气体钻井温湿度场对流体物性及井筒流动的影响研究

发布时间：2017-12-09 14:11

  本文关键词：气体钻井温湿度场对流体物性及井筒流动的影响研究

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【摘要】：研究气体钻井井筒流动对钻井工程设计注气量与注气压力、对钻进过程判断气体携岩与地层出水等情况具有十分重要的作用。然而现有的井筒流动计算模型未涉及井筒温度和湿度对循环流体物性及井筒流动的影响,未考虑井筒内压力分布、温度分布和湿度分布之间的相互作用和影响。因此,为了研究气体钻井井筒温度和湿度场对流体物性及井筒流动的影响,本文做了以下研究:(1)分析气体钻井井筒流动、传热及湿度基础理论,明确钻柱内和环空内流体物性参数的修正与流动参数的计算方法,推导钻柱内和环空内流体温度分布解析解公式,明确钻柱内和环空内温度和湿度场的计算方法。(2)研究温度和湿度变化对流体物性和流动参数的影响;考虑井筒温度和湿度,修正循环流体物性,考虑井筒内压力分布、温度分布和湿度分布之间的相互作用和影响,建立气体钻井井筒流动与温度和湿度场耦合模型,编写MathCAD程序求解模型,编写井筒流动计算Visual Basic程序和计算模块。(3)基于MathCAD程序和VB计算模块进行气体钻井井筒流动计算分析,结合YL29井MMWD随钻测量数据验证模型计算结果的正确性,研究地层不出水和微量出水时,空气钻井、氮气钻井和空气雾化钻井井筒压力分布、温度分布和湿度分布。(4)利用VB计算模块计算分析气体钻井井筒湿度分布的影响因素,研究环境温度变化对环空返出气体相对湿度和绝对湿度的影响,探索地层出水监测新思路。本文建立的空气、氮气和空气雾化钻井井筒流动与温度和湿度场耦合模型能够计算地层不出水和微量出水工况的井筒流动参数、井筒温度和湿度分布。本文提出的地层出水监测新思路和气体钻井绝对湿度监测系统,在现场湿度监测和判断地层出水领域具有一定研究前景和价值。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE242

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本文编号：1270669