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钻井工程优化决策

大位移钻井水力学分析优化系统

DrillExpert Hydraulics


概述

目前,油田具有长斜井段和水平段的大位移定向井或水平井越来越多,钻井时环空极易形成岩屑床,造成环空压力大、摩阻扭矩升高、钻压传递困难等,严重时还会形成卡钻等安全事故,这些风险随斜井段和水平段长度增加而增加。为此,针对大位移钻井水力学分析,该软件综合考虑泥浆流变模式、流体流态、钻杆旋转、偏心、钻杆接头、岩屑床和井下动力钻具的影响,提供了准确的大位移井循环压耗及井筒压力精确计算方法;在此基础上,综合考虑携带岩屑要求、泵的能力限制、地层泥浆密度窗口限制等提出了理论最大排量概念,该软件提供了先进的大位移井水力参数设计方法,填补了大位移定向井和水平井水力参数设计空白。该软件主要用于大位移井钻前水力参数设计、钻时水力参数计算和钻前/后水力学分析优化,也可针对常规定向井、水平井和侧钻井等钻井水力学分析优化。


主要特点

  • 适用任意井型、井身结构和管柱组合,可用于有/无隔水管、泥浆返回海里/平台等多种工况。
  • 与常规单点水力参数计算和设计不同,该软件可用于某一井段的水力参数连续计算和设计。
  • 可靠的大位移井循环压耗及井筒压力计算方法。综合考虑泥浆流变模式、流体流态、钻杆旋转、偏心、钻杆接头、岩屑床和井下动力钻具的影响。实践表明,计算循环压耗误差在5%以内。
  • 先进实用的大位移井水力参数设计方法。综合考虑携带岩屑要求、泵的能力限制、地层泥浆密度窗口限制等提出了理论最大排量概念,填补了大位移定向井和水平井水力参数设计的空白。

主要功能

  1. 钻前水力参数设计
    基于环空的非牛顿多相流动理论,考虑大位移井特点,依据直井段、斜井段和水平井段不同携带岩屑机理和井眼清洁标准,系统提供了大位移钻井理论最小排量计算方法;同时,依据水力设备能力限制和地层安全泥浆密度窗口,提供了理论最大排量计算方法。基于理论排量分析模型,软件提供了大位移井水力参数设计方法,可以快速实现不同优选目标、不同钻进参数、不同水力设备、不同地层下泥浆性能、排量和喷嘴组合的优化,从而提高机械钻速,减小钻井事故发生风险。
  2. 钻时水力参数计算
    可以准确计算不同钻进参数下环空压力分布、环空泥浆密度分布、环空ECD分布、环空岩屑浓度、岩屑床分布、理论最小返速与排量分布、其它各水力参数等。
  3. 水力学分析
    基于钻前、钻时水力分析结果,软件提供了一套大位移井水力学分析优化体系,快速实现不同钻进参数(泥浆密度、排量、粘度、机械钻速、钻杆转速等)和不同井眼清洁状况(理想、差、一般和好)下泥浆性能、ECD、循环压耗、岩屑浓度、岩床高度、理论最小排量、理论最大排量、波动压力、水力极限和洗井时间等的详细分析,为用户对比分析不同水力参数组合风险、制定最优水力参数方案提供支持。