深水钻井中的动力压井方法研究

论文摘要

用动力压井方法处理深水钻井中的浅层流问题,是海上钻井作业的安全、顺利进行的有效途径之一。动力压井作为一项非常规压井方法,与常规海上压井方法有很多不同之处。本文针对深水钻井过程浅层流引发的安全隐患问题,结合海上钻井工艺技术特点,采用理论分析、数值与现场数据验证相结合的方法对深水钻井过程中的动力压井技术进行了研究。根据动力压井方法要求以及海上钻井工艺技术的特点,对深水钻井过程中的动力压井工艺技术进行了探讨。得到了浅层流前期检测方法、发现浅层流后的处理措施,以及利用动力压井方法进行压井的方案设计。通过理论分析,结合动力压井工艺,在多相流理论基础上,建立了海上动力压井理论模型,并采用合适的算法对控制方程组进行了计算,在此基础上编制了用于指导深水压井作业的软件。采用所编制的软件对模拟井进行了分析,得到了井深、井眼尺寸、井底压差、渗透率等参数对动力压井参数的影响规律,总结了不同工况条件对动力压井的不同要求,形成了一套较完整的海上动力压井方法。为海上钻井作业的安全、顺利进行打下了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 浅层流问题相关问题介绍
• 1.2.2 海上压井方法现状
• 1.3 存在的问题
• 1.4 本文的主要研究内容
• 本章小结
• 第二章 深水井涌及浅层动力压井工艺
• 2.1 海上井涌早期检测技术
• 2.2 海上常规压井工艺
• 2.3 动力压井工艺
• 2.3.1 钻具组合
• 2.3.2 钻遇浅层气的处理程序
• 2.3.3 压井方案设计
• 2.3.4 泵送方案设计
• 2.3.5 海上动力压井基本操作步骤
• 本章小结
• 第三章 动力压井控制方程组及其求解
• 3.1 动力压井法基本原理方程
• 3.2 动力压井法水力参数控制方程组
• 3.2.1 无隔水管情况下的多相流动模型
• 3.2.2 钻柱内流动模型
• 3.2.3 能量方程
• 3.2.4 救援井时的压力要求
• 3.3 动力压井理论模型求解
• 3.3.1 温度场的定解条件
• 3.3.2 压力及流动参数的定解条件
• 本章小结
• 第四章 动力压井参数计算及其影响因素
• 4.1 动力压井法参数计算
• 4.1.1 动力压井所需排量
• 4.1.2 动力压井所需压井液密度
• 4.1.3 动力压井所需泵的水力功率
• 4.1.4 动力压井的泵压
• 4.2 不同参数对动力压井的影响
• 4.2.1 深度h对动力压井排量的影响
• 4.2.2 井眼尺寸对动力压井排量的影响
• 4.2.3 井底压差对动力压井排量的影响
• 4.2.4 地层渗透率对动力压井排量的影响
• 4.2.5 压井液密度对排量的影响
• 4.3 不同工况下动力压井分析
• 4.3.1 正常钻进过程中发生浅气层事故
• 4.3.2 起钻过程中诱发浅气层井喷
• 本章小结
• 第五章 海上动力压井软件及其应用
• 5.1 软件简介
• 5.1.1 核心模块
• 5.1.2 编程语言
• 5.1.3 软件设计流程图
• 5.1.4 软件界面设计
• 5.2 软件计算实例
• 5.2.1 算例1
• 5.2.2 算例2
• 本章小结
• 结论
• 总结论
• 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