为λ1；重复步骤3-5，直到管柱弹性范围内。⑥计算λ0=（λ1+λ2+……+λn）/n；⑦用Oirgin软件曲线拟合伸长量λ与拉力P，得出曲线方程（曲线为一条不过原点，斜率为正数的直线）。⑧将卡点公式变形一下得到：L/K=λ/P=B（B为拟后出的直线的系数）查工程手册，得出K值，代入上述公式即可得到卡点深度）

四、效果检查

在吉林油田某井中检查新方法的实用性。精确度达99.67%以上。下图以实际曲线拟合图。新方法不仅从系统误差和测量误差两方面都进行了很大程度上的消除，并且得到以几下点新的认识。

1通过对测量卡点方法的创新，证明从消除系统误差和测量误差两方面入手的话，能大幅度的提高精确度。

2在拟合出来的曲线中，当伸长量为零时，拉力不为零，这个里是井内其他外力的综合体现。在修井作业过程中，摩擦力的大力对造扣、倒扣作业有着举足轻重的作用，通过本方法第一次测量出了摩擦力的大小，算是一个突破。

3上提负荷不用比井内管柱悬重大，甚至可以用压缩管柱的办法来求卡点。这就允许在一些特殊的井况中，扩大了测量范围，防止上提拉力过大而造成拨脱的情况产生。

五、结论

1在拟合出来的曲线中，当伸长量为零时，拉力不为零，这个里是井内其他外力的综合体现。在修井作业过程中，摩擦力的大力对造扣、倒扣作业有着举足轻重的作用，通过本方法第一次测量出了摩擦力的大小，算是一个突破。

2上提负荷不用比井内管柱悬重大，甚至可以用压缩管柱的办法来求卡点。这就允许在一些特殊的井况中，扩大了测量范围，防止上提拉力过大而造成拨脱的情况产生。

参考文献

[1]胡博仲.油水井大修工艺技术[M].北京：石油工业出版社，1998.