充气欠平衡钻井两相流模型研究

论文摘要

目前,欠平衡钻井技术已经作为一项成熟技术应用于国外油田,在国内也处于一个迅速发展的时期。但是目前对于欠平衡钻井过程中气液两相流动规律的认识还远远不能满足欠平衡钻井压力预测及控制精度的实际需求,还有待于进一步发展和完善。基于此,本文以欠平衡钻井气液两相流动规律及模拟为主要研究内容,比较分析了Guo模型和Hasan-Kabir模型,证明了力学方法建立起来的气液两相流模型—Hasan-Kabir模型具有优越性。同时,为进一步提高该模型的精度,在充分考虑了气体的压缩性以及加速度影响的前提下,对Hasan-Kabir模型进行了修正,得出了改进的Hasan-Kabir模型。利用实测数据进行实例计算,实例计算结果中改进模型与实际数据误差相对较小,这就表明相对于Hasan-Kabir模型运用改进的Hasan-Kabir模型进行设计计算精度更高,实用性较强。该模型为充气欠平衡钻井设计计算与精确控制井底压力提供了依据。以改进的Hasan-Kabir模型为基础,本文笔者编制了欠平衡软件并利用该软件模拟了现场数据来进行实例计算,同时用得出的结果与国际上比较成熟先进的软件HUBS进行对比,发现两者之间误差极小,因而得出结论说明了该软件的实用性与改进模型的可行性。本文将理论模型研究、软件模拟及油田实测数据实例三者结合起来,有力的验证了所提出模型的准确性与所编软件的实用性,进一步说明了该研究在欠平衡钻井研究方面的重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 欠平衡钻井的研究现状
• 1.2.2 多相流及气液两相流研究现状
• 1.2.3 欠平衡钻井压力控制研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 欠平衡钻井压力控制研究
• 2.1 欠平衡钻井井底压力影响因素
• 2.1.1 气液相性质对井底压力的影响规律研究
• 2.1.2 井口回压变化对井底压力的影响规律
• 2.2 欠平衡钻井井底压力控制方法
• 2.2.1 监控井底压力法
• 2.2.2 控制井眼出流量方法
• 2.2.3 控制井口回压方法
• 2.2.4 控制注入气/液流量及气/液性质的方法
• 2.3 本章小结
• 第三章 欠平衡钻井气液两相流模型研究
• 3.1 GUO 模型
• 3.2 HASAN-KABIR 模型
• 3.3 本章小结
• 第四章 改进的HASAN-KABIR 模型
• 4.1 考虑加速度的改进的HASAN-KABIR 模型
• 4.2 考虑气体压缩性改进的HASAN-KABIR 模型
• 4.2.1 考虑压缩因子Z 改进模型
• 4.2.2 H-K 模型与改进的H-K 模型对比
• 4.3 本章小结
• 第五章 欠平衡软件的编制及实例模拟
• 5.1 编制欠平衡软件
• 5.1.1 概述
• 5.1.2 操作环境
• 5.1.3 软件主界面
• 5.1.4 充气欠平衡钻井系统
• 5.2 实例计算
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 论文摘要