地热井钻采灌过程中耦合地层温度的井筒温度/压力分布研究

发布时间：2024-03-13 02:20

　　井筒温度和压力是地热井钻采过程中最主要的参数之一。精确的井筒压力和温度可以保证钻井安全,优化开采参数和减少井内结垢,提高开采效率。采灌条件下对储层温度场的研究可以有效的降低“热突破”的风险,提高地热系统的寿命。本文结合原始地层温度和热物性参数以及流体物性参数随温度压力变化特性,建立适用高温地热井在钻井、开采和回灌过程中井筒温度、压力分布模型。同时建立对井系统下储层温度场模型。结论如下:1.钻井过程中钻井液循环温度分布在已有钻井液循环温度模型的基础上,针对高温地热井温度高,地温梯度变化及地层岩性多样化的特点,建立了耦合地层温度和地层热物性、钻井液性能随温度变化规律的适用于高温地热井的钻井液温度模型。分析了循环时间、钻井液质量流量和钻井液入口温度对钻井液循环温度的影响。2.钻井过程中井内流体压力分布分析钻井过程不同阶段时井内流体压力。耦合钻井液循环温度、温度对钻井液性能的影响和岩屑作用,建立了一个适用于预测高温地热井井内循环压力的模型,并以当量循环密度表示。分析了影响钻井液当量循环密度的因素(如温度、岩屑、钻井液流速和入口温度等),利用分析结果调节钻井液参数保证循环当量密度在安全密度窗口内...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1羊八井南部浅井内测井温度

储量巨大、分布广泛、高效可靠、清洁绿色的可再生。在地热资源的勘探和开发过程中，井筒和储层内的要。钻井过程中井筒温度和压力预测准确可以有效预、井漏等事故）的发生，并起到储层保护的作用；在度和压力的准确预测对于井内流体流型的判断至关重结垢和腐蚀以及稳定开采和回灌提供参考；对井系统地表....

图2-1井内钻井液正循环传热过程及温度分布

包括钻柱内钻井液与钻柱内壁的对流传热、钻柱内传导传热、环空内钻井液与钻柱外壁对流换热、环空内钻井液与套管内壁进行对流换热、套管和水泥环内的传导换热。井内钻井液正循环的传热过程见图2-1。

图2-2西藏羊八井ZK4001井地层参数及原始地层温度表2-2钻柱、套管、水泥环及岩石热物性

并对计算结果进行了讨论。羊八井ZK4001井深1500m（Fan，2002）。ZK4001井钻遇地层及井筒内各部分的热物性及原始地层梯度见图2-2和表2-2（Zeng等，2016）。钻井液性能采用式（2-28）-式（2-31）来表示。以水为循环钻井液循环60h。....

图2-3利用新模型（NM，红线）和已有模型（PM，蓝线）模拟得到钻井液循环温度分布

8/0.0014182/(℃)0.599/(柱/套管几何尺寸和下入深度见表2-4（何远信，1997；Zheng，20表2-4钻柱和套管尺寸内径(m)外径(m)下入深度(m)钻柱0.0760.0891500表层套管0.4820.50893....

本文编号：3927035