无隔水管钻井浅部地层井筒循环压耗分析

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1、石油机械２０１５年第４３卷第８期ＣＨＩＮＡＰＥＴＲＯＬＥＵＭＭＡＣＨＩＮＥＲＹ—７３—◀海洋石油装备▶∗无隔水管钻井浅部地层井筒循环压耗分析１１１１２１１彭齐樊洪海纪荣艺赖敏斌周号博刘劲歌付随艺（１?中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室２?中国石化石油工程技术研究院）摘要：无隔水管钻井液回收钻井技术能够较好地解决深水浅部地层的钻井难题。基于圆管流量方程及其在环空中的推广应用，分别建立钻柱内和环空中钻井液全流态的井筒循环压耗计算方法。算例分析结果表明，层流状态下钻柱内和环空中循环压耗随排量增大均缓慢增加，而过渡流和紊流下循

2、环压耗随排量增加的速度较快；ＲＭＲ无隔水管钻井系统在钻井过程中存在一个临界排量，只有泵排量不小于临界排量才能够保证井筒循环的连续性；钻遇浅部地层时井筒压力中还是钻井液液柱压力起主导作用，循环压力的影响相对较小。研究内容可为我国开展深水无隔水管钻井提供一定的技术支持。关键词：无隔水管钻井；浅部地层；循环压耗；临界排量中图分类号：ＴＥ９５１文献标识码：Ａｄｏｉ：１０?１６０８２／ｊ?ｃｎｋｉ?ｉｓｓｎ?１００１－４５７８?２０１５?０８?０１６ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｉｒｃｕｌａｔｉｎｇＰｒｅｓｓｕｒｅＤｒｏｐｉｎＳｕｒｆａｃｅＦｏｒ

3、ｍａｔｉｏｎＷｅｌｌｂｏｒｅｉｎＲｉｓｅｒｌｅｓｓＤｒｉｌｌｉｎｇ１１１１２１１ＰｅｎｇＱｉＦａｎＨｏｎｇｈａｉＪｉＲｏｎｇｙｉＬａｉＭｉｎｂｉｎＺｈｏｕＨａｏｂｏＬｉｕＪｉｎｇｇｅＦｕＳｕｉｙｉ（１?ＭＯＥＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｂｅｉｊｉｎｇ）；２?ＳＩＮＯＰＥＣＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｉｓｅｒｌｅｓｓｍｕｄｒｅｃｏｖｅｒｙｄｒｉｌｌｉｎｇｔｅｃｈｎ

4、ｏｌｏｇｙｃａｎｐｒｏｐｅｒｌｙａｄｄｒｅｓｓｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｉｎｄｅｅｐｗａｔｅｒｄｒｉｌｌｉｎｇｉｎｓｈａｌｌｏｗｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ?Ｂａｓｅｄｐｉｐｅｆｌｏｗｅｑｕａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅａｎｎｕｌｕｓ，ａｗｅｌｌｂｏｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｌｏｓｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｗｈｏｌｅｆｌｏｗｒｅｇｉｍｅｉｎｄｒｉｌｌｐｉｐｅａｎｄａｎｎｕｌｕｓｈａｓｂｅｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ?Ｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｕｎｄ

5、ｅｒｌａｍｉｎａｒｆｌｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐｉｎｔｈｅｄｒｉｌｌｓｔｒｉｎｇａｎｄａｎｎｕｌｕｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｌｏｗｌｙｗｉｔｈｔｈｅｉｎ⁃ｃｒｅａｓｅｏｆｆｌｏｗｒａｔｅ?Ｗｈｉｌｅｕｎｄｅｒｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｎｄｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐｇｒｏｗｓｆａｓｔｅｒｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｆｌｏｗｒａｔｅ?ＲＭＲｒｉｓｅｒｌｅｓｓｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｈａｓａｃｒｉｔｉｃａｌｆｌｏｗｒａｔｅ?Ｔｈｅｐｕｍｐｄｉ

6、ｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｕｓｔｂｅｎｏｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｆｌｏｗｒａｔｅｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙｏｆｗｅｌｌｂｏｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ?Ｄｕｒｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇｓｈａｌｌｏｗｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｒａｔｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐ，ｐｌａｙｓａｌｅａｄｉｎｇｒｏｌｅｉｎｂｏｔｔｏｍｈｏｌｅｐｒｅｓｓｕｒｅ?Ｔｈｅｓｔｕｄｙｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｓｆｏｒｄｏｍｅｓｔｉｃｄｅｅ

7、ｐｗａｔｅｒｒｉｓｅｒｌｅｓｓｄｒｉｌｌｉｎｇ?Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｉｓｅｒｌｅｓｓｄｒｉｌｌｉｎｇ；ｓｈａｌｌｏｗｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｌｏｓｓ；ｃｒｉｔｉｃａｌｆｌｏｗｒａｔｅ窄的钻井液密度窗口以及隔水管严重的机械载荷；０引言③泥线附近低温环境引起的水合物问题及井控问题；④浅层（通常指泥线以下２００～１２００ｍ）地质随着石油勘探技术向前不断发展，世界范围内灾害等。２１世纪初期，挪威ＡＧＲ公司基于双梯度油气资源开发逐渐向深水领域扩展。与传统陆地钻钻井技术提出了无隔水管钻井液回收钻井技术［１］

8、探相比，深水油气资源开采面临着更加复杂的环（ＲｉｓｅｒｌｅｓｓＭｕｄＲｅｃｏｖｅｒｙ，简称ＲＭＲ），该技术能境：①恶劣的海洋气候及风浪、洋流的作用；②较够较好地解决窄钻井液密度窗口问题，实现对深水∗基金项目：国家自然科学基金项目“高压气井内高速流体诱发生产管柱振