摘要：海洋深水油气井钻井过程中,现有的井筒循环温度场计算模型虽然综合考虑了钻井液在循环过程中诸如海水对流换热、隔水管及钻井液、地层导热等多种因素对井筒温度的影响,但却忽略了钻进导致的温度差异,与实际情况不符。为了给深水钻井的钻井液密度设计、井壁稳定性分析等相关工作提供更加准确可靠的依据,在不钻进只循环钻井液过程的温度模型求解温度场的基础上,对补充钻进工况的计算模型应用有限差分法和高斯迭代法进行求解,进而通过节点更新的算法,分析了不同机械钻速的钻进过程对深水钻井井筒温度纵向变化规律的影响。研究结果表明:①同一深度,不同机械钻速下全井温度场的计算结果有明显差异,1000 m水深的井底随钻温度差异接近10℃;②钻进过程的循环温度场对时间的敏感性远高于机械钻速,与不考虑机械钻速的井筒温度场相比,考虑机械钻速情况下的井筒温度场呈整体增大的变化规律。结论认为,利用该方法可以更好地分析海洋深水钻井过程中井壁稳定性和管柱工况等实际问题,其结果更加符合生产实际。

摘要：为研究缺陷和温度共同作用下套管的抗挤强度变化规律,在套管抗挤强度分析的基础上,建立了磨损套管和腐蚀套管有限元模型,分析了套管磨损量、壁厚、腐蚀坑深度和腐蚀坑半径对套管抗挤强度的影响,并依据分析结果建立了N80钢级套管抗挤强度预测模型。研究结果表明:相同温度下,套管磨损率等量增加,套管抗挤强度出现明显下降且下降幅度逐渐变小;相同温度下,保持套管腐蚀深度等量增加,套管抗挤强度持续下降,下降幅度相差不大;套管的壁厚、磨损率、腐蚀半径和腐蚀坑深度对抗挤率基本没有影响,抗挤率只与温度相关;建立的缺陷套管抗挤强度预测模型在20~200℃的温度范围内,可对套管抗挤强度进行预测,可靠性较高。研究结果可为套管设计和现场应用提供指导。

摘要：气井天然气水合物监测过程中,需要由井口的温度、压力和流量计算井筒的压力温度分布。但分析认为,敞开式的理论方法与现场实际相比存在较大的误差,理论预测后的矫正算法设计与分析可降低误差。在开井与关井两种生产状态井筒温度压力的理论预测方法结果的基础上,设计了两点法矫正、梯度矫正和多点矫正等3种算法。以滴西1426气井实测的井身压力温度分布为例,进行了3种算法的误差对比。结果说明,矫正算法可提高预测精度。同时,针对不同生产状态设计了矫正后数据的使用方法,提出了相应建议。

摘要：为准确计算钻井过程中井筒内的温度分布,基于瞬态热线法及热平衡原理设计了钻井液热物性参数测试仪。利用该仪器对聚合物钻井液和聚磺钻井液的导热系数和比热进行了实测研究,分析了钻井液导热系数和比热变化对井筒内温度计算值的影响,得到了2种钻井液的导热系数和比热随温度变化的规律,并依据实验数据拟合出了不同温度下2种钻井液的导热系数和比热求取公式。考虑温度对钻井液物性参数的影响,建立了井筒温度场模型。研究表明,钻井液热物性参数的变化对环空温度计算值的影响明显,并通过温度场间接影响到井筒内其它参数的计算。

摘要：研究了油套管材料、水泥环、地层及井筒流体的导热系数与温度的关系,建立了井筒各组件导热系数与温度耦合变化的井筒温度场计算模型,并以井底参数为初始节点进行数值求解。采用***编制了计算程序,并开展了实例计算,对比分析了Landmark Wellcat模型、耦合模型、非耦合模型的计算结果与实测井口温度的相对误差。本文建立的耦合模型的计算结果更接近实测值,具有更高的精度,同时采用本文耦合模型研究了油套管材料、产量、开采时间和井筒流体热力学参数对井筒温度场的影响。

