论文题目: 钻井液水力参数优化设计及软件的研制
论文类型: 硕士论文
论文专业: 地质工程
作者: 尹文斌
导师: 夏柏如
关键词: 钻井液,流变模式,水力参数,优化设计,软件研发
文献来源: 中国地质大学（北京）
发表年度: 2005
论文摘要: 钻井液技术是钻探工作中提高钻井速度、加快勘探步伐的重要技术组成部分。随着钻井难度的逐渐增大,钻井液技术在确保安全、优质、快速钻探中起着越来越重要的作用。钻井液的合理设计已成为钻探工作能否成功的重要条件,而水力参数的优化设计是钻井液设计的重要组成部分和关键问题之一。钻井液水力参数优化设计的目的是有效、合理地利用水力能量,提高钻井液破岩能力和携屑效率,提高机械钻速,降低钻井成本。水力参数优化设计应满足机泵能量充分合理利用、井壁稳定、井眼干净和经济可行的原则。本文深入研究了钻探领域内经典钻井液流变模式及其流变方程、钻井液流态判别机理、压力损失模型、循环当量密度、喷射钻井理论、波动压力动态理论、最佳水力路线边界条件以及最优排量理论,参考了国内外最新研究进展尤其是美国石油学会的最新成果,运用数值计算方法,通过高级计算机语言“Delphi”开发出“钻井液水力参数优化设计系统”计算机程序。“钻井液水力参数优化设计系统”通过回归分析优选流变参数,灵活运用钻井实际数据或者实验数据,调用计算机后台算法库,进行动态计算,通过用户的交互查看、修改,实现钻井液水力参数的优化设计。计算机程序的研发解决了常规人工计算的困难,减少了不必要的实验,节省大量的人力、物力和财力,为现场应用和室内研究提供高效、精确的计算结果。通过对有关实例的计算分析,证明“钻井液水力参数优化设计系统”的计算结果具有较高的精确度,更重要的是,它通过开放式的交互平台,与用户经验有效结合,从而可以安全、快速达到钻井液水力参数的优化设计。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 钻井液综述
1.2 钻井液水力参数设计技术发展综述
1.2.1 钻井液水力参数研究的重要性
1.2.2 钻井液水力参数设计研究国内外发展现状
1.3 钻井液水力参数优化设计研究的目的和意义
1.4 本文主要研究内容
第二章 钻井液水力参数分析及机理研究
2.1 钻井液流变性能分析
2.1.1 钻井液的流态
2.1.2 剪切速率、剪切应力
2.1.3 粘度与粘度的测量
2.1.4 雷诺数（Reynolds）
2.2 钻井液水力流变模式
2.2.1 牛顿流体（Newtonian Fluid）
2.2.2 宾汉塑性流体（Bingham Plastic Fluid）
2.2.3 幂律流体（Power Law Fluid）
2.2.4 卡森流体（Casson Fluid）
2.2.5 赫谢尔－巴尔克莱流体（Herschel-Buckley Fluid）
2.3 钻井液水力学机理研究
2.3.1 钻井液携岩基本原理
2.3.2 喷射钻井钻井液水力破岩原理
第三章 钻井液水力参数优化设计及关键技术
3.1 钻井液水力参数优化设计主要内容
3.1.1 数据调研和前提假设
3.1.2 主要工作内容
3.2 钻井液水力参数优化设计
3.2.1 计算井下各段流速
3.2.2 雷诺数与流态判别
3.2.3 临界输送速度
3.2.4 循环压力损失理论
3.2.5 当量循环密度（ECD）
3.2.6 确定最优排量和最佳水力路线
3.3 循环压力损失研究
3.3.1 摩擦压力损失模型
3.3.2 钻头压力损失模型
3.3.3 循环压力损失计算
3.4 波动压力研究
3.4.1 理论研究进展
3.4.2 波动压力计算方程
第四章 钻井液水力参数优化设计系统的软件研发
4.1 软件开发环境
4.2 流程设计与系统目标
4.2.1 流程设计
4.2.2 系统目标
4.3 变量、数组的定义
4.3.1 一维数组定义
4.3.2 二维数组定义
4.3.3 变量定义
4.3.4 类型声明
4.4 科学函数
4.5 窗体与功能模块设计
4.5.1 MainForm 主窗体
4.5.2 BHAForm 子窗体
4.5.3 DHForm 子窗体
4.5.4 ResultForm 分析窗体
4.5.5 报表输出模块设计
4.6 错误提示机制
4.6.1 故障信息
4.6.2 补救措施
第五章 应用效果分析
5.1 流变参数优化计算对比分析
5.1.1 回归分析的引入
5.1.2 对比分析
5.2 在汪深1 井实例的应用效果分析
5.2.1 汪深1 井实例概况
5.2.2 数据输入与计算
5.2.3 结果优化
5.2.4 报表输出
第六章 结论和建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
个人简历
发布时间: 2005-07-05
参考文献
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