空气钻井环空压力计算模型
钻井水力参数计算
钻井水力参数计算1.钻井水力参数的定义：2.钻井水力参数的计算方法：2.1循环压力（Pp）的计算：循环压力是指钻井液在井眼中循环时施加在井壁上的压力，其计算公式为：Pp=Pg+Ph+π/144*(ID²-OD²)/4*ρm其中，Pp为循环压力，Pg为气体压力，Ph为井斜段压力，ID为钻杆内径，OD为钻杆外径，ρm为泥浆密度。
2.2液柱压力（Pm）的计算：液柱压力是指钻井液柱在井眼中的垂直压力，其计算公式为：Pm=π/144*(ID²-OD²)/4*ρm*L其中，Pm为液柱压力，ID为井眼内径，OD为套管外径，ρm为泥浆密度，L为液柱长度。
2.3摩阻压力（Pf）的计算：摩阻压力是指钻井液在井眼中流动时受到的阻力，其计算公式为：Pf=2f*ρm*V²/(D*g)其中，Pf为摩阻压力，f为阻力系数，ρm为泥浆密度，V为流速，D 为井眼直径，g为重力加速度。
2.4泥浆柱液位压力（Ps）的计算：泥浆柱液位压力是指钻井液静止时产生的压力，其计算公式为：Ps=π/144*(ID²-OD²)/4*ρm*(H+h)其中，Ps为泥浆柱液位压力，ID为井眼内径，OD为套管外径，ρm 为泥浆密度，H为井深，h为液位高度。
2.5井底压力（Pb）的计算：井底压力是指钻井液从井口到井底的压力损失，其计算公式为：Pb=ρm*Ls*g/144其中，Pb为井底压力，ρm为泥浆密度，Ls为井筒长度，g为重力加速度。
2.6水柱效应（Pr）的计算：水柱效应是指钻井液在井眼中垂直上升或下降时，形成的压力差，其计算公式为：Pr=π/144*(ID²-OD²)/4*ρf*h其中，Pr为水柱效应，ID为井眼内径，OD为套管外径，ρf为井口液体密度，h为液位高度。
3.钻井水力参数的分析和应用：通过计算钻井水力参数，可以确定钻井液在井筒中的性能，评估井筒稳定性和泥浆循环能力，并根据计算结果进行钻井工艺设计和井筒优化。
大庆油田控压钻井作业环空压力的计算
第 ２期
２１ 年 １ ０１ 月
科
学
技
术
与
工
程
⑥
Ｖ １１ Ｎ ． Ｊｎ ２ １ ｏ． １ ｏ２ ａ ． ０１
１７ — １１ （ ０ １ ２０ ３ —３ ６ １ ８ ５ ２ １ ） －３ ２０
Ｓｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｇ ｎ ｅｉ ｇ ｉｎ ｅ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
的 推 导
根据 Ｂ ｇｓＢｉ 的 以流 动型 态模型 为基 础 的压 ｅｇ— ｒｌ ｌ
均 值 １２ ２５ 公式 修正 为 ： ．８ ，
（
静 簪
㈩
降计 算方 法 ， 导 控 压 钻 井 环 空 多 相 流压 力公 式 。 推
即总环空 压力 是 多 相 流 摩 擦 压 力 、 力 压 力 、 速 重 加 压力之 和 。
随着大 庆 油 田勘 探 开 发 向深 部 复 杂 地 层 的不 断发展 ， 钻井过 程 中地 层 漏 失 、 压差 卡 钻 、 密度 压 窄
出岩屑 的体积 为 ：
ｄ ， ｅ Ｑ ：ｉ Ｔ Ｄ
４
２
ｖｔ
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ｄ
重力 引起 的压力 梯度 具体 表达为 ｊ ：
力 窗 口等 问题 越 来越 严 重 。 因此 ， 需要 研 究 控制 压 力 钻井 技术 ， 成一 套 适 合 于 大庆 油 田的控 压钻 井 形 的设 备 和 工 艺 技 术 ， 解 决 油 田 面 临 的 一 系 列 来
２１ ０ ０年 ９月 １ ５日收到 ，０月 ２ １ ８日修改
