本文選題：大位移井　切入點：巖屑運移模擬　出處：《西安石油大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：井眼凈化技術是大位移鉆井的關鍵技術之一,保證井眼清潔對安全快速鉆進具有十分重要的意義。大位移井具有井斜角大、水平段長等特點,鉆進過程中巖屑顆粒很容易沉積到井眼低邊而形成巖屑床,且在隔水管存在的情況下,巖屑顆粒的運移易受海洋低溫、環(huán)空返速、鉆桿旋轉以及巖屑粒徑等因素的影響。若不能保持良好的井眼清潔,將會引起憋泵、卡鉆等諸多問題,嚴重影響著鉆井效率、鉆井成本、井身質量及鉆井安全等。因此,研究井眼凈化技術對于海洋大位移井的快速發(fā)展具有很大的指導意義。本文在充分調研巖屑運移相關理論的基礎上,采用數(shù)值模擬和理論研究相結合的方法,開展了海洋大位移鉆井井眼凈化技術的優(yōu)化研究。借助Fluent流體力學軟件模擬并分析了井筒環(huán)空巖屑顆粒運移的影響因素,并確定了各因素的影響程度;總結并歸納現(xiàn)有井眼凈化的計算模型,針對其存在的不足之處,以斜井段為主要研究對象,建立了一套簡單而實用的井眼凈化模型,并通過實例計算驗證了模型的準確性;基于所建模型,采用Visual Basic 6.0作為集成開發(fā)環(huán)境,研發(fā)了井眼凈化效果預測與分析軟件,并對該軟件的合理性和準確性進行了驗證。研究結果表明:環(huán)空溫度存在臨界值,且溫度高于此臨界值環(huán)空巖屑體積濃度基本不變;隨著鉆井液n、k值的增大,環(huán)空巖屑體積濃度顯著減小,說明攜巖效率對鉆井液流變參數(shù)較為敏感;在所有的影響因素中,鉆井液n、k值的影響最大,其次是環(huán)空返速、巖屑粒徑及環(huán)空溫度,而鉆井液密度和鉆桿旋轉對巖屑運移規(guī)律的影響相對較弱;在現(xiàn)有計算模型的基礎上,通過簡化計算參數(shù),建立了一套簡單而實用的井眼凈化模型,并以勝利油田8口大位移井的鉆進參數(shù)為依據(jù),驗證了模型的準確性。
[Abstract]:Borehole cleaning technology is one of the key techniques in long reach drilling. It is very important to ensure hole cleaning for safe and fast drilling. During drilling, the debris particles are easily deposited to the lower side of the borehole to form a cuttings bed, and in the presence of the riser, the migration of the debris particles is susceptible to the marine low temperature and the annulus velocity. If the hole is not kept clean, it will cause a lot of problems, such as pump choking, drilling jam and so on, which will seriously affect drilling efficiency, drilling cost, wellbore quality and drilling safety, etc. The study of borehole purification technology is of great guiding significance for the rapid development of marine extended reach wells. In this paper, based on the investigation of relevant cuttings transport theory, the method of combining numerical simulation with theoretical research is adopted. The optimization of wellbore purification technology in marine extended reach drilling is studied. The influencing factors of cuttings movement in borehole annulus are simulated and analyzed by Fluent fluid dynamics software, and the influence degree of each factor is determined. This paper summarizes and induces the existing calculation model of borehole purification, aiming at its shortcomings, a set of simple and practical model of borehole purification is established, and the accuracy of the model is verified by an example. Based on the established model and Visual Basic 6.0 as the integrated development environment, the prediction and analysis software for wellbore purification effect is developed, and the rationality and accuracy of the software are verified. The results show that there is a critical value in annulus temperature. When the temperature is higher than this critical value, the volume concentration of annulus cuttings is almost unchanged, and the volume concentration of annulus cuttings decreases significantly with the increase of NK value of drilling fluid, which indicates that the carrying efficiency is more sensitive to the rheological parameters of drilling fluid, and among all the influencing factors, The influence of NK value of drilling fluid is the most, followed by annulus velocity, cuttings particle size and annulus temperature, while the influence of drilling fluid density and drill pipe rotation on cuttings migration law is relatively weak, and on the basis of existing calculation models, the calculation parameters are simplified. A set of simple and practical borehole purification model is established, and the accuracy of the model is verified by drilling parameters of 8 extended reach wells in Shengli Oilfield.
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE52

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本文編號：1633723