深水井控模型建立及井控软件开发

摘要

随着油气勘探向海洋深水区域的延伸，深水井控已成为海洋油气资源勘探开发的关键技术之一。在调研深水井控文献资料的基础上，分析了深水井控的技术难点以及与陆地井控的差异。特殊的深水环境使得压井过程中套压、立压变化复杂，通过对传统司钻法的改进，建立了深水司钻法压井模型，绘制了整个压井过程中立压和套压的变化曲线。针对深水常规压井作业中因节流管线产生的高摩擦损耗以及狭窄的钻井液窗口极易造成的地层压漏问题，通过对节流管线摩阻产生的机理分析，研究了降低节流管线压耗的双管线节流法和附加流量法。双管线节流法是同时利用节流、压井管线来节流，在压井排量不变的情况下，将摩阻降低为原来的70％，并且产生的“BOP分离气体效应”降低了井口套管压力的波动，使节流阀的调节变得更容易。附加流量法是在返出到节流管线流体中混入低密度、低粘度流体，有效降低了其中的密度和粘度，即使增大压井排量也能降低节流压耗，从而实现了安全压井。当发生强烈溢流不能用常规方法压井时，动力压井法可以作为深水非常规压井中一种有效的压井方法，它可有效地避免压裂地层，能解决常规压井方法所不能处理的许多井喷和溢流问题。在分析了溢流期间影响井筒压力、温度分布各项参数的基础上，利用多相流理论和热传导理论建立了井筒压力、温度预测模型和压井排量预测模型，通过迭代方法计算并绘制了井筒压力、温度分布曲线和压井排量变化曲线，给出了深水动力压井所需的最小流量，并开发了深水动力压井模拟软件。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

1.1研究意义

1.2研究内容

第2章深水钻井发展综述及井控面临困难

2.1深水钻井发展及现状

2.2深水井控面临的困难

2.2.1早期溢流检测

2.2.2节流管线的摩阻损耗

2.2.3水合物堵塞循环体系

2.2.4表层(浅井段)溢流

2.2.5钻井液密度窗口狭窄

第3章深水司钻法压井及节流管线摩阻分析

3.1深水司钻法压井

3.1.1压井循环泵速

3.1.2立管压力计算

3.1.3套管压力的计算

3.1.4其它相关计算

3.1.5计算示例

3.2节流管线摩阻分析及压井方法

3.2.1双管线节流法

3.2.2附加流量法

第4章深水动力压井模型建立

4.1动力压井法

4.1.1动力压井法实施方法

4.1.2动力压井法的特点和类型

4.1.3深水动力压井模型简介

4.2流体物性参数计算

4.2.1天然气Z因子

4.2.2天然气相对密度

4.2.3天然气体积系数

4.2.4天然气粘度

4.2.5地层原油溶解气油比

4.2.6地层原油饱和压力

4.2.7地层原油体积系数

4.2.8地层原油压缩系数

4.2.9地层原油粘度

4.2.10地层原油密度

4.3井筒压力预测模型

4.3.1单相流井筒压力预测模型

4.3.2多相流井筒压力预测模型

4.3.3沿程阻力系数计算

4.4井筒温度预测模型

4.4.1单相流井筒温度预测模型

4.4.2多相流井筒温度预测模型

4.4.3总传热系数计算

4.4.4对流扩散系数计算

4.5压井排量模型预测

4.5.1井筒流入动态

4.5.2压井排量计算

4.6压井模型计算

4.6.1温度初值计算

4.6.2井筒压力、温度曲线计算步骤

4.6.3井底压力初值计算步骤

4.6.4压井排量计算步骤

4.7溢流示例

第5章井控软件设计开发

5.1软件功能简介

5.2软件结构设计

第6章结论

参考文献

附录

致谢

个人简历、在学期间的研究成果