本文關(guān)鍵詞：基于微流量特性的地層壓力檢測方法與機(jī)理的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在世界能源趨勢越來越緊張的大環(huán)境下,石油與天然氣開發(fā)的區(qū)塊已經(jīng)不斷擴(kuò)張,對于以前難以開發(fā)的區(qū)塊都已經(jīng)列入工程作業(yè)當(dāng)中。并且由于現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備、電子控制技術(shù)、工藝技術(shù)不斷發(fā)展的情況下,在實(shí)際工程中明顯對儲(chǔ)層地層越來越保護(hù),保證油氣通道不被堵塞,同時(shí)在環(huán)保、安全的高標(biāo)準(zhǔn)大環(huán)境下,有必要采用一些更加先進(jìn)的鉆井進(jìn)行工程作業(yè)。現(xiàn)階段鉆井作業(yè)在復(fù)雜窄密度窗口下施工越來越頻繁,但又不能使用太高密度鉆井液,且要保證鉆進(jìn)速度,并又要對地層壓力的實(shí)時(shí)的精確控制。要實(shí)現(xiàn)在鉆井工程中對地層壓力的精確控制,就需要采取一些必要的方法對地層壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。這樣采取的工程辦法才更有針對性。微流量控壓鉆井就是基于控壓鉆井技術(shù)上改進(jìn)而來,在控壓鉆井的原有基礎(chǔ)上,不需要添置一些非必要設(shè)備,就能實(shí)現(xiàn)對地層壓力的精確控制。通過對微流量鉆井國內(nèi)外大量調(diào)研發(fā)現(xiàn),這項(xiàng)鉆井技術(shù)已經(jīng)在國外成功運(yùn)用了很多年了,但在國內(nèi)卻很少有應(yīng)用的實(shí)例。國內(nèi)在控壓鉆井設(shè)備研制,工藝研究方面已經(jīng)取得了很多成功,自主研制的控壓鉆井設(shè)備已經(jīng)在各個(gè)油田成功試驗(yàn)多年。說明只要突破怎么基于井口微流量監(jiān)測達(dá)到控制地層壓力的關(guān)鍵理論問題,對推廣微流量控壓鉆井在國內(nèi)應(yīng)用就簡單很多。現(xiàn)階段國內(nèi)在控壓鉆井過程中監(jiān)測井底壓力比較先進(jìn)的方法主要是通過井下測量短接和通過地面參數(shù)反求井底壓力。本文將基于微流量控壓鉆井技術(shù),研究井口微流量變化與井底壓力變化之間的關(guān)系,對微流量控壓鉆井關(guān)鍵理論問題作一些探索性研究。因?yàn)槲⒘髁靠貕恒@井主要運(yùn)用于窄密度窗口下的施工作業(yè),本文通過對微流量控壓鉆井的工藝、設(shè)備分析,把復(fù)雜情況簡化為4種不同工況通過Fluent軟件進(jìn)行仿真模擬。通過相似理論把深達(dá)千米的井筒進(jìn)行相似處理,是模擬過程更為簡便,模擬結(jié)果更加精確,并且最大可能還原真實(shí)的井筒流動(dòng)情況。運(yùn)用Fluent模擬過程中,通過技術(shù)手段實(shí)時(shí)的記錄各個(gè)工況井底壓力與井口流量的數(shù)據(jù)組,并對數(shù)據(jù)組運(yùn)用科學(xué)的方法進(jìn)行分析,得出關(guān)鍵性理論。
【關(guān)鍵詞】：微流量控壓鉆井 窄密度窗口 仿真模擬 控壓鉆井 流量監(jiān)測
【學(xué)位授予單位】：重慶科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE21
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 問題的提出11-13
• 1.2 研究的目的及意義13-15
• 1.2.1 研究目的13-14
• 1.2.2 研究意義14-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 國內(nèi)控壓鉆井研究現(xiàn)狀15
• 1.3.2 國外控壓鉆井研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-20
• 1.4.1 研究內(nèi)容17-19
• 1.4.2 研究的技術(shù)路線19-20
• 1.5 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)20-21
• 2 微流量控壓鉆井技術(shù)21-29
• 2.1 微流量控壓鉆井現(xiàn)場應(yīng)用分析21-23
• 2.2 微流量控壓鉆井技術(shù)的技術(shù)路線23-24
• 2.3 微流量控壓鉆井的主要設(shè)備組成24-28
• 2.3.1 旋轉(zhuǎn)防噴器24-25
• 2.3.2 節(jié)流管匯系統(tǒng)25-26
• 2.3.3 高精度耐高壓流量計(jì)26-27
• 2.3.4 回壓補(bǔ)償系統(tǒng)27
• 2.3.5 數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)27-28
• 2.4 微流量控壓鉆井監(jiān)測地層壓力的工藝設(shè)計(jì)28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 微流量檢測地層壓力理論研究29-45
