井内波动压力

管柱(钻柱、套管和油管等)在充满流体的井内运动,会产生波动压力,这个附加压力会影响井内压力系统的平衡关系。本文介绍了稳态波动压力计算方法的要点,并指出其粘附系数K值计算曲线所存在的问题。这是因为常用的钻井液多为幂律流体和宾汉流体,而原作者用牛顿流体的K值曲线计算井内波动压力,显然不符合井内实际情况。在分析波动压力机理的基础上,本文推导出适合井内幂律流体和塑性流体K值的计算公式。稳态波动压力计算方法,由于未考虑流体的压缩性和流道的膨胀性等具体井内条件,故只适用于浅井。1977年以来,美国AMOCO公司的研究人员,以弹性-可压缩流体理论为基础提出了瞬态波动压力计算方法,由于所考虑的条件更符合井内实际情况,所以更具有普遍性和准确性。     

钻井井喷失控井喷流出口速度预测方法研究

失控井喷流出口速度、喷口内压力、喷层产量都是井喷失控处理方案设计、作业施工中重要的基础数据。由于井喷失控井井口环境条件复杂，井喷失控后无法在井口安装测量仪表及在高速喷流中放入参照物，不能直接获取以上数据。文章利用地质、钻井过程获得的地层物性参数和气体动力学方程，探讨井喷失控井天然气喷流在不同井筒流动尺寸及组合的喷流速度预测模型，可应用薄剪切模型或RNG修正的k-ε模型定量描述速度场、温度场、浓度场颁。为井喷失控井处理方案设计、施工作业提供基础数据。     

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随着油气勘探开发难度的提高,钻井的复杂程度也相应地增加。为了获得良好的钻井效益,应加强钻井、地质和地球物理学科的交流,尽可能多地使用钻井、地质、地球物理测井的相关资料。文章描述了三维可视化技术在钻井工程中的应用,即可以将已钻井数据、待钻井设计数据及其与之相关的力学、地质和地球物理数据紧密地结合,在三维可视化环境中形象直观地展示数据之间的相互关系,在钻前设计、钻进监测、钻井事故预测与处理及钻后分析中,有效提高钻井人员分析复杂数据和提取有效信息的能力,加速他们与相关学科的交流和协作,从而提高钻井效益。     

失控着火井天然气喷流燃烧火体力学行为研究

量化井喷失控井喷流、燃烧火体及其响应域速度、压力、温度场分布规律对失控着火处理方案分析、处理设计及处理作业都具有重大意义。文章分析了失控井天然气喷流录相，并根据自由紊动扩散射流理论分析了失控着火天然气喷流及燃烧火体的力学行为。结果认为：喷流速度大于火焰燃烧速度段为轴对称（圆形）自由紊动射流，燃烧火体段是由于紊动射流的脉动而卷入环境空气与喷流（燃料）混合燃烧的；当未着火段接近井口时可被视为紊动扩散燃烧火焰，而当未着火段远离井口时则可被视为紊流部分预混燃烧火焰。在建立了失控井天然气喷流及燃烧火体物理模型后，可进而建立相应的数学模型以定量描述喷流、燃烧火体及其响应域的动力学参数。     

全井钻头序列优化组合及参数优选

钻井过程中，全井钻头类型的优化是一个多阶段决策问题。本文根据系统工程理论，生成全井钻头序列优化组合多阶段决策树，并构造出全井钻头动态规划的状态转移方程、指标函数、由最小化理论寻求最优树枝途径，以此获得全井钻头序列优化组合及工作参数优选，这是深井、超深井钻井，缩短钻（建）井周期，获得高钻速、低成本的重要途径     

整筒管式抽油泵环隙漏失量计算模型的完善

为提高整筒管式抽油泵环隙漏失量的计算精度，针对柱塞与泵筒偏心及泵工作时环隙里倒喇叭状的实际情况，提出了计算整简管式抽油泵环隙漏失量的心渐缩环隙模型，并根据流体力学理论，导出了该模型的动、静态环隙漏失量计算公式。实例计算结果表明，柱塞偏心度对环隙漏失量的影响随泵径和果挂深度的增加而减小，且泵挂深度越小、泵径越大，减小幅度越大。     

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动力压井法是一种非常规井控技术，在动力压井过程中利用井内或环空流体的流动阻力和静液压力来平衡喷井的地层压力，它已在压制强烈井喷中成功使用。文章介绍了确定动力压井所需流量的3种方法：在纯摩阻法计算模型中用单一流体计算流动压降；稳态两相模型表征稳态条件下的流体流动，并考虑两相流体在温度、压力变化条件下的压缩性；瞬态两相流动模型计算泵入压井液过程中两相邻时间段的井底压力变化。不断增加的静液压力与流动阻力加大了对地层的压力,分析与计算结果表明：两相流动模型优于单一流体的纯摩阻计算法。当压井管柱底端不在井底时，可以使用离井底动力压井法。在注入点处压井液液滴的沉降与液体回流是该方法压井成功的关键，因为它们能够增加对井底的有效压力。液滴的最大直径和牵引系数是判断沉降与回流的依据,最大液滴直径可据Weber数确定，而牵引系数是滑脱速度雷诺数的函数。压井液在上升天然气气流中碎裂成液滴是一个由空气动力学与流体力学所决定的复杂过程,尚需进一步研究以得出能更精确地确定离井底动力压井作业中液体回流的条件。     

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井喷失控是石油及天然气开发中出现的重大恶性事故，它将严重危及人民的生命财产，污染良田，破坏生态环境，造成地下资源损失。文章利用空气中紊动射流理论，视失控井喷流为一束沉没自由紊动射流，分析喷流形状特征尺寸和速度场分布及参数的确定方法，为失控井喷着火井处理方案分析，处理设计及处理作业提供基础数据，达到快速清障、灭火、重建井口控制系统、控制喷流。     

一种有效的水力程序设计

在过平衡压力条件下钻进时,增大钻头比水马力能提高机械钻速,但同时泵液力端及高压循环系统易损件及油料费用也随之增加,且动力及传动装置使用周期减短,钻具损坏也频繁。因此,水力参数设计原则是增大钻头比水马力后,提高机械钻速所获得的效益必须大于或等于因水力能量的增加而导致的费用增量、文中介绍了按此原则进行水力程序设计的方法。