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《【7A文】保護油氣層鉆井完井技術-井內波動壓力.pptx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、保護油氣層鉆井完井技術井內波動壓力井內波動壓力一、井內波動壓力研究狀況；二、穩(wěn)態(tài)波動壓力研究；三、瞬態(tài)波動壓力研究；四、管柱許用起下速度。概述管柱（鉆柱、套管、油管等）在充有流體的井內運動，可能引起井內壓力系統(tǒng)失去平衡而造成井下復雜情況和工程事故。人們對井內波動壓力根據(jù)剛性管--不可壓縮流體理論建立了計算井內波動壓力的穩(wěn)態(tài)預測模式和計算方法。隨著近20年來管道動態(tài)分析和數(shù)值流體力學的進展，井內波動壓力從過去的穩(wěn)態(tài)分析發(fā)展到目前的以彈性管-可壓縮流體理論為基礎的瞬態(tài)分析。井內波動壓力的深入研究為井內壓力系統(tǒng)控制
2、、井控技術、平衡壓力鉆井技術、井身結構設計、水力參數(shù)優(yōu)選等現(xiàn)代鉆井工藝技術提供了可靠的理論依據(jù)，井內復雜流道動態(tài)分析是工程流體力學的一個重要實用領域。波動壓力的概念及研究意義概念管柱在充有流體的井內運動會產(chǎn)生附加壓力，下放管柱產(chǎn)生的附加壓力主要是激動壓力（surgepressure)。上起管柱產(chǎn)生的附加壓力主要是抽吸壓力（swabpressure)。這兩個壓力統(tǒng)稱為管柱在充有流體的井內運動時產(chǎn)生的波動壓力。井內波動壓力可能使井內壓力系統(tǒng)失去平衡而引起眾多井下復雜情況和工程事故：①油田資料統(tǒng)計表明25%的井噴直
3、接由于起鉆速度過高產(chǎn)生抽吸壓力而引起；②過高的下鉆速度產(chǎn)生壓力激動，壓漏地層引起井塌、卡鉆等惡性事故；③由于抽吸壓力使地層流體進入井內而污染泥漿；④激動壓力及在環(huán)空中引起的高返速是損害油氣層的兩個重要因素。波動壓力的概念及研究意義因此控制井內波動壓力值是防正井下復雜情況和工程事故、保護產(chǎn)層的重要措施。在平衡壓力鉆井技術中，井身結構設計、合理泥漿密度的確定都與井內波動壓力有關，困此井內波動壓力是鉆井工程設計和施工中重要的基礎參數(shù)。國外研究狀況1934年Cannon注意到正常壓力或井內泥漿靜液住壓力大于地層壓力許
4、多時，起鉆過程中仍然發(fā)生井噴。為了研究這個問題，他測定了起鉆中產(chǎn)生的抽吸壓力，指出抽吸壓力很大，足以使地層流體進入井內導致井噴。1951年Goins測出了下鉆中產(chǎn)生的激動壓力，這個壓力將可能引起井漏。1953年Cardwell第一次發(fā)表了定量預測井內波動壓力變化規(guī)律的理論方法和計算圖表，由于當時對泥漿流變性認識不足，使之失去實用意義。國外研究狀況1954年Ormsby對井內波動壓力理論作了進一步推進，他描述了層流、紊流流態(tài)井內波動壓力計算的數(shù)學模式，方法嚴格，計算結果較準確，但只限于流動泥漿粘滯阻力產(chǎn)生的井內
5、波動壓力。1956年Clark發(fā)表了理想化的井內波動壓力圖表并提出了預測井內波動壓力的理論公式，在他的理論中不但考慮了泥漿粘滯阻力產(chǎn)生的波動壓力，還考慮了由于慣性力引起的波動壓力，他的理論比Ormsby和Cardwell的更完善，公式也相對簡單。國外研究狀況1960年Burkhardt在現(xiàn)場實測了井內壓力波動變化規(guī)律，在假設和簡化條件下提出了一套石油礦場沿用至今的計算方法。這套理論計算模式計算的井內波動壓力值與伯克哈特（Burkhardt）實驗井實測的井內波動壓力值較為吻合，伯克哈特模式在油田應用上有了實用價
6、值。1964年Surch在Burkhardt模式的基礎上推導出了寨律流體井內激動壓力計算方法。國外研究狀況1977年美國AMOCO公司學者Lubinski提出了井內波動壓力的動態(tài)分析站，并指出井內波動壓力穩(wěn)態(tài)分析的局限性，并以彈性管可壓縮流體理論為基礎，推導出了考慮井內流體的壓縮性和流道管壁彈性的計算井內激動壓力的動態(tài)分析偏微分方程。國外研究狀況1983年美國AMOCO公司的Lar修正了Lubinski瞬態(tài)井內波動壓力數(shù)學模型中的許多不足，求得了容律流體井內瞬態(tài)波動壓力的數(shù)值解。為了驗證其瞬態(tài)模型的正確性，用
7、伯克哈特實驗井原始數(shù)據(jù)，分別以穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)分析模式進行了計算，結果表明：在伯克哈特實驗井條件下，穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)理論計算值與實測井內波動壓力值基本一致。隨后，Lar又用Clark和Fontfenot在Mississppi和Utah兩口4000米以上深井實測井內波動壓力原始數(shù)據(jù)分別進行了穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)理論計算，結果表明：瞬態(tài)模式理論計算值與實測井內波動壓力值吻合，而穩(wěn)態(tài)模式理論計算值比實測井內波動壓力值大50-100%。國外研究狀況1960年美國人Burkhardt在一口已下9-5/8英寸套管、井深640米的井內實測了井內
8、波動壓力。1974年美國人Clark和Forder1ot分別在密西西比(Mississppi）和猶它(Utah）兩口深井實測了井內波動壓力。Burkhardt試驗井穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)和實測波動壓力對比Mississippi試驗井穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)和實測波動壓力曲線國內研究狀況西南石油學院郝俊芳教授石油大學劉希圣教授中國石油勘探開發(fā)研究院汪海閣井內波動壓力一、井內波動壓力研究狀況；二、穩(wěn)態(tài)波動壓力研究；三、瞬態(tài)波動壓