变 化远 远小 于 气 体 密 度 的 变 化 。加 速 压 力 梯 度计 算 公式 为 ：
通信作者简介 ： 周
反循环气体钻井压力计算分析
反循环气体钻井压力计算分析反循环气体钻井压力计算分析摘要：钻井是一项非常重要的工作，而反循环气体钻井技术能够提高钻井效率和安全性。
本文对反循环气体钻井中的压力计算进行了分析和研究，探究在不同状态下钻井的压力变化规律，以期为反循环气体钻井提供理论支持和指导。
关键词：反循环气体钻井、压力计算、钻井效率一、前言反循环气体钻井是一项新型的钻井技术，在国内外得到了广泛的应用和推广。
其中，在钻井过程中，对压力的计算和分析是非常重要的。
本文将深入研究反循环气体钻井压力计算的各个方面，以期为相关从业人员提供参考。
二、反循环气体钻井技术概述反循环气体钻井技术是一种使用压缩空气或氮气作为驱动液体的钻井技术。
与传统的液压钻井相比，反循环气体钻井技术能够大大减少井底压力，提高钻井效率和安全性。
在反循环气体钻井过程中，通过压缩空气或氮气将钻井液驱出井眼，再将其回收到地面进行处理和循环使用。
三、反循环气体钻井中的压力计算在反循环气体钻井中，压力的计算是非常重要的一环。
主要包括以下几个方面：1、压缩空气或氮气的压力计算在反循环气体钻井过程中，钻井液被压缩空气或氮气代替。
因此，压缩空气或氮气的压力计算就成为了计算井底压力的基础。
2、井口压力计算井口压力是指反循环气体钻井液离开井眼后，在进入饱和区域前的压力值。
井口压力的计算需要考虑井筒内部空气和液相的体积和密度，并根据实际工况估算。
3、井底压力计算井底压力是指钻头在井底钻进岩石或地层时产生的压力，是一个非常关键的参数。
井底压力的计算需要考虑钻头直接作用的岩石或地层的强度，以及钻进的深度、井底温度等因素。
四、反循环气体钻井压力计算的模拟分析为了更好地探究反循环气体钻井压力的变化规律，我们利用现代计算机技术进行了模拟分析。
我们通过构建反循环气体钻井的数学模型，模拟了在不同状态下的钻井压力变化情况。
通过对计算结果进行分析，我们发现，反循环气体钻井的井口压力和井底压力与钻井液的压力变化趋势相反，即钻井液压力变小，井口压力和井底压力则会变大。
气体钻井井底压力影响因素分析
１ 计算模型
图 １展 示 了 一 个 简 化 Ｕ形 管 的 正 循 环 流 动 。 通常 ， 在气 体 钻井 中 ， 相 流会 产 生 于 钻 柱 内和 通 两 过钻头 喷 嘴 处 。三 相 流 发 生 在 钻 井 液 携 带 岩 屑 从 井 底 向地 面 流 动 的 环 空 里 ， 相 流 由 可 压 缩 的 气 三
已知 的最 基 本 的 流 体 流 动 机 理 Ｊ 。气 体 钻 井 环 空 压力 Ｇ ｏ 型计 算公 式如 下 ： ｕ模
ｒ ２ ｄＨ‘ ａｉ １Ｏ ５ ．
第一作者简介 ： 闫
铁（ ９７ １ ５ 一）， ， 授， 男 教 博士生导师 ， 究方 向 研
Ｐｈ＝ｌ ＋ ） 一 ｂ （ ６ ｅ １ ６
第 １卷 １
第２ ５期
２ １ 年 ９月 ０１
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ．１ Ｎｏ ２５ Ｓ ｐ．２０１ １ １ ． ｅ １
１７ — １ １ （０ １ ２ —０ ５０ ６ １ ８５ ２ １ ）５６ ４ － ４
Ｓ ｉｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｇｎ ｅｉ ｇ ｃｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
ｌ （） １
