本文關(guān)鍵詞：控壓鉆井井筒壓力控制參數(shù)設(shè)計(jì)及實(shí)時(shí)計(jì)算研究

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【摘要】：控壓鉆井技術(shù)能夠安全、高效解決“窄安全密度窗口地層”鉆井難題,目前該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)得到推廣應(yīng)用�？貕恒@井井筒壓力控制參數(shù)主要包括鉆井液密度、鉆井液排量、井口回壓及泥漿帽性能等,這些參數(shù)是影響鉆井施工安全和作業(yè)成本的關(guān)鍵因素。國(guó)外鉆井服務(wù)公司應(yīng)用各種高精度水力模型和自適應(yīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行井筒壓力控制參數(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)時(shí)計(jì)算,極大提高了井筒壓力控制精度與響應(yīng)速度,而國(guó)內(nèi)在這方面研究尚處于起步階段。為此,本文開展控壓鉆井井筒壓力控制參數(shù)設(shè)計(jì)及實(shí)時(shí)計(jì)算方法研究,對(duì)控壓鉆井技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重大意義。基于控壓鉆井工藝原理及井筒壓力控制原則,開展了控壓鉆井井筒壓力控制參數(shù)設(shè)計(jì)方法研究。在分析井筒壓力控制參數(shù)與地層壓力、設(shè)備承壓能力關(guān)系的基礎(chǔ)上,建立了安全鉆井井筒壓力控制數(shù)學(xué)模型,給出了井筒壓力控制參數(shù)計(jì)算方法,并提出了壓力不確定井筒壓力控制參數(shù)調(diào)節(jié)方法。計(jì)算結(jié)果表明,壓力不確定條件下,應(yīng)用壓力操作窗口作為壓力控制參數(shù)調(diào)節(jié)指標(biāo),可以減少鉆井液密度調(diào)節(jié)次數(shù)。此外,分析了鉆井液流變模式、鉆桿接頭、鉆柱旋轉(zhuǎn)速度及偏心度、環(huán)空巖屑濃度等因素對(duì)環(huán)空流動(dòng)摩阻的影響規(guī)律；為了削弱附加因素對(duì)壓力控制參數(shù)的干擾,提高壓力控制參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算精度�；诳柭鼮V波原理,利用有限差分方法對(duì)井筒流體連續(xù)性方程與動(dòng)量方程進(jìn)行離散化處理,建立了井筒壓力控制參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算模型,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)反饋校正模型參數(shù)。使用校正后的模型可以實(shí)時(shí)計(jì)算不同工況下井筒壓力控制參數(shù),為精確控制井筒壓力提供依據(jù)。根據(jù)本文所提出的壓力控制參數(shù)設(shè)計(jì)及實(shí)時(shí)計(jì)算方法,應(yīng)用Visual Studio2013平臺(tái)及SQL Server2008技術(shù)開發(fā)了一套控壓鉆井井筒壓力控制參數(shù)設(shè)計(jì)及實(shí)時(shí)計(jì)算軟件。該軟件數(shù)據(jù)管理便捷,通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)及后臺(tái)算法可以進(jìn)行鉆井液密度、井口初始回壓、起下鉆泥漿帽密度及高度設(shè)計(jì)；控壓鉆井過(guò)程中,利用該軟件可以進(jìn)行不同工況下井筒壓力控制參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算,解決了井筒壓力控制參數(shù)人工計(jì)算困難的問(wèn)題；同時(shí)支持Word文檔輸入與輸出。利用所開發(fā)的軟件進(jìn)行了控壓鉆井井筒壓力控制參數(shù)設(shè)計(jì)及實(shí)時(shí)計(jì)算模擬分析,模擬結(jié)果表明,該軟件性能穩(wěn)定,壓力控制參數(shù)模型校正后的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合較好,克服了井筒壓力控制參數(shù)計(jì)算精度不高的難題,同時(shí)能夠預(yù)測(cè)下一階段的壓力控制參數(shù),為控壓鉆井快速響應(yīng)及參數(shù)實(shí)時(shí)優(yōu)化提供支撐,有助于現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE24

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本文編號(hào)：1288094