• 3.1 多相流流動(dòng)形態(tài)判別29-32
• 3.1.1 均勻氣侵條件下氣侵的運(yùn)移29-30
• 3.1.2 井底形成氣柱條件下環(huán)空氣體運(yùn)移30-31
• 3.1.3 連續(xù)氣侵條件下氣體運(yùn)移31-32
• 3.2 地層溢流時(shí)井底壓差與井口微流量變化關(guān)系32-33
• 3.2.1 基于井口微流量特性的井底壓差與出口流量的關(guān)系33
• 3.3 地層溢流動(dòng)態(tài)模型33-38
• 3.3.1 地層溢流數(shù)學(xué)模型建立34
• 3.3.2 解數(shù)學(xué)模型34-36
• 3.3.3 地層流體流入時(shí)壓力分布公式36
• 3.3.4 平均地層壓力36-38
• 3.4 溢流運(yùn)移模型分析38-41
• 3.4.1 溢流運(yùn)移模型分析38-41
• 3.5 水動(dòng)力學(xué)相似理論41-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 4 井口微流量檢測地層壓力的數(shù)值模擬45-72
• 4.1 Fluent軟件的介紹45-46
• 4.1.1 井筒仿真的工作重點(diǎn)與難點(diǎn)45-46
• 4.2 多相流模型及常用邊界條件的介紹46-47
• 4.2.1 多相流模型46-47
• 4.2.2 Fluent中常用的邊界條件47
• 4.3 Gambit建模與模型網(wǎng)格的劃分47-50
• 4.3.1 fluent模擬井筒水動(dòng)力模型48
• 4.3.2 模型的簡化處理48-50
• 4.4 井筒復(fù)雜工況仿真模擬研究50-52
• 4.5 模擬井筒的建立與網(wǎng)格劃分52-54
• 4.5.1 幾何模型尺寸52
• 4.5.2 網(wǎng)格劃分52-54
• 4.6 模型的選擇54-55
• 4.6.1 數(shù)學(xué)模型的選擇54
• 4.6.2 湍流模型54-55
• 4.7 仿真模擬實(shí)驗(yàn)的工況分析55-57
• 4.7.1 各種工況的概述56
• 4.7.2 正常循環(huán)56
• 4.7.3 氣侵模擬56-57
• 4.7.4 液侵模擬57
• 4.7.5 漏失模擬57
• 4.8 仿真模型的邊界條件設(shè)定57-59
• 4.9 基于Fluent井筒仿真模擬分析59-71
• 4.9.1 正常循環(huán)情況下仿真模擬分析59-63
• 4.9.2 氣侵情況下仿真模擬分析63-65
• 4.9.3 液侵情況下仿真模擬分析65-68
• 4.9.4 漏失情況下仿真模擬分析68-71
• 4.10 本章小結(jié)71-72
• 5 井筒模擬仿真數(shù)據(jù)處理72-103
• 5.1 井筒鉆井液流動(dòng)特征曲線72-75
• 5.1.1 正常循環(huán)時(shí)出口質(zhì)量大小與時(shí)間的關(guān)系72-74
• 5.1.2 正常循環(huán)時(shí)井底監(jiān)測面壓力與時(shí)間關(guān)系74-75
• 5.2 模擬氣侵時(shí)井筒出口質(zhì)量流量與井底壓力數(shù)據(jù)分析75-82
• 5.2.1 氣侵時(shí)出口質(zhì)量大小變化率及井底壓差變化率與時(shí)間的關(guān)系76-79
• 5.2.2 氣侵時(shí)出口質(zhì)量流量變化率與井底壓差變化率的曲線分析79-82
• 5.3 模擬液侵時(shí)井筒出口質(zhì)量流量與井底壓力數(shù)據(jù)分析82-85
• 5.3.1 液侵時(shí)出口質(zhì)量大小變化率及井底壓差變化率與時(shí)間的關(guān)系82-83
• 5.3.2 液侵時(shí)出口質(zhì)量流量變化率與井底壓差變化率的曲線分析83-85
• 5.4 模擬漏失時(shí)井筒出口質(zhì)量流量與井底壓力數(shù)據(jù)分析85-88
• 5.4.1 漏失時(shí)出口質(zhì)量大小變化率及井底壓差變化率與時(shí)間的關(guān)系85-86
• 5.4.2 漏失時(shí)出口質(zhì)量流量變化率與井底壓差變化率的曲線分析86-88
• 5.5 井底壓力反算地層壓力88-92
• 5.5.1 井底壓力與地層壓力數(shù)據(jù)處理89-91
• 5.5.2 井底壓力與地層壓力之間變化曲線分析91-92
• 5.6 微流量檢測實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)92-102
• 5.6.1 微流量實(shí)驗(yàn)檢測裝置實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)94-96
• 5.6.2 微流量實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理96-102
• 5.7 本章小結(jié)102-103
• 6 總結(jié)103-104
• 參考 文獻(xiàn)104-108
• 致謝108

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