深井钻井液流型研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com$油钻井工程第3卷第4蛔I996年I2月深井钻井液流型研究徐显广邓建民。钟守明～一一(钻井上艺研究院)l西南石油学院】(钻井工艺研究院)第一作者简介984年毕止于西南石油学院拈苷工程}业．高掘工程师、现从事坫午技术宽工作摘要r本文套招j高温高压F钻井泣的流型研究、内吝包括拈井时循环温度的计算；温度压力对钻井糠型的彰响规肆等矸究裳体为室内配万钻井遘通过研究．提出了新的循坪温度计算式，9妒了温度丘力对钻井l膻流型的影响规律主题词蔓持曼垦兰研究一rF，{

2、前言目前，国内外深井技术有银大发展，深井钻井液技术的发展更为迅速，钻井液组成复杂的胶体分数体系，随着井深的增加，井内钻井液承受的温度、压力越来越高。那幺，随着井深增加，钻井滚的温度在井下的分布有何规律?温度和压力对钻井液流型有何影响呢?对此，我院和西南石油学院共同进行了研究探讨。钻井液温度沿井深分布规律要研究钻井液在温度、压力均发生变化的井眼中的流变行为，必须先确定温度、压力在井内的分布规律关于压力的计算，已有成熟而且比较准确的方法，在许多有关手册上都可查到。对于温度的计算其困难在于循环温度的预

3、测。此处的研究足于根据前人所进行的现场实{嬖】所得的温度资料，建立起适合于现场应用而且又比较准确的计算方法。’．静止温度沿井潦分布怒律当由于某些原因(如起下钻、电测)而使钻井液在井内静止丁较长的时间后，其温度分布将趋于地层的温度，这时就应利用静止温度计算钻井液的有关流变性能参数基于大量的现场数据，目前普遍的作法是视静止温度沿井深呈线性分布井内各点温度可简单表示为T；：T。+TGtL(1)式中L计算点井深，：To地表温度，℃丁一井深L处静止温度，℃，Gc—平均地温梯度，℃／m，2．循环温度沿并潦分

4、布

5、基律现场实测和理论分析均表明循环温度有如下特点：(D温度沿井深呈非线性分布，总趋势是井口低，井底高：@温度最高点在井底，而在井眼下部靠近井底处(温度最高点到井口的距离大约是总维普资讯http://www.cqvip.com第3告第4朋1996年12月石油砧井工程·l5井深的70％左右)．进行统计分析后可得循环温度的表达式为毒+A1X+A2X2+A3X3)㈦式中Tr—井深L处循环温度(L

6、=÷L6Al—O．9984Ks—O-3A2-一0．4036A3一一0．2948式(2)的回归统计的相关指数为0．8452，剩余标准差为0．07338一般文献的循环温度计算式为Tc—T0+GtLb(Ks+A1X+A2X+A3X)(3)(2)式与(3)式的差别在于(3)式认为井底循环温度随循环点深度变化而线性变化，而(2)式却表明井底循环温度进而整个井眼的循环温度随循环点深度变化为非线性变化．这一点在有关的理论分析中很少谈及，但在实际使用的有关图表中却有体现．式(2)更接近实际．我们对所收集的70口

7、井的78组现场实测井底循环温度数据，分别用(2)和(3)式计算了井底循环温度，并与实测值进行了比较(表1是计算结果对比，只列出部分计算结果)．从计算结果中可知，本研究中提出的计算式的精度是很高的，总的平均绝对误差为3．9℃，平均相对误差为3．6％．而采用文献计算式的平均绝对误差为16．5℃，平均相对误差为13．5％，最大绝对误差为45℃，误差较大．这说明本研究中所提出的钻井液循环温度计算式是可用的．温度、压力对钻井液流型的影响1．钻井液藏塑及渣变模式钻井液一般为非牛顿液体，描述其剪切应力一剪切速

8、率关系的流变模式有多种．若钻井液的剪切应力—_剪切速率关系符合某一流变模式，则称其为某一流型．当温度、压力变化时。钻井液的流型可能发生改变，因此若仍用原流变模式来计算有关的水力参数则可能带来较大误差．或者，可能存在某一流变模式。在不同的温度、压力下均可较好地描述液体的流变规律(只是流变参数发生变化而已)，则说明该模式的适应性较好．流型角度而言，则可说该液体就是此种流型，且流型不随温度、压力而变化．因此，漉型的变化问题也即是流变模式的适应性问题．B前，常甩的流变模式有两参数及三参数的流变模式．由于

9、两参数模式简单，使用方便，一般精度也满足使用要求，另外，用其流变参数描述钻井液的某些特性(如宾汉模式的过塑比一剪切稀释性)时，意义简单、明确因此使用范围仍很广．本研究中对常用的三种二参数流变模式(印宾汉模式、幂律模式、卡森模式)都进行了研究．各模式的表达形式如下：宾汉模式f=T0nsv(3】维普资讯http://www.cqvip.com、：一t，fi：率f睦拈鹱袭1井底落环温度fTch)计算结果对比l七el真警j丰研究-{il锋j

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