石 油钻 井 工 艺 技 术 。 Ｅｍａ ：ａｔ ｅｕ ｅ ｕ ａ 。 — ｉ ｙｎ＠ｎｐ ．ｄ ．ｎ ｌ
科
学
技 术
与 工
程
ｌ 卷 ｌ
㈢ ＝ ｓ 一 式 ． ） 中 一 ： Ｄ 一 ｍ 露 一 ．
空气钻井计算模型
空气 钻 井计 算 模 型
任 双 双 刘 刚 沈 飞 王果 袁 波
（ 江 大 学石 油 工 程 学 院 ， 北 荆 州 ） 长 湖 摘 要 气 体 不 仅 密度 低 ， 且 具 有 很 大 的可 压 缩 性 ， 以 空 气 钻 井 的体 积 流 量 将 随 压 力和 温 度 变 化 ， 而 所 而压 力和
在 直 接循 环 空气 钻井 过 程 中 ， 环空 顶 部 出 口压 力为大 气压 Ｐ 分 离等式 （ ） 到 １得
ｄＰ
ａ、
钻井井 内的压 力 、 度 、 密 黏度 、 流速 、 量等参 数 的变 流
化情 况 比普通 钻井 液 、 学溶 液 、 化 清水 等不 可压 缩钻
ＪＢ Ｐ Ｉ ｈ ￣ ｄ
在环 空 中就存 在两 相流 （ 气体 和岩 屑 ）１。有 ［ ］
ｄ Ｐ— Ｉ
Ｉ
Ｂ （ 一Ｉ Ｐ）
Ｌ
［］ ］ ［ Ｑ× ｊ
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｛ ［ １ 一 ＋
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ｋ／ 。 ｇ ｓ
由于具 有钻 速 高 、 本低 、 成 环保 性 好 等 优 势 ， 应 用 其
越 来越 广 泛 。 由于空 气 不 仅 密度 低 ， 而且 具 有 很 大 的可 压缩 性 ， 以空气 钻 井 的体 积 流 量将 随压 力 和 所
温度 变化 ， 而压 力和 温度 又 随井深 变化 。因此 ， 空气
中图分类号 ： ２２７ ＴＥ ４ ． 文 献标 识 码 ： Ａ
］
空气 钻井 是欠 平 衡 钻 井 采用 的一 种 钻 进 方 式 ，
的外径 ， ｍｍ； 参 考 高 度 ； 一 ＋ 。 ｈ为 砌 ； 为 气 体 的 质 量 流 量 ， ｇｓ 砌 ｋ ／ ； 是 固体 岩 屑 的 质 量 流 量 ，
空气钻井偏心环空气固两相流动数值模拟
ｐ
（ ）湍 流脉动 动 能方程 （ 方 程 ） １ Ｋ 。
Ｏ ｋ＋
．
ｕ，
第 ３ 卷 第 ５ （０ １ ５ 试 验 研 究） ０ 期 ２ １ ． ）（ ０
空气钻井偏心环空气固两相流动数值模拟
赫 娟 张 清兵 刘康 任 强 燕 青 海油田 三 采油 厂
摘 要 ：基 于欧拉 多相 流模 型 ，建 立 空气钻 井偏 心环 空 气 固 两相 流动 数 学模 型 。借 助 Ｆ Ｕ— Ｌ
求解。
１ 模型的建立
１ １ 物 理模 型 ．
式中 Ｇ Ｋ为平均速度梯度引起 的湍动能 尼 的产
生 项 ； Ｇｂ 浮 力 引 起 的 湍 动 能 志的产 生 项 ； ｙＭ 为
＝ ．４ 取 １ ２ ｍ环空井段进行模拟分 析 ，环空外径 为 为可 压缩 湍 流 中脉动 扩张 贡献 ；模 型 中 Ｃ １４ ， ３ ， ＝ ． ，为经验常数。 ＝ ０９ ０ ３６ ｍ，环空 内径为 １７ｍ １． ｍ ５ ２ ｍ，套管与钻杆 的绝 Ｃ １
对粗糙 度均为 ０ ４ ８ ｍ ． ６７ 。进 口为速度人 口边 界 ０ ｍ 条件 ，出口为 自由出口边界条件 。采用结构化六 面体网格对模 型进行单元划分 。图 １ 为偏 心度 ＝ ０ 的环空偏心流场计算网格示意图。 ． ５
加
（ ）连续性 方 程 。 ３
茜 １ Ｖｑ ｑ∑ （ （ｑ＝ ） ａｖ Ｉ ０ ｐ）Ｊ ＋
差茜 ＋鸶 ㈩ ＝ｌ 『＋ （ ＋
