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    内容提示： 2003 年第 27 卷 第 4 期 石油大学学报( 自然科学版) J our n al of the U niversity of Petroleum ，C hina V 01． 27 A ug ． 2 0 03 No． 4 文章 编号 ： l000— 5870( 2003)04— 0048— 05 温度和压力对深水钻井油基钻井液液柱压 力的影响 管 志 川 ( 石 油大学石 油工程学 院， 山 东东营 257061) 、 摘要： 根据不同温度和压力下油基钻井液密度的测量结果 ， 建立了温度、 压力影响下 的油基钻井液密度计算模 型。在模型中引入了热膨胀系数和弹性压缩系数， 利用该模型计算了不同温度和压力下的钻井液密度值。模型计 算的密度与实测值之间的最大相对误差小于 0． 3...

    文档格式：PDF | 页数：6 | 浏览次数：30 | 上传日期：2015-04-18 08:43:24 | 文档星级：
    2003 年第 27 卷 第 4 期 石油大学学报( 自然科学版) J our n al of the U niversity of Petroleum ，C hina V 01． 27 A ug ． 2 0 03 No． 4 文章 编号 ： l000— 5870( 2003)04— 0048— 05 温度和压力对深水钻井油基钻井液液柱压 力的影响 管 志 川 ( 石 油大学石 油工程学 院， 山 东东营 257061) 、 摘要： 根据不同温度和压力下油基钻井液密度的测量结果 ， 建立了温度、 压力影响下 的油基钻井液密度计算模 型。在模型中引入了热膨胀系数和弹性压缩系数， 利用该模型计算了不同温度和压力下的钻井液密度值。模型计 算的密度与实测值之间的最大相对误差小于 0． 3％， 平均相对误差为 0． 11％。利用该模型对深水钻井时不同条件下 井眼内钻井液密度和液柱压力变化进行了计算和分析。结果表明， 在深水钻井中， 井眼内的钻井液密度通常大于井 口钻井液密度； 最大钻井液密度出现在海底泥线处 ； 井眼内钻井液液柱压力的当量密度大于井 口的钻井液密度。采 用无隔水管钻井时的环空钻井液密度小于隔水管钻井时的钻井液密度。 关键词： 深水钻井； 油基钻井液； 钻井液密度 ； 温度； 压力； 计算模型 中图分类号 ： T E 254， 1 文献标识码 ： A 引 言 随着海洋油气勘探开发技术的不断进步以及世 界能源需求的不断增长 ， 人 们愈来 愈重视 深水海域 的油气资源钻探。深水钻井技术也成为近几年研究 的热点问题【 卜3l。在深水钻井条件下 ， 不 同的海水 深度和温度梯度环境将对钻井液密度和静液柱压力 产生影响。而井眼中钻井液的密度和静液柱压力是 进行各种钻井施工和设计的必要的基础数据 ， 因此 ， 有必要对深水钻井中温度和压力变化对钻井液密度 和静液柱压力的影响进行研究。笔者通过对前人在 不同温度和压力下对油基钻井液密度测量结果的分 析 ， 建立一个 比较精确和实用 的预测不 同温度和压 力条件下油基钻井液密度 的计算模 型。利用该模型 分析计算深水钻井时井内钻井液密度和液柱压力的 变化规律 ， 从而为深水钻井 的工程设计 和施 工提供 依据 。 钻井液密度预测模型 关 于温度和压力条件对钻井液密度的影 响， 许 多人 进 行 了研 究 ， 并 提 供 了大 量 的实 测 实 验 数 据【 叫ol。利用这些实验数据 ， L _ L _ H。 be 0ck【 J和 R ． R ．Sorelle等人 【 5 J分别提 出了各 自的基于钻井液 组成成分的密度预测模型 ， 在模 型中考虑 了钻井液 中不 同液相成分的压缩性和热膨胀特性 ， 同时忽略 了固相 的压缩和膨 胀性 ； w ．C ．McMordie 等人【 6 给出了 3 种水基钻 井液和 3 种油 基钻井液在 21． 1 204， 4 ℃ 和 0 ～96． 5 MPa 范 围内的密度测试 结 果 ； E ． J ．Peters 等人【 ’ J对分别 由柴油和原油配置的 3 种油基钻井液在不 同的温 度( 25， 6～176， 7 ℃ ) 和 压力( 0～103， 4 MPa) 条件下 的密度进行 了实测实 验 ， 并探讨了利用 L _ L ．Hoberock 等人的模 型预测 不同温 度 和压 力 下油 基 钻井 液 密 度 的可 能性 ； I． M ． K utas 8 J提 出了一个 预测 钻井液 密度 的经验 公式。通过对 以上研究所提供 的有关油基钻井液的 实验数据进行对 比分析发现 ， 可 以用另外一种更简 单 、 精确的模型描述不 同温 度和压力下 的油基钻井 液密度 ， 以减小预测误差 。 首先考虑 在地 面温度 丁 和大 气压力 P 条件 下 ， 一定 体积 的钻井 液 ， 其 质量为 井液的密度 1 0 为 - -， 则 地面钻 l0s 当钻井液经受一定 的温度变化 △ 丁和压力变化 Ap 后 ， 其体积将发生变化 。体积变化量 △ 分组成 ， 一部分是 由于温度变化 引起的增量 △ 部分是由于压力变化引起 的增量 △ 的热膨胀系数为 CT， 弹性压缩 系数为 Cn， 则 由于温 度和压力变化所引起 的体积改变可分别表示为 由两部 ， 另 一。设钻井液 = c TA V T ； 收稿 日期 ： 2003-01— 10 作者简介： 管志／ 1 1( 1959一) ， 男( 汉族) 。 山东单县人。 教授。 博士。 博士生导师， 主要从事油气钻井工程研究。 ( 2) 维普资讯 http://www.cqvip.com

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