吴必胜等-清华大学-南海高温高压钻井过程中井壁稳定性研究

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Session 1 - Oral 3

南海高温高压钻井过程中井壁稳定性研究

吴必胜a,张莉a,张宗峰b

a清华大学水利水电工程系,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京,100084

b中国石化上海海洋油气分公司,上海,200120

摘要:我国南海油气资源资源丰富,如高效开采可满足我国对油气部分需求和有效缓解油气压力。但南海高温高压地质条件增加了深海油气开采的复杂性,特别是给钻井过程中井壁稳定性带来了潜在风险。鉴于此,本文建立了一个针对深海钻井流体循环过程中井壁稳定性分析的热-弹性全耦合模型,考虑了钻杆和环空区中的流体流动和热传递、流体与岩石之间的热交换、岩石中热传递及岩石变形。通过利用拉普拉斯变换获得钻杆和环空区中流体温度、岩石温度、岩石变形参数(应力、位移)在频域内的解析解,并利用Stehfest数值方法反演得到时域值。并通过与商业软件进行比较,验证了该解析模型的正确性。然后进行了一系列敏感性分析,考虑了不同注入流速、注入温度、水深、井深和地热梯度对钻井系统热传递行为及井壁稳定性的影响。通过比较恒定井眼边界条件和瞬态井眼边界条件下井壁稳定性发现,通常恒定井眼边界条件下可能会低估或高估泥浆密度的大小,说明了动态考虑井壁温度条件的重要性和必要性。

关键词:高温高压,钻井,井壁稳定性,泥浆密度


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