Ｇｂ ￡ ｙLeabharlann —ｐ 一 Ｍ＋Ｓ Ｋ（ ）湍流动能耗散方程 （ 方程 ） ２ ｓ 。
小井眼钻井环空压耗计算与分析
小井眼钻井环空压耗计算与分析一、引言环空压耗即钻井过程中由于钻头在井孔中旋转所产生的摩擦力，在环空间内产生的压力损失。
环空压耗的大小取决于多个因素，包括钻头种类、井眼尺寸、流体性质等。
准确计算和分析环空压耗对于优化钻井过程、提高钻井效率具有重要意义。
二、环空压耗的计算方法1. Darcy-Weisbach 公式Darcy-Weisbach 公式被广泛用于管道流动中的压力损失计算，也可用于小井眼钻井的环空压耗计算。
该公式如下：△P=f(L/D)(v²/2g)其中△P是单位长度的压力损失（Pa/m）f是摩阻系数（无单位）L是流动路径长度（m）D是井眼直径（m）v是流体速度（m/s）g是重力加速度（m/s²）。
2.伯努利方程伯努利方程在不可压缩流体中适用，用于计算流体的压力损失。
小井眼钻井环空压耗计算中，可采用修正的伯努利方程，如下：△P=(ρ/2)(v²₁-v²₂)-ρg(h₁-h₂)其中△P是单位长度的压力损失（Pa/m）ρ是流体密度（kg/m³）v₁是流动进口速度（m/s）v₂是流动出口速度（m/s）g是重力加速度（m/s²）h₁是流动进口高度（m）h₂是流动出口高度（m）。
三、环空压耗影响因素分析1.钻头种类和尺寸不同钻头种类和尺寸的钻头在钻井过程中产生的环空压耗不同。
通常情况下，钻头直径较大、钻头形状复杂的钻头，其环空压耗较大。
2.井眼尺寸井眼尺寸对环空压耗有显著影响。
井眼直径较大，流体通过井眼时的摩擦力较小，环空压耗较小；相反，井眼直径较小，摩擦力较大，环空压耗较大。
3.流体性质流体的粘度、密度等性质也会影响环空压耗的大小。
通常情况下，流体粘度较大、密度较大的情况下，环空压耗较大。
四、环空压耗分析与优化1.实时监测与调整在钻井过程中，通过实时监测井口流体压力等参数，可以及时发现环空压耗异常，结合井深、钻头类型等因素进行调整，以优化钻井过程。
环空压力计算
1非井涌条件环空压力计算模型1.1 小眼井环空压力损耗计算一、数学模型在常规井眼环空压力损耗计算模型基础上，根据小眼钻井特点提出小井眼环空压力损耗的理论模型，探讨了以钻井液流变性、钻柱偏心、钻柱旋转和钻柱接头为主要影响因素的直井、近直井小间隙环空压力损耗计算问题，同时给出了模型中各因子的确定方法。
常规井眼环空压力损耗计算模型主要适用于大尺寸钻具、低转速大眼钻井法。
其压力损耗模型如下：其中，P为压力损耗；f为摩阻系数，取决于钻井液流变性、环空尺寸及环空流态，L为井段全程长度；V为平均流速；D o为井筒内径；D p为钻柱外径；ρ为钻井液密度。
在小井眼中，环空间隙小，钻柱的偏心、旋转和钻柱接头对环空压力损耗有显著影响(在常规井眼中可以忽略不计)。
在常规井眼环空压力损耗计算模型的基础上，充分考虑小眼钻井特点，可建立小井眼环空压力损耗计算模型如下：其中，k”为旋转因子，考虑钻柱的转动；R为偏心因子，考虑钻柱在井眼中的偏心度。
二、系数确定环空压力损耗的大小与钻井液流变性、环空流态和环空几何形状密切相关。
（1）井眼几何假设变偏心度井眼几何形状见图1。
当环空间隙与平均井径相比很小时，环空流动可用槽近似法去模拟。
即把环空近似为一个方位方向与轴向有厚度变化的槽。
如图1示，槽高可表示为：其中，分别为沿轴向和方位方向的距离；R o为井眼半径；R i为钻柱半径，d av为平均井径；当使用稳定器或外加厚接头时，λmax=(R o-R c)/(R o-R i),这里R c为稳定器或外加厚接头的半径。
函数表明偏心度沿轴向变化的情况。
对于正弦弯曲环空，有：对于线性弯曲环空，有：其中，为所讨论井段的长度。
