气体钻井流动参数计算

论文摘要

气体钻井可以减少钻井时间以及降低钻井综合成本。从经济的角度来考虑,气体钻井目前在钻井领域占主要地位,而对气体钻井流动参数的计算是气体钻井的理论依据。只有对气体钻井各个流动参数有了很清楚的认识,才能很好的应用此项技术。空气是低密度钻井介质,空气钻井的优化结果和巨大的经济效益取决于几个因素。尤其在干燥或者没有储层流体的坚硬储层使用空气钻井能提供很好的效果。在空气钻井中,环空中传输的固相流的形状,尺寸和密度都是不同的。因此,每个颗粒都有不同的沉降速度,岩屑在环空紊流的作用下向上运输的过程中被分离并且研碎,这样,环空中就分布着不同尺寸的颗粒。本论文介绍了注入气体后井底压力计算的方法,建立了环空多相流计算模型,通过对多相流有关参数的计算,采用分段迭代的方法计算各个参数,充分考虑了气体的压缩性,从而提高了井底压力计算的精度。同时采用气体状态方程以及热力学定律对空气钻井中各个流动参数进行分析,重点讨论储层流体涌入的空气钻井中最小空气流量的确定以及立管注入压力和钻头喷嘴压力等问题,并且给出了具体的计算公式和方法。根据建立的模型编制应用软件,结合现场实践,对模型进行分析修正,达到指导现场实际空气钻井的目的。本论文为空气钻井实际提供了必要的理论依据,为大庆地区开展空气钻井提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 空气钻井压力计算模型
• 1.1 环空压力模型
• 1.1.1 固相摩擦系数
• 1.1.2 因次分析
• 1.1.3 数据分析
• 1.1.4 结果讨论
• 1.2 井底压力模型
• 1.2.1 压缩因子
• 1.2.2 井眼流动压力
• 1.3 钻杆内压力模型
• 1.3.1 钻杆内气体流动
• 1.3.2 注入压力的确定
• 1.4 钻头压力模型
• 1.4.1 有喷嘴压力计算
• 1.4.2 无喷嘴压力计算
• 1.5 异常压力计算
• 第二章 空气钻井流量计算模型
• 2.1 空气钻井需要的气体流量
• 2.1.1 最小流量模型的建立
• 2.1.2 海拔对空气流量影响
• 2.1.3 空气湿度对流量的影响
• 2.1.4 最小流量的确定
• 2.2 地层出水需要的气体流量
• 2.2.1 地层出水对空气钻井的影响
• 2.2.2 地表注入水
• 2.2.3 储层水携带能力
• 第三章 空压机输出压力计算模型
• 3.1 理论模型
• 3.2 实例计算
• 第四章 空气钻井现场验证
• 4.1 徐深232 井的基础数据
• 4.1.1 徐深232 井井身结构
• 4.1.2 井下钻具组合
• 4.1.3 钻头使用情况
• 4.1.4 钻柱数据
• 4.1.5 水力参数设计
• 4.2 空气钻井计算软件
• 4.2.1 软件编制
• 4.2.2 软件分析
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要