小井眼环空循环压耗计算

小井眼钻井的技术关键是环空水力学。小井眼钻具外径与内径之比较大，环空间隙较小，引起环空压耗、钻井液流变性发生较大变化，许多常规钻井中可忽略的因素在小井眼中却显得尤为重要。用Herschel—Bulkley模式描述钻井液的流变性，考虑钻柱偏心和旋转对钻井液在环空和钻柱内流动的影响，导出了计算小井眼环空循环压耗的模型，将所建立模型和传统方法的计算结果与实测数据比较表明，该模型具有较高的精度，可以满足现场作业的要求。     

传统计算循环压耗方法局限性探讨及改进方法验证

近年,随着西北缘玛湖地区勘探开发进程加快,经不断的实践探索发现钻井过程中准确确定循环压耗可以有效地降低井下复杂事故发生率,提高安全钻进效率。在过去深井或超深井作业中,利用传统计算模型确定循环压耗存在较大误差[1]。因此,合理的改善该地区循环压耗计算方法具有重要意义。通过改进传统方法,利用幂律流体模拟钻井液,推导出圆管和环空中幂律流体的雷诺数公式以及环空中层流时的压耗计算模型,利用该模型在确定深井循环压耗时计算简单,准确率高,误差低,为安全钻井、增大钻头压降等提供理论指导。经现场应用发现该计算模型可有效降低循环压耗误差。     

小井眼环空循环压耗计算

小井眼钻井的技术关键是环空水力学。小井眼钻具外径与内径之比较大,环空间隙较小,引起环空压耗、钻井液流变性发生较大变化,许多常规钻井中可忽略的因素在小井眼中却显得尤为重要。用Her-schel-Bulkley模式描述钻井液的流变性,考虑钻柱偏心和旋转对钻井液在环空和钻柱内流动的影响,导出了计算小井眼环空循环压耗的模型,将所建立模型和传统方法的计算结果与实测数据比较表明,该模型具有较高的精度,可以满足现场作业的要求。     

无隔水管钻井浅部地层井筒循环压耗分析

无隔水管钻井液回收钻井技术能够较好地解决深水浅部地层的钻井难题。基于圆管流量方程及其在环空中的推广应用,分别建立钻柱内和环空中钻井液全流态的井筒循环压耗计算方法。算例分析结果表明,层流状态下钻柱内和环空中循环压耗随排量增大均缓慢增加,而过渡流和紊流下循环压耗随排量增加的速度较快;RMR无隔水管钻井系统在钻井过程中存在一个临界排量,只有泵排量不小于临界排量才能够保证井筒循环的连续性;钻遇浅部地层时井筒压力中还是钻井液液柱压力起主导作用,循环压力的影响相对较小。研究内容可为我国开展深水无隔水管钻井提供一定的技术支持。     

大位移井循环压耗精确计算方法研究及应用

对现有大量的压耗计算方法进行了研究分析,提出了适合于大位移井循环压耗计算的不同流变模式泥浆流动的流态判别和摩阻系数计算方法,建立了钻杆接头对钻杆内压耗的影响系数计算式和井下动力钻具压耗计算方法。基于传统钻井循环压耗计算方法,结合大位移井特点,提出了大位移井循环压耗的精确计算方法,验证结果表明,该方法能够较大幅度降低误差,从而能为大位移井水力参数计算和设计提供帮助。     

小井眼循环压耗精确计算方法研究及应用

由于小井眼与常规的井眼存在很大的差别,原有的计算普通钻井井眼循环压耗的模型在计算小井眼循环压耗时存在误差。为了能够准确地计算出小井眼的循环压耗,除了考虑钻柱偏心、钻柱旋转和钻具接头对循环压耗的影响外,还要考虑压力和温度对小井眼循环压耗的影响。在原有循环压耗计算公式的基础上提出了精确计算小井眼循环压耗的模型。实例计算表明,其误差小于5%,满足钻井工程需要。     

超深井循环压耗计算模型研究

传统的循环压耗计算模型主要是针对浅井和中深井,其温度和压力对钻井液流变性和密度的影响小,因此精度能够满足工程需要。但高温、高压环境下的超深井钻井,温度和压力对钻井液密度和流变特性的影响已不能忽略。为了使钻头得到更多的压力降和水功率,尽量减小钻井液传递过程中能量的损耗,就必须准确求得循环系统压力损耗。鉴于此,建立了考虑温度、压力效应的超深井钻井循环压耗计算模型,并编制了应用软件。计算结果表明,计算的循环压耗与实际压耗符合率在95%以上;考虑温度、压力效应的循环压耗与不考虑温度、压力效应的循环压耗相差3 MPa左右,这为增大喷嘴压力降、开展超深井钻井喷射钻井提供了理论指导。     