（2）偏心因子确定研究环空弯曲度对压力损耗的全面影响可用参变量R表达：其中，为沿整个弯曲环空的平均压力梯度；为同心环空压力梯度。
根据文献【Bourne D E. laminar and turbulent flow phenomena in eccentric annular ducts Canadian. J Chemical Engineering, 1990, 46 (1): 289】结论，取其中，对应层流情况;；对应紊流情况；n为流型指数。
钻井中最优环空返速及计算
钻井中最优环空返速及计算钻井中的最优环空返速是指在钻井过程中，使得钻井液在井下环空中的速度达到最佳状态的环境参数。
最优环空返速的选择和计算是一个复杂的过程，需要考虑很多因素，如钻头冲击率、泥浆扰流系数、钻井液流体性质、井筒效应等等。
下面以1200字以上详细介绍钻井中最优环空返速及计算。
钻井中的最优环空返速是一个动态过程，需要通过不断调整环空流量和速度来达到最佳效果。
最优环空返速的选择对于钻井工程的成功与否具有重要的影响。
最优环空返速的计算通常包括以下几个步骤：1.环空流体动力学分析：首先需要对环空中的流体进行动力学分析，包括动量守恒和连续性方程的求解。
这些方程描述了流体在环空中的流动规律，可以通过数学模型来求解流体的压力、速度等参数。
2.钻头冲击率计算：钻头冲击率是指钻头对井壁的冲击力的大小，是决定钻头与岩石接触力的关键参数。
通过钻头冲击率的计算，可以确定最佳的环空返速。
钻头冲击率的计算可以利用冲击力模型和流体动力学模型来进行。
3.泥浆扰流系数计算：泥浆扰流系数是反映了钻井液对钻头和井壁间的摩擦力大小的参数。
通过泥浆扰流系数的计算，可以确定最优的环空返速。
泥浆扰流系数的计算需要考虑钻井液的流体性质、井筒效应等因素。
4.最优环空速度计算：最优环空速度的计算通过考虑钻头冲击率和泥浆扰流系数，从而确定最佳环空返速。
最优环空速度的计算需要考虑钻井液的流动性质、井筒状况、钻头形状等因素。
最优环空返速的计算需要考虑很多因素，包括井筒状况、钻头形状、钻井液性质等等。
钻井工程中的环空返速选择要考虑到钻头与岩石接触力的大小、钻井液的扰流效果、钻头冲击率等因素。
选择合适的环空返速可以提高钻井效率，减少钻头磨损，降低钻井成本。
综上所述，钻井中最优环空返速的选择和计算是一个复杂的过程，需要考虑很多因素。
通过动力学分析、钻头冲击率计算和泥浆扰流系数计算等步骤，可以确定最优的环空返速。
最优环空返速的选择对于钻井工程的成功与否具有重要的影响。
空气钻井偏心井筒压力及注气量计算
空气钻井偏心井筒压力及注气量计算
空气钻井技术以其诸多优势已经在国内外得到迅速发展和推广,其理论研究也得到了进一步发展,但是到目前为止,基本上所有的理论公式推导都是建立在同心环空的基础之上,没有考虑到钻柱偏心所造成的影响。
本文在深入调研的基础上,从空气钻井偏心工况循环系统分析入手,分别建立了直井段、造斜井段、稳斜井段井筒压力模型,引入了偏心环空当量直径,对正循环系统井筒压力分布公式进行了推导,并以文献[13]中所提供的数据作为原始计算数据,以直井为例,计算了直井井筒沿程水力摩阻系数、压力、流体密度和流速,并对其规律进行分析。
可知偏心度对井筒压力、密度、流速的影响不可忽略,而且环空中流体流速和气体单位体积动能的最低值出现在“关键点”处,而非井底,此处是环空携屑最困难的地方之一。
分别讨论了气体最小动能标准和岩屑沉降末速度标准,以及偏心度、钻速、井底压力、井深和注气量之间的关系。
空气钻井中的压力及注气量问题研究
11413 12918404 712462 1114267 1514214 1912303
