高溫高壓小井眼水平井環空ECD 綜合計算模型

李文拓 羅鳴 黃洪林 李軍 肖平

引用格式：李文拓，羅鳴，黃洪林，李軍，肖平. 高溫高壓小井眼水平井環空ECD 綜合計算模型［J］. 石油鉆采工藝，2023，45（3）：259-268.

摘要：精確計算井筒環空ECD 是鉆進參數設計及安全、高效鉆進的基礎。為了提高其計算精度，基于高溫高壓下鉆井液流變性測試數據，結合多元非線性回歸獲取鉆井液密度和流變參數計算模型。通過耦合鉆井液密度和流變參數回歸模型與井筒傳熱模型，建立高溫高壓小井眼水平井環空ECD 綜合計算模型。與實測PWD 數據相比，該模型平均相對誤差為0.72%。研究表明，在計算高溫高壓小井眼水平井環空ECD 時，溫度和壓力對鉆井液密度和流變參數影響不可忽略。在鉆進過程中，隨著鉆井液循環時間的增加，下部井段環空溫度不斷降低，鉆井液密度與稠度系數逐漸增加，環空壓耗與ECD 不斷增加。溫度梯度和鉆井液排量通過影響環空溫度分布，進而影響環空ECD。地溫梯度越高，環空溫度越高，環空ECD 越小；鉆井液排量越大，環空溫度越低，環空ECD 越大。鉆柱轉速、環空尺寸和接頭尺寸是影響環空ECD 的重要因素。隨著鉆柱轉速增加，環空壓耗增大，進而導致環空ECD 增加，但增加幅度逐漸減小；接頭尺寸越大，對應的環空尺寸越小，環空壓耗越大，進而導致環空ECD 越大。研究結果為高溫高壓地層小井眼水平井的安全、高效鉆進提供理論基礎。

關鍵詞：高溫高壓；小井眼水平井；鉆井液密度；流變參數；環空壓耗；環空ECD

中圖分類號：TE243.1 文獻標識碼： A