射流式水力降压钻井机理与参数研究.pdf

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1、第31卷第2期石油钻采工艺V01．31No．22009年4月OILDRILLING&PRODUCTIONTECHN0LOGYApr．2009文章编号：1000～7393(2009)02—0011—04射流式水力降压钻井机理与参数研究于水杰李根生罗洪斌黄中伟(1．中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京102249；2．中国石化国际石油勘探开发公司，北京100191)摘要：窄密度窗口是钻井工程设计中的一个难点。为解决这一问题，提出了一种射流式水力降压原理，利用高速射流产生的抽吸力降低井底压力(循环当量密度)，并介绍了工具设

2、计的基本思路。射流式水力降压工具由主副流道组成，副流道流体在喷嘴处的高速低压区对环空产生抽吸作用。通过计算，降压效果随无量纲面积比、排量和啧嘴直径的增大而增大，随钻井速度的增大而降低。在分流量5％、钻井液密度1．25g／cm时，最大能降低井底压力1．5MPa。该研究为射流式水力降压钻井应用打下了基础。关键词：射流式；水力降压；循环当量密度；钻井机理；参数计算中图分类号：TE248文献标识码：AMechanismandparameterstudyofjethydraulicdrillingfordecreasingbottomh

3、olepressureYUShuijiel'z,LIGensheng，LU0H0ngbin，HUANGZh0ngwei(1．StateKeyLaboratoryofPetroleumResourceandProspecting，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China；2SinopecInternationalPetroleumExplorationandProductionCorporation，Beo'ing100191，China)Abstract：Na~owwindo

4、wbetweenfractureandporepressurebringshugedificultytodrillingengineering．Tosolvetheproblem，anewjethydraulicprincipletodecreasebottomholepressureisproposedinthispaper,i．e．，usingthesuctionpowerresultedfromhighspeedjettodecreasebottomholepressure(equivalentcirculationde

5、nsity)．Andthebasicideaofdrillingtooldesignisintroduced．Thejethydraulicbottomholepressuredecreasingtoolincludesmainandsecondaryflowpath．DrillingfluidflowingthroughthesecondarypathexertssuckingefectonannularatthehJighvelocityandlowpressurepartofthenozzle．Calculationsh

6、owsthatthepressuredecreasingefectgetsbetterasthedimensionlessnozzle—to—throatratio，theflowrate，andthenozzlediameterincrease，butitgetsworseasthedrillingrateincreases．Thebotomholepressuredecreasesby1．5MPaatthemostintheconditionthattheflowratiobetweenmainandsecondaryfl

7、owpathis5％andthemuddensityis1．25g／cm．Keywords：jet；hydraulicpressuredecrease；equivalentcirculationdensity；drillingmechanism；parametercalculating随着油气开采向着深部地层及深海方向发于地层破裂压力，造成漏失，严重则会丧失循环。同展⋯，在这些地区的钻井过程中，遇到了共同的问时起下钻过程中形成的抽吸及激动压力也可能造成题——窄钻井液密度窗口的安全、快速钻井问题。井涌或井漏等复杂情况出现。窄钻井

8、液密度窗口造成的钻井问题主要是由钻井液针对这一情况，现场应用了双梯度钻井技术J、循环当量密度(ECD)与钻井液静止当量密度的差值钻井液帽技术j、压力管理钻井技术J、连续循造成的。钻井液循环过程中产生的摩擦压降将会在环系统(ccs)，均取得了成功。Weatherford公司钻井