喷漏同存复杂压力系统井筒压力控制方法研究

发布时间：2017-09-15 07:01

  本文关键词：喷漏同存复杂压力系统井筒压力控制方法研究

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【摘要】：钻遇复杂压力系统裂缝性储层在钻井技术领域是一个世界性难题。由于多个压力系数存在,使地层压力剖面极其不具有规律性,钻井时,仅利用套管无法全部封隔不同压力梯度的漏失层与溢流层,常引起多产层和多漏层同时出现在同一裸眼井段以及复杂压力系统地层在钻进过程中的喷漏同存,最终导致井控困难、地层污染和复杂的井下问题。因此,研究复杂压力系统裂缝性地层的喷漏同存规律对其预防和控制具有重要意义。本论文针对复杂压力系统裂缝性储层在钻进过程中的喷漏同存复杂性问题,做了如下工作：基于单裂缝漏失理论,推导了单裂缝自然性漏失模型,并进行了井漏影响因素分析,结果表明：在其他条件相同时,裂缝越宽钻井液最大侵入深度越大,漏失压差越大钻井液最大侵入深度越大；钻井液漏失速度随缝宽的增大而增大,随漏失深度的增大而减小,随动切力的增大而减小。基于气体渗流理论,对地层气体侵入过程及其发生机理进行研究,推导了裂缝性地层气侵量数学模型,并分析不同参数对溢流量的影响,结果表明：在其它条件相同时,地层渗透率越高侵入量越大、揭开的储层越厚越大侵入量越大、井底欠压值越大侵入量也越大；侵入量随机械钻速的增加而增大。基于平面径向流理论,针对单条裂缝的漏失情况,推导了多压力系统地层漏喷转换时间计算模型,并利用该模型对影响漏喷转换时间的参数进行分析,结果表明,漏失地层的漏失通道类型是漏喷转换时间的决定性因素,裂缝的宽度对漏喷转换时间的影响最为显著,随裂缝宽度的增加漏喷转换时间迅速减小；漏喷转换时间随钻井液稠度系数的增大而增大；随钻井液密度的增加漏喷转换时间减小,随钻井液稠度系数和动切力的增加,漏喷转换时间迅速增大。基于气液两相流理论,推导变流量气液两相流模型,并对喷漏同存时的井筒流动规律进行分析,结果表明,在其它条件不变的情况下,溢流会导致循环动压显著下降,进而引起作用在漏失层位的压差降低,漏失速度下降显著；漏失导致井筒内循环动压稍微降低,导致溢流量增大但不明显。在保证井筒安全的前提下,适当降低环空压力能够有效降低漏失速度,但溢流量将增大。对气层井漏吊灌钻井液技术的时间间隔和吊灌量进行了优化,H2S气侵压回法进行改进,对不同堵漏压井技术的适用性进行对比分析,对于钻遇多压力系统喷漏同存时的不同状况下井筒压力控制方法优选具有很好的指导作用。
【关键词】：复杂压力系统 裂缝性地层 井漏 溢流 喷漏同存 井筒压力
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE28
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 研究目的与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-17
• 1.2.1 喷漏同存的相关概念及分类9-10
• 1.2.2 裂缝性地层喷漏同存基础理论研究现状10-15
• 1.2.3 复杂压力系统喷漏同存井筒压力控制方法研究现状15-17
• 1.3 论文的主要研究内容17-18
• 1.4 论文技术路线图18-19
• 第2章 多压力系统裂缝性地层漏失机理研究19-36
• 2.1 裂缝性地层漏失原因19-21
• 2.1.1 地质原因19-21
• 2.1.2 工程原因21
• 2.2 裂缝性地层漏失模型21-28
• 2.2.1 理想单裂缝漏失模型21-23
• 2.2.2 裂缝性自然漏失模型23-28
• 2.3 多压力系统地层漏失层位计算模型28-36
• 2.3.1 立压法确定井漏层位原理28-29
• 2.3.2 相关参数计算29-31
• 2.3.3 逐步逼近法优化计算31-34
• 2.3.4 相关参数的求取34-35
• 2.3.5 漏层位置确定程序编制及应用效果分析35-36
• 第3章 多压力系统裂缝性地层溢流规律研究36-47
• 3.1 井筒溢流条件研究36-38
• 3.1.1 溢流途径37
• 3.1.2 溢流原因37-38
• 3.1.3 溢流征兆38
• 3.2 井筒溢流机理研究38-40
• 3.3 井筒气侵量计算模型的建立40-47
• 3.3.1 气体渗流微分方程40-42
• 3.3.2 裂缝性储层气侵量计算模型42-43
• 3.3.3 井筒气侵量计算模型分析43-47
• 第4章 多压力系统裂缝性地层喷漏同存规律研究47-71
• 4.1 多压力系统恶性漏失漏喷转换研究47-55
• 4.1.1 漏喷转换模型48-52
• 4.1.2 实例计算与应用分析52-55
• 4.2 多压力系统喷漏同存井筒多相流模型55-63
• 4.2.1 物理模型55-56
• 4.2.2 变流量气液两相流数学模型56-60
• 4.2.3 多压力系统喷漏同存井筒流动规律分析60-63
• 4.3 多压力系统喷漏同存井筒压力控制方法研究63-71
• 4.3.1 H_2S气侵压回技术分析63-66
• 4.3.2 气层吊灌技术方案优化66-68
• 4.3.3 喷漏同存堵漏压井技术分析68-71
• 第5章 多压力系统喷漏同存模拟计算程序71-77
• 5.1 多压力系统喷漏同存模拟计算程序的编程实现71-72
• 5.1.1 程序设计思想及方案71-72
• 5.1.2 程序运行硬件要求72
• 5.2 程序模块介绍及运行界面72-76
• 5.3 本章小结76-77
• 第6章 结论与建议77-79
• 6.1 结论77-78
• 6.2 建议78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果84

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本文编号：854985