充气钻井随钻测量脉冲信号衰减规律

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1、石油勘探与开发2012年4月PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENTVo1．39No．2233文章编号：i000—0747(2012)02—0233—05充气钻井随钻测量脉冲信号衰减规律李红涛，李皋，孟英峰，舒刚，朱宽亮，一，徐小峰2(1．西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室；2．中国石油冀东油田公司钻采工艺研究院)基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目“深井复杂地层钻井压力系统模型与规律”(2010CB226704)摘要：基于两相流体模型，考虑相界面的动量和能量交换、各相重力及管面黏性剪切力等封闭条件，建立充气钻井随钻测量(MWD)脉冲信号衰

2、减的数学模型。利用小扰动理论求解数学模型，得到钻井液脉冲信号传播速度和衰减系数计算模型，模型计算结果与现场试验实测的脉冲信号衰减结果吻合较好。利用该模型计算并分析了钻井液脉冲信号衰减的影响因素，结果表明，持气率、系统压力和脉冲频率是影响钻井液脉冲信号衰减的重要因素。低持气率(0～5％)时钻井液脉冲信号的传播速度随持气率的增加而迅速降低，随着持气率的持续增加，其变化逐渐趋于平缓；而其衰减系数则随着持气率的增加逐渐增大，并在达到最大值之后开始下降。相同持气率时，高系统压力下钻井液脉冲信号具有更快的传播速度；低系统压力下钻井液脉冲信号的衰减系数随持气率增加上升速率更快。钻井液脉冲信号传播速度和衰减

3、系数随脉冲频率的增加而逐渐增大，并都在脉冲频率大于100Hz后逐渐趋于一个较高的稳定值。图5表1参14关键词：钻井液脉冲信号衰减；气液两相流动；数学模型；影响因素中图分类号：TE242．9文献标识码：AAttenuationlawofMWDpulsesinaerateddrillingLiHongtao，LiGao，MengYingfeng，ShuGang，ZhuKuanliang’。，XuXiaofeng'(1．StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandDevelopment，SouthwestPetroleumUniversity，C

4、hengdu610500China；2．DrillingandProductionTechnologyInstitute，PetroChinaJidongOilfieldCompany，Tangshan063000，China)Abstract：Amathematicalmodelforpredictingtheattenuationofmeasurementwhiledrilling(MWD)pressurepulsesinaerateddrillingwasproposedusingthetwo—phaseflowmodelandconsideringthemomentumandener

5、gyexchangeatthephaseinterface，gravityofeachphase，viscouspipeshearandotherclosingconditions．Thesmallperturbationtheorywasusedtosolvethemathematicalmodel；then，amodelwasestablishedtocomputethevelocityandattenuationcoeficientofmudpulsesignal，andthesimulatedresultofthemodelisinlinewimthemeasuredattenuat

6、ioninfieldtest．Withthemathematicalmode1．theinfluencingfactorsformudpulseattenuationweresimulatedandanalyzed．Theresultsrevealthatthegasholdup，systempressureandpulsefrequencyarethemajorinfluencingfactors．Incaseoflowgasholdup(0L_5％)，asthegasholdupincreases，thepulsevelocitydecreasesdrastically,andasitf

7、urtherincreases，thepulsevelocitytendstobeflattened；whereastheatenuationcoeficientincreasesgraduallywiththeincreaseofgasholdupandbeginstodeclinewhenitreachesmaximum．Atthesamegasholdup，themudpulsesignalshowsh