螺杆动力钻具压耗计算方法研究与分析

随着深井、超深井和大位移井技术的发展,螺杆动力钻具（PDM）的使用越来越普遍,围绕着螺杆动力钻具压耗的计算也越来越受到钻井工作者的重视。通过对已有螺杆钻具压耗计算方法的归纳和总结,将螺杆钻具压耗计算方法分为一般法与模型法两大类,并对其进行了详细的分析比较。同时,优选罗伯逊—斯蒂夫钻井液流变模式,详细推导了圆筒模型中螺杆钻具压耗的计算方法。最后,完善了模型法中复杂模型法的螺杆钻具压耗推导过程。结果表明,当对螺杆钻具压耗计算精确度要求较高时,可选用模型法里的复杂模型方法来计算。     

欠平衡小井眼钻井环空压耗模式的建立与应用

欠平衡钻井技术、小井眼钻井技术分别作为一项新技术，两者的结合应用更成为９０年代钻井行业的热门。小井眼欠平衡钻井技术中，钻井水力学计算问题与常规井有所不同。文中就钻井中环空压耗的计算模型进行研究，在欠平衡钻井丹斯－若斯两相流和考虑偏心、旋转系数的基础上，以雷诺数和若斯因数来判别环空流态，并开发编制了一套软件。这套软件在小拐油田１０多口井中应用，误差小于５％，符合钻井工程要求。     

喷射钻井中循环压耗计算及循环排量的确定

在喷射钻井中，因其理论计算过程复杂，影响其工艺的发展与普及。文中介绍独特的简化处理技术，引出特征系数ｍ＿ｅ、ｍ＿ｐ、ｍ＿ｃ、ｙ＿ｍ使循环压耗计算式简便。找出两个临界井深与额定排量、最小排量之间的内在联系，提出实用的确定循环排量的简捷方法。     

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在石油天然气勘探开发钻井过程中，钻井液流变参数对机械钻速及井眼净化和地面固相清除效果起着十分重要的作用。粘切偏低，容易引起井眼净化不良、井内钻井液自然分层和不能悬浮加重剂等复杂情况；粘切偏高，又会增大地面除砂难度、降低钻井速度、引起粘附卡钻等。为此，论述了常用钻井液剪切应力随其剪切速率的变化规律，选取范氏粘度计的６个剪切速率及其对应测定值为研究对象，借助计算机，统计归纳出钻井液流变参数计算新方法。分析结果表明：它比滨汉、指数和卡森三种模型的线性关系好，在各剪切速率下用它描述的剪切应力最接近实际。该方法计算简便，且不受钻井液体系变化的影响，是目前切实可靠的分析方法。     

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欠平衡钻井是开发低压低渗透储层和枯竭油气藏非常有效的钻井技术。它不但可将地层损害减小到最低程度，而且在钻井过程中有机会对储层进行评价和描述，在钻遇复杂地层中可防止漏失和地层压差卡钻，并能大幅度提高钻速。欠平衡钻井循环系统是一个多相流体流动的非稳定压力系统，它受注入流体气液比，储层流体二次充入，地面回压等因素控制。为此，分析了这个多相流循环系统设计中应考虑的一些主要问题。并通过井底压力模拟计算表明：循环系统在静压控制区工作时，气相注入速率的微小变化，将引起井底压力突变，该区为循环系统不稳定区，欠平衡钻井操作应避免在该区工作而引起井眼失稳和过平衡压力。循环系统在摩阻控制区工作时，对气相注入速率和地层流体进入系统，井底压力变化平缓，因此该区为循环系统稳定区，欠平衡钻井作业在该区能保证设计负压差值。但随着气相注入速率的增加，井底压力增加，此时应控制氮气注入速率，节约钻井成本。     

高压容器爆破压力的计算

通过对高压容器爆破压力计算方法的比较，在保证计算精度的前提下，提出了一种比较简便的计算方法，使相当繁琐的计算成为简单易解决的问题，为在工程设计中推行爆破失效准则做了探索工作。     

