水平井波動壓力計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、深水鉆進和長水平段水平井鉆進等作業(yè)中，精確的波動壓力計算模型是準確預(yù)測井底壓力，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)場常用的波動壓力預(yù)測模型如Burkhardt模型和Schuh模型是針對于同心環(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)空中波動壓力的計算方法不同，采用傳統(tǒng)的波動壓力計算方法會使得對于水平井井底波動壓

2、力的預(yù)測偏大。針對以上問題，本文建立了適用于水平井的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)波動壓力計算模型。
　　本文首先從影響波動壓力計算的因素出發(fā)，分析了在水平井的水平段偏心度對波動壓力的影響；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波動壓力的影響。
　　其次，針對水平井井筒中流體的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)流動狀態(tài)，分別建立了波動壓力的計算模型，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。對模型的合理性進行了驗證，其中，4參數(shù)流體分別在同心環(huán)空中和偏心環(huán)空中流動的穩(wěn)態(tài)波動壓力計算模型的計算結(jié)果和前人測量的多組實驗數(shù)據(jù)的誤差基本都在10％以內(nèi)；瞬態(tài)波動壓力模型計算結(jié)果同Burkhardt和Clark各自測量的兩口井的現(xiàn)場測量數(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壓力計算模型，利用Matlab語言編制了波動壓力