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发布时间:2016.08.23 关键词: 钻性地震层速度地层钻井风险钻井周期地层岩性
本文通过对地震资料及相关钻井因素的分析研究,提出了利用钻前地震资料预测钻井速度和钻井周期的方法和技术,并建立了地震层速度与机械钻速的关系方程等多个理论模型,这在新探区钻井周期预测和风险评价方面是一个重大的创新和突破。通过在钻井设计中的应用,钻井周期预测的符合率达到87.99 % ,取得了较好的技术经济效果。结果显示13口井的钻井周期预测符合率平均指标为87.99 % ,机械钻速的平均预测符合率为86.70 % 。建议在具体的钻井周期设计预测时,尽可能从地震资料中提取多项地质参数,并了解有关的地质环境因素和预报可能出现的复杂情况与风险,以便对预测模型进行更合理的补充、修正和完善,进一步提高钻井周期预测的准确性。
发布时间:2016.08.23 关键词: 间隙雷诺雷诺层流区域空流空牛顿流体层流区控制方程
本文以平板流模型为基础,提出了偏心环空间隙雷诺数及计算方法,间隙雷诺数描述了偏心环空局部区域的平均流态,同时,用偏心环空分区的概念,研究了偏心环空牛顿流体的层流区域控制方程,通过计算分析得出了有意义的结论。对层流区控制方程的计算结果分析表明,无论是偏心环空完全紊流还是完全层流,其雷诺数值均偏离环空综合雷诺数2100这个临界值,同样说明用临界雷诺数Re判断偏心环空流态是值得讨论和研究,本文认为,用一个具体的Z值来判断也不太全面。
发布时间:2016.08.23 关键词: 地应力岩石地层构造应力复杂构造测井
井眼稳定性分析是欠平衡钻井成败的基本前提。首先,对复杂地质构造条件下地应力分布状况进行分析,建立地应力计算模型。其次,利用测井资料反演出地下岩石的强度参数及地层有效应力系数。然后,依据多孔介质岩石力学推导出直井和斜井地层坍塌压力数学模型,求解出保持井眼稳定的最小钻井流体当量密度,为拟钻地层选择适合的欠平衡钻井方式提供决策依据。由于传统地应力模型无法准确求取最大水平主地应力,作者在岩体力学和井壁破坏分析的基础上建立了新型水平主地应力计算方法,即:地应力图版解释法。
发布时间:2016.08.23 关键词: 钻井液体流量井底压力平衡流量组合平衡钻井
充气液钻井井底压力的高低由气体和液体流量组合来控制,如果流量组合的选择不合理,产生的井底压力就会偏离安全压力窗口。另外,准确设计欠平衡钻水平井流体水力参数也是欠平衡钻井安全配置地面设备的前提。因此,负责欠平衡钻井设计的钻井工程师和欠平衡钻井现场监督所希望的是研究一套直观的图形设计方法。通过新疆石南油田SN4003井三工河组储层的充氮气欠平衡钻井现场实例研究,证实该设计方法与现在石油行业商业软件设计结果一致。并且对负责欠平衡钻井的设计工程师和现场监督来说,图形设计更为直观、简便。
发布时间:2016.08.23 关键词: 分布井壁岩石水平井地层平衡
井眼失稳严重影响钻井速度、质量和成本,甚至无法钻至目的层,其产生的机理包括力学、化学因素和力学化学耦合作用。但对于欠平衡钻直井或水平井的相关内容研究较少。两套坐标系转换时应力间的数学关系式为:其中:或者:上述6个地应力分量作用于井周地层,各分量引起的井壁应力分布经线性叠加后,斜井或水平井段井壁应力分布的表达式为:当r = R时,井壁处应力各分量可表示为:式中。其井壁主应力表达式为:其坍塌压力计算式为:由于X 、 Y 、 Z与θ 、 p有关,需经反复迭代计算可求出满足上述关系式的剪切坍塌压力p ,并可求得井壁失稳的欠平衡钻水平井极限负压值: △ p = p-p ( 9.39 )。
发布时间:2016.08.23 关键词: 钻井液流体钻柱钻头地层井筒
较早研究钻井及循环过程中井筒钻井液及地层温度场变化规律的是Esso生产研究公司的L . R . Raymond 。如图10.2所示,为了研究循环过程中井眼温度对钻井液性能的影响,作者将钻井液在井眼中的循环传热过程分为3个阶段:由地面进入钻柱,经钻柱向下流动的过程。钻井液在井底通过钻头由钻柱进入环空的过程.在第2阶段,如果忽略钻井液经过钻头时热能的增量,则在井底,环空与钻柱中钻井液的温度相同,即: T ( L , t ) = T ( L , t ) ,因此钻井液以温度T ( L , t )进入环空。钻井循环流体流经钻头水眼或喷嘴时产生的压力损耗,关系式如下:式中Q — —钻井液流量, m 3 / s 。
发布时间:2016.08.23 关键词: 参数表井筒钻井液影响比热井底环
利用上述井筒温度场模型的计算方法,编制了循环钻进过程中井筒温度场数值计算程序,任意设计了一口井,模拟实际钻井工程情况,对循环钻进过程中井筒温度场进行了计算分析。地层和管材的热力学参数可参照附录中的数据选取。
发布时间:2016.08.23 关键词: 钻井液流变表达式当量静态密度预测热膨胀
环空钻井液的当量循环密度可以定义为钻井液的当量静态密度与钻井液流动造成的环空压降之和。
发布时间:2016.08.23 关键词: 钻井液数值计算计算各节点计算节点模型计算计算
利用11.6.1节给出的典型油基钻井液作为ECD的计算实例。利用油基钻井液在井筒高温高压下流变性参数的预测模型,计算各节点的钻井液塑性黏度和动切力数据。另外,利用钻井液井筒温度预测模型,可计算出钻井液循环1440min后整个钻井井筒和地层的温度分布曲线,见图11.15和图11.16 。将11.7.3节模拟出的某井环空钻井液温度分布数据,代入环空钻井液静态密度预测模型和环空钻井液塑性黏度预测模型,利用数值迭代算法,计算出环空内钻井液静态密度和塑性黏度沿井深的变化曲线,并与常规方法(假设环空钻井液参数等于地面实测值)的计算结果进行比较。只有经过校正,才能准确预测和控制钻井循环和静止时的井底压力。
发布时间:2016.08.23 关键词: 井底压力岩屑钻井液计算模型空岩屑影响
目前,应用较多的钻井井底压力控制理论都是基于钻井液水力学,忽略了环空岩屑的影响。这对于井深较浅、机械钻速不高的井,环空岩屑对井底压力的影响程度较小,但对于深井或低密度欠平衡钻井,在机械钻速较高时,环空岩屑引起的井底压力增量有时远高于设计的井底负压,造成过平衡钻井。因此,在深井钻井过程中,由于井深的增大,环空岩屑引起的井底压力增量会导致井底压力的升高,甚至高于设计的井底压力值很大,易造成井下复杂情况,影响钻探效果。建议:在3000m以上井的钻井过程中,当机械钻速达到8 ~ 12m/h以上时应该适当控制钻速,降低环空岩屑对井底压力增量的影响,保持钻井井底压力处于比较稳定的状态,有利于井底压力的精确控制。
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