井底恒压控压钻井井口回压分析研究

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1、石油机械２０１５年第４３卷第１１期ＣＨＩＮＡＰＥＴＲＯＬＥＵＭＭＡＣＨＩＮＥＲＹ—１３—◀钻井技术与装备▶∗井底恒压控压钻井井口回压分析研究赖敏斌樊洪海彭齐纪荣艺马光曦黄梅陈小龙（中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室）摘要：针对目前钻井中遇到的窄密度安全窗口日趋频繁的问题，基于井底恒压控压钻井技术工艺技术原理，以通用圆管流量方程和稳态波动压力理论为基础，精确计算了赫⁃巴流变模式下的系统环空循环压耗及波动压力，将钻井过程划分为若干工况，综合流型＋过程＋工况的组合模式得到井口回压计算模型。结合实例对回压计算

2、模型进行验证，验证结果表明，用该模型计算的井口回压与实际值相差很小，能够满足工程精度要求。用该模型进一步分析了不同工况下井口回压与排量、钻井液密度、起下钻速度以及起下钻时间的关系，分析结果对控压钻井的安全实施具有重要的参考意义。关键词：窄密度安全窗口；井底恒压；控压钻井；井口回压；计算模型中图分类号：ＴＥ２４９文献标识码：Ａｄｏｉ：１０?１６０８２／ｊ?ｃｎｋｉ?ｉｓｓｎ?１００１－４５７８?２０１５?１１?００３ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅＢａｃｋＰｒｅｓｓｕｒｅｏｆＣｏｎｓｔａｎｔＢｏｔｔｏｍｈｏｌｅＰｒｅｓｓｕ

3、ｒｅＭＰＤＬａｉＭｉｎｂｉｎＦａｎＨｏｎｇｈａｉＰｅｎｇＱｉＪｉＲｏｎｇｙｉＭａＧｕａｎｇｘｉＨｕａｎｇｍｅｉＣｈｅｎＸｉａｏｌｏｎｇ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｂｅｉｊｉｎｇ））Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏａｄｄｒｅｓｓｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｆｒｅｑｕｅｎｔｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄｉｓｓｕｅｓｏｆｎａｒｒｏｗｍｕｄｗｅｉｇｈｔｗｉｎｄｏｗ，ｆｏｒｔｈｅｃｏｎ⁃ｓｔａｎｔｂｏｔｔｏｍ

4、ｈｏｌｅｐｒｅｓｓｕｒｅＭＰＤｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅａｎｎｕｌｕｓｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｌｏｓｓａｎｄｔｈｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｕｎｄｅｒｔｈｅＨｅｒｓｃｈｅｌ⁃Ｂｕｃｋｌｅｙｍｏｄｅｌｈａｓｂｅｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｍｏｎｐｉｐｅｆｌｏｗｅｑｕａｔｉｏｎａｎｄｓｔｅａｄｙｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃ⁃ｔｕａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ?Ｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｓｅｖｅｒａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ?Ｔｈｅｂａｃｋｐｒｅｓｓｕ

5、ｒｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂ⁃ｌｉｓｈｅｄｂｙｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｓ，ｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ?Ｔｈｅｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｈａｓｂｅｅｎｖａｌｉｄａｔｅｄｗｉｔｈｐｒａｃｔｉｃａｌｅｘａｍｐｌｅｓ?Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅｂｙｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｍｏｄｅｌｈａｓａｓｍａｌｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕ

6、ａｌｖａｌｕｅ，ａｎｄｃｏｕｌｄｍｅｅｔｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒａｃｃｕｒａ⁃ｃｙ?Ｆｕｒｔｈｅｒａｎａｌｙｓｅｓｈａｖｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ｆｌｕｉｄｄｅｎｓｉｔｙ，ｔｒｉｐｐｉｎｇｓｐｅｅｄａｎｄｔｒｉｐｐｉｎｇｔｉｍｅｏｎｔｈｅｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｓａｆｅｔｙＭＰＤａｐｐｌｉｃ

7、ａｔｉｏｎ?Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｒｒｏｗｍｕｄｗｅｉｇｈｔｗｉｎｄｏｗ；ｃｏｎｓｔａｎｔｂｏｔｔｏｍｐｒｅｓｓｕｒｅ；ＭＰＤ；ｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ统，首先通过水力模拟计算来预测环空压力剖面，０引言然后与测量数据进行对比，得到井口回压预控值，再通过控制压力系统自动调节节流阀开度来控制整随着深井和高温高压井勘探开发活动的日趋频个井眼的环空压力剖面，从而解决钻井中的复杂压［２－５］繁，窄密度安全窗口带来的钻井周期长、事故频繁力控制问题。［１］和井下复杂等情况也变得越来越多。控压钻井

8、当前国内控压钻井的研究重点在控压钻井设备［６］技术（ＭＰＤ）的出现很好地解决了这个问题。控的研制开发上，精确的环空水力计算略显欠缺。压钻井的本质是：使用闭合承压的钻井液循环系而精确的环空水力计算能提供更精确的井口回压预∗基金项目：国家科技重大专项“窄密度窗口安全钻井技术与配套装备”（２０１１ＺＸ０５０２１－００３）。—１４—石油机械２０１５年第４３卷第１１期