水平井波動(dòng)壓力計(jì)算理論建模及軟件開發(fā).pdf

1、在窄環(huán)空間隙中下套管、小井眼鉆進(jìn)、深水鉆進(jìn)和長(zhǎng)水平段水平井鉆進(jìn)等作業(yè)中，精確的波動(dòng)壓力計(jì)算模型是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)井底壓力，避免井涌、井漏、井壁失穩(wěn)等井下復(fù)雜情況發(fā)生的前提。現(xiàn)場(chǎng)常用的波動(dòng)壓力預(yù)測(cè)模型如Burkhardt模型和Schuh模型是針對(duì)于同心環(huán)空而建立的，而在水平井的斜井段和水平段，受重力因素和巖屑床的影響，會(huì)導(dǎo)致管柱在環(huán)空中處于偏心的位置。偏心環(huán)空和同心環(huán)空中波動(dòng)壓力的計(jì)算方法不同，采用傳統(tǒng)的波動(dòng)壓力計(jì)算方法會(huì)使得對(duì)于水平井井底波動(dòng)壓

2、力的預(yù)測(cè)偏大。針對(duì)以上問題，本文建立了適用于水平井的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)波動(dòng)壓力計(jì)算模型。
　　本文首先從影響波動(dòng)壓力計(jì)算的因素出發(fā)，分析了在水平井的水平段偏心度對(duì)波動(dòng)壓力的影響；提出了鉆井液流變參數(shù)擬合與流變模式優(yōu)選的改進(jìn)的黃金分割算法；分析了不同的鉆柱工作狀況下環(huán)空中流體的速度分布；并分析了鉆桿接頭、鉆井液的靜切力以及管柱加速度對(duì)波動(dòng)壓力的影響。
　　其次，針對(duì)水平井井筒中流體的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)流動(dòng)狀態(tài)，分別建立了波動(dòng)壓力的計(jì)算模型，在

3、模型建立的過程中，考慮了不同的偏心度、鉆井液流變模式和管柱工作狀況。對(duì)模型的合理性進(jìn)行了驗(yàn)證，其中，4參數(shù)流體分別在同心環(huán)空中和偏心環(huán)空中流動(dòng)的穩(wěn)態(tài)波動(dòng)壓力計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果和前人測(cè)量的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差基本都在10％以內(nèi)；瞬態(tài)波動(dòng)壓力模型計(jì)算結(jié)果同Burkhardt和Clark各自測(cè)量的兩口井的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)的最大誤差分別為11.5%和9.93%。
　　最后，根據(jù)所建立的水平井中波動(dòng)壓力計(jì)算模型，利用Matlab語(yǔ)言編制了波動(dòng)壓力