论文题目: 钻井液设计系统的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 地质工程
作者: 胡茂焱
导师: 夏柏如
关键词: 钻井液钻,井液设计规则,基于范例推理,水力学参数设计
文献来源: 中国地质大学（北京）
发表年度: 2005
论文摘要: 随着油气和固体矿产勘探开发的飞速发展,现代钻井技术对钻井液提出了更新更高的要求,各种新型钻井液技术不断地被开发出来,在讲求效率的今天,钻井液的管理技术也得到了更多的关注。 钻井液管理是近年来提出的一个新概念。它包括钻井液设计、当量循环密度控制、井眼清洁、流态与井下模拟等,通过优选、优配、简化钻井液体系,降低成本,提高钻井效率。实现钻井液管理需要开发相应的钻井液设计软件。钻井液设计是一个跨学科的、复杂的系统工程,涉及到许多学科的理论知识,同时具有很强的实践性。在很多情况下手工设计不仅耗时费力,往往还会存在许多问题。钻井液设计系统软件的开发不仅解决了上述问题,更重要的是能够更好地实现资源共享,最大限度地运用成功经验,从而实现钻井液设计的计算机化、自动化,甚至智能化。 本文研究了钻井液技术、钻井液设计基本规则、钻井水力学设计原理,总结了大油田的钻井液技术,构建了钻井液和钻井水力学设计思想和方法,为钻井液和钻井水力学设计系统计算化奠定了基础,有效地促进了钻井液技术与现代高新技术的有机结合。本文研究成果主要体现在: 1. 研究了地质勘探钻探技术特点和钻孔冲洗与护壁堵漏技术,借鉴国内外石油钻井液设计系统的最新研究成果,根据钻井液设计基本原则建立了钻井液设计规则库。 2. 归纳总结了我国地质勘探长期积累的钻井液技术,同时收集整理大油田在钻井液设计方面积累的宝贵经验,建立了钻井液设计范例库。 3. 研究了人工智能技术在工程技术的应用,基于钻井液设计规则库和钻井液设计范例库,建立了基于规则和基于范例相结合的钻井液体系设计系统。 4. 研究了钻井液流变学和水力学的最新研究成果,利用回归分析等数学方法,研究钻井液流变模式的优化设计系统,从而实现了钻井水力参数的优化设计的自动化。 5. 首次建立了集钻井液设计和钻井水力学设计于一体,既可应用于地质勘探又可应用于石油钻井的钻井液设计系统。
论文目录:
第一章 引 言
1.1 研究目的和意义
1.2 钻井液设计研究现状
1.2.1 人工智能技术在地质勘探与油气开采应用概况
1.2.2 钻井液体系设计系统的研究现状
1.2.3 钻井液水力学发展现状
1.3 研究主要内容
1.3.1 钻井液体系设计研究内容
1.3.2 钻井水力学设计的研究内容
第二章 钻井液设计基础与知识库
2.1 钻井液的功用、类型和组成
2.1.1 钻井液的功用
2.1.2 钻井液的类型
2.1.3 钻井液的组成
2.2 钻井液的性能及测试
2.2.1 钻井液流变模式及特点
2.2.2 钻井液滤失造壁性
2.2.3 钻井液的PH 值和碱度
2.2.4 钻井液的含砂量和固相含量
2.3 钻井液材料及分类
2.3.1 钻井液原材料的主要作用
2.3.2 钻井液原材料
2.4 钻井液体系
2.4.1 水基钻井液体系
2.4.2 油基钻井液体系
2.4.3 气体型钻井液体系
2.4.4 新型钻井液体系
2.5 复杂地层分类
2.5.1 不稳定地层
2.5.2 漏失地层
2.5.3 孔内复杂情况的判断与处理
2.6 钻井水力学原理
2.6.1 基本流型
2.6.2 钻井水力学基本原理
2.6.3 欠平衡钻井水力学原理
2.7 钻井液知识库的实现
第三章 钻井液设计基本原理及规则库的建立
3.1 基于规则推理的基本原理
3.2 钻井液设计基本原则
3.2.1 钻井液设计的基本要求
3.2.2 钻井液设计的一般过程
3.2.3 设计逻辑思路
3.3 钻井液体系设计
3.3.1 选择钻井液体系的原则
3.3.2 钻井液体系设计的要求
3.4 钻井液性能参数设计
3.5 钻井液维护与处理
3.6 固相控制
3.7 钻井液材料与成本预算
3.8 钻井液设计模块流程图
3.9 钻井液设计系统功能结构
3.10 钻井液设计系统的实现
第四章 基于范例推理的钻井液设计
4.1 基于范例推理设计系统的基本原理
4.1.1 基于范例推理方法
4.1.2 基于范例推理技术的特点
4.1.3 基于范例推理系统建立过程
4.2 基于范例推理的钻井液设计系统
4.3 基于范例推理的钻井液设计系统的计算机实现
4.3.1 逻辑设计框图
4.3.2 基于范例推理的钻井液设计系统模块
第五章 钻井水力参数优化设计
5.1 钻井水力学参数的计算
5.1.1 确定井下尺寸以及各段流速
5.1.2 有效粘度和雷诺数的计算并判断流态
5.1.3 临界输送速度与最小排量的确定
5.1.4 环空和钻杆内循环压降的计算
5.1.5 钻头压降
5.1.6 计算各段摩擦压降以及井下各点压力
5.1.7 计算循环当量密度
5.1.8 确定最优排量和最优压耗的最佳水力路线
5.2 回归分析对流变模式的优选
5.2.1 回归计算理论
5.2.2 流变模式的优选
5.3 钻井水力参数优化设计
5.3.1 优化设计的前提
5.3.2 优化设计的主要内容
5.3.3 设计思路
5.3.4 钻井水力学参数优化设计的计算机实现
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
附录1 钻井液处理剂名称和功能
附录2 收集整理的钻井液配方
附录3 钻井液设计与信息系统软件说明
第一部分 系统环境与软件安装
第二部分 软件基本操作
第三部分 软件帮助
附录4 单位换算表
个人简历
发布时间: 2005-07-05
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