不同流变模式钻井液环空层流压耗通用算法

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1、石油勘探与开发7522013年12月PETROLEUMEXPL0RATIONANDDEVEL0PMENTVO1．40NO．6文章编号：．1000-0747(2013)06．0752—05DOI：10．11698／PED．2013．06．17不同流变模式钻井液环空层流压耗通用算法彭齐，樊洪海，周号博，李朝玮，陈绪跃，王鄂川，叶志(中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室)基金项目：国家科技重大专项“窄密度窗口安全钻井技术与配套装备”(2011ZX05021—003)；国家自然科学基金项目“高压气井

2、内高速流体诱发生产管柱振动特性研究”(51274219)摘要：针对钻井工程中常用环空层流压耗计算方法精度低、不适用于复杂流变模式的问题，提出了适用于不同流变模式钻井液的环空层流压耗通用算法，与传统算法进行了对比，并采用已发表文献中实验数据进行了验证。基于环空槽流模型，将圆管流量方程推广应用于环空中推导出环空流量方程，利用环空流量方程和流体流变方程建立环空流量与管壁剪切应力的关系式，再由已知流量求得管壁剪切应力，进而求得环空压耗。通过与传统算法的对比分析发现：提出的通用算法适用于所有流变模式的钻井液环

3、空层流，普适性好、建模过程简单、计算精度高。基于已发表文献中实验数据的算法验证结果表明：不论是在低排量还是在高排量条件下，采用通用算法求得的不同流变模式环空压耗与实测结果都能较好地吻合，弥补了传统算法的误差。图5表2参12关键词：环空层流压耗；环空流量方程；非牛顿流体；流变方程；传统算法；通用算法；钻井液中图分类号：TE21文献标识码：AGeneralmethodofcalculatingannularlaminarpressuredropofdrillingfluidswithdifferentr

4、heologicalmodelsPengQi，FanHonghai，ZhouHaobo，LiChaowei，ChenXuyue，WangEchuan，YeZhi(KeyLaboratoryforPetroleumEngineeringofMinistryofEducation，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China)Abstract：Traditionalannularlaminarflowanalysismethodappliedindrill

5、ingengineeringhaspooraccuracyanddoesnotapplytocomplicatedrheologicalmodels．Ageneralmethodofcalculatinganularlaminarpressuredr0pofdrillingfluidswithdiferentrheologicalmodelswasproposed，comparedwithtraditionalmethod，andverifiedusingexperimentdatainpublis

6、hedarticles．Basedonannularslotflowmodel，thepipeflowequationwaspopularizedinannularandanannularflowequationwasestablished，andtherelationshipbetweenannularflowandshearstressatpipewallwasestablishedbycombiningannularflowequationandfluid’Srheologicalequati

7、on．Ifannularflowisgiven，shearstressatpipewallcanbegot，andthentheannularpressuredropisalsoavailable．Comparedwithtraditionalmethods，thegeneralmethodisadapttoanyrheologicalmodelofannularlaminarflowandhasgood,universality,simplemodelingprocessandhighaccura

8、cy．Thecalculationresultsbasedonexperimentdatainpublishedarticlesshow：nomatertheflowrateishighorlow,theresultsofthegeneralmethodmatchthemeasuredresultswellwhichmakesuptheerrorof，traditionalmethod．Keywords：annularlaminarpressuredrop；anula