摘要：准确了解钻井过程中井筒温度及其变化规律对于安全、高效钻井具有重要的意义。根据热力学第一定律及传热理论,建立了完整的钻井循环过程中温度场数学模型,分析了井筒中非牛顿流体螺旋流动的传热机理以及水力学能量和机械能量对井筒温度场的影响规律,对高温高压循环当量密度计算和井筒温度控制方法进行了初步探讨。模型计算结果与现场试验数据吻合较好。由数值模拟结果得出:在井深2 000.00m处,钻柱转速从0r/min升至200r/min时该处温度升高4.5℃;在井深5 000.00m处,钻柱转速从0r/min升至200r/min时该处温度升高7.8℃。研究结果表明,井底温度随钻柱转速的增加呈指数增长,随着井深的增加,钻柱旋转对井底温度的影响更加明显。建立的温度场模型可为高温高压地层钻井水力学设计和现场作业过程中的温度控制提供理论参考。

摘要：根据海上油田井筒换热机理,以及生产和关井两种工况下的井筒换热模型,设计具有分析生产和关井温度压力场功能的模拟器WHTProduction和WHTShut,以两个模拟器为基础,构建能够模拟井筒温度压力场的计算分析软件WHT。

摘要：油田现场实测井筒温度分布曲线表明,当井底液体沿井筒向上运动时,井筒内温度逐渐降低,当运行至产液层段,由于产层内液体流入,液体之间发生热交换,导致温度发生改变。其温度变化幅度的大小与各层的产量及含水有关。根据这一原理,提出了一种利用井筒内温度分布曲线,进行分层求产的新方法:将整个井筒内温度变化划分为3个过程,分析每个过程温度变化原理,考虑井筒内流体与油、套管和地层之间的热传递,根据能量守恒定律,建立井筒内温度分布的理论数学模型,并进行求解。当已知实测井筒温度分布时,将模型进行转换,反推出每个过程中产液量和含水的隐函数,并利用现场实测井数据对所建立的数学模型进行校正。目前该方法已经在大庆油田成功应用。现场应用表明,计算得到的各层产量和含水率与实际测试数据相对误差在15%以内。该研究为油田提供了一种简便、准确的分层求产方法,但目前只能应用于层间跨距较大的井。

摘要：基于海上水平井稠油开采物理模型,考虑空气、海水及地层温度场沿垂深方向线性变化,依据能量守恒定理和传热学原理建立了井筒温度计算数学模型,以井底油温作为方程初值条件,采用四阶龙格-库塔法进行数值求解,对某海上3口油井进行了计算,计算结果与实测数据非常接近,验证了模型和解法的准确性。分析了油井产量、含水体积分数、油管导热系数和下入深度等参数对井口油温的影响。以隔热油管下入深度最低为目标,以产液温度不低于防蜡温度为约束条件,建立了隔热管柱优化设计模型,并引入试射法对优化模型进行求解,结果表明模型预测精度较高。设计隔热油管下深能在用料最省的前提下提高油流温度,避免井筒结蜡,这对原油经济开采具有重要指导意义。

摘要：近年来,充气欠平衡钻井已成为美国、加拿大和其他地区的主要欠平衡钻井方式,是解决裂缝或孔隙岩层严重漏失、避免储层伤害问题的重要技术手段。目前在进行充气钻井设计时,大多把地层温度近似于井筒内充气液温度,必然会导致设计误差,因此有必要考虑地层与井筒之间的热传递,研究井筒温度场分布。通过进行地层-环空、环空-钻柱内充气液的径向换热规律和井筒轴向换热规律研究,结合井筒内气液两相流特性,推导充气钻井二维传热模型,最后通过实例计算考察注液流量和注气流量对井筒温度场分布的影响,研究表明井筒中充气液温度随着井深呈非线性分布,环空充气液温度与地层温度间最大偏差的位置在井底处。