标准化钻速法检测地层压力技术的改进与应用

利用钻井资料检测地层压力的方法，基本上都是以泥岩的压实规律为基础，以钻速的变化为根据的。但是在钻井过程中影响钻速的因素很多，可以衡量一种检测方法优劣，主要是看其能否合理、全面地考虑诸多影响因素，能否适用于现场。本文介绍标准化钻速法检测地层压力的基本原理和工作步骤，提出了适用于现场的改进的数学模型和应用方法，并与实测值很接近。     

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文章根据气井天然气的性质,推导出了利用气井环空气柱压力,计算井底压力的精确求解数学模型与近似求解数学模型,提出了以近似求解数学模型计算结果为精确求解数学模型赋初值的计算程序和在气举工艺设计与诊断诊断中的实际应用。实际应用结果表明,本文推导、提出的数学模型与计算程序科学、合理、可靠、实用、不仅对这一课题的深化研究有着显著的促进作用,而且在解决采气工程的实际问题中具有显著的推广应用价值。     

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目前我国天然气管输费仍然采用与出厂价捆在一起的捆绑价。当用户的实际用气量低于预定气量时，捆绑价就不能确保输气公司收回投资并获得合理的投资效益。目前许多国家对天然气管输采用了二部制管输费收取方法。该方法能在公平的原则下保护输气公司和用户双方的正当权益。文章对天然气管输费的形成机制和形式进行了分析，介绍了国外二部制管输费的计算方法，在此基础上建立了更易理解和计算的二部制管输费计算方法。     

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针对长庆气田储层地质特征，开展了长庆气田天然气欠平衡钻井技术研究及试验。在欠平衡钻井循环介质的优选、井身结构以及欠平衡钻井作业中有可能出现的地层出水、井壁稳定性等方面进行了分析和研究。开展了2口保护储层的天然气欠平衡钻井试验。在成功试验的基础上，开展了2口提高钻井速度、降低钻井综合成本的小井眼天然气欠平衡钻井试验，取得了较好的应用效果。     

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压裂液滤失系数是压裂设计中的一个重要参数,在对煤层进行压裂设计时,如果直接利用试井和测井测得的渗透率和孔隙度值代入该滤失系数计算公式,算出的结果将与实际情况大相径庭,这是因为煤层中的渗透率与孔隙度等特性对应力极为敏感（相对砂岩而言）,当压裂液注入煤层时,煤层中极度发育的原始天然裂缝（割理,节理等）重新开启,导致渗透率和孔隙度大大增加,而试井和测井只能测得有限范围内的这些原始天然裂缝闭合状态下的地层渗透率和孔隙度,文章通过考虑煤层物性的应力敏感性,对石油上成熟的压裂液滤失系数计算公式进行修正,初步探讨了煤层压裂时计算滤失系数的方法。     

川庆钻探工程公司精细控压钻井系统研发及应用

控压钻井技术是近年来发展起来的一项新技术,主要应用于窄安全密度窗口、不确定性压力系统地层的安全钻进。在国内外控压钻井技术发展基础上,基于智能化、信息化、集成化的钻井技术发展方向,采用分散集中控制思路,研发出一套自主知识产权的精细控压钻井系统,实现井筒压力闭环精细控制。该系统通过随钻实时监测井底及地面工程及设备参数,并进行分析及决策,实现井底压力的自动精确控制。该系统在南堡油田进行工业应用,开创了国内控压钻井技术工业应用的先河,解决了该区块奥陶潜山窄安全密度窗口地层恶性漏失、漏喷共存、难以钻达设计地质目标的难题,取得了显著效果。     

欠平衡钻井参数实时数据分析处理系统的开发与应用

用常规钻井方法打开储层，容易造成储层伤害，影响勘探效率和降低勘探成功率，欠平衡钻井技术是一种很好的解决办法。虽然探井欠平衡钻井效果明显，但是应该看到欠平衡钻井是一项复杂的技术。在低压低孔渗火山岩气层上实施探井欠平衡钻井仍存在诸多困难，如欠平衡井段钻遇地层压力变化较大，岩性成份交互变化，地层坚硬，中途需多次起钻换钻头压井，压力难以预测准确，岩性不稳定，低压欠压值难以控制等。欠平衡钻井参数实时数据分析处理系统的开发与应用有效地解决了这一难题。文章系统地介绍了欠平衡钻井参数实时数据分析处理系统实现的功能、创新点及关键技术、存在问题，以及系统在生产中应用产生的效益。