16812 8212115 6166093 1014048 1410279 1714652
381 140 8814092 6138223 919403 1312847 1615362
11413 9219655 611314 915687 1217273 1518859
Ph =
[ P2s -
ab (1. 8 Ts + 32) 2 0155 G - a
+
ab (118 T + 32) 2 0155 G - a
015
2a
9 T + 160 0155 G 9 Ts + 160
(1)
T = Ts + Gh
(2)
a
=
SQ
+
1729
RO
PD
2 h
5313 Q
(3)
b
=
(
Dh
9197 - Dp)
第 28 卷 Vol. 28
第 2 期 No . 2
钻 采 工
DRILL IN G & PRODUCTION
艺
T EC HNOL O
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· 5 ·
从理论上来说 ,在应保证注入的空气流速够满 足井底负压值的前提下 ,尽可能地使流量最小 ,但由 于静压控制区的压降随流速变化比较活跃 ,难以维 持最优流速 ,而摩阻控制区压降随流速变化相对缓 慢 ,一般控制气体流速略大于最优流速 。井底的压 力一般可以通过如下表达式计算 :
图 1 环空岩屑受力图
图 2 环空压降与环空空气流速的关系曲线
31 环空井底压力的确定
常用各种钻井计算
常用各种钻井计算一、压井基本数据计算1、关井立管压力P d+P md=P p=P a+P ma关井到压力平稳所需时间与地层渗透性有关。
渗透性良好地层10-15min，致密地层时间较长。
如压力难以平稳，当其上升很缓慢后即可取值。
如钻具装上了回压凡尔，关井后立管表上读不出压力，可在关井条件下，用泵以很小排量想钻柱内缓慢注入泥浆，顶开回压凡尔。
当套压有明显升高时（节流器不能打开），停泵，同时读立管压力。
如读立管压力时套压已上升一个值，则在读的立管压力值上减去套压的增值即为关井立压。
P d=P d’-（P a’-P a）P d’-套压有明显升高停泵前立压P a’-停泵前压P a-关井套压P d-关井立压2、压井泥浆密度ρm1=ρm+102P d/Hρm1-压井用泥浆密度，g/cm3ρm-原浆密度，g/cm3P d-关井立管压力，MPaH-井深，m3、重浆由井口到钻头时间T=HV/（60Q）H-井深（钻柱长），mV-钻柱每米内容积，l/mQ-循环排量，l/m二、井内压力平衡1、压力平衡关系2、波动压力计算三、循环管路压力降循环管路压力降由钻杆内、钻铤内、钻杆外环空和钻铤外环空以及地面管汇各部分压力降组成的。
目前计算管内和环空循环压力降公式很多，不同泥浆流型、流态有各自不同的计算公式。
有些公式十分繁杂，计算不方便，并且各公式在不同地区、不同情况下的准确性不同，下面公式为半经验公式被现场证实为比较可靠而又较简单的计算公式。
1、管内循环压力降ρ0.8η0.2Q1.8P i=0.12 ·Ld4.8P i-管内循环压力降,Mpaη-泥浆塑性粘度,mpa·sL-管路长度,md-管路内径,cm2、环空循环压力降ρ0.8η0.2Q1.8P0=0.12 ·L（D h-D p）3（D h+D p）1.8P0-环空循环压力降,Mpaη-泥浆塑性粘度,mpa·sL-管路长度,md-管路内径,cmD h-井眼直径，cmD p-钻具直径，cm对于上述两式中塑性粘度η值，如用清水钻进，由于无法测得其塑性粘度，可以用η=3.2代入，近似计算。
环空压力定义
环空压力定义
环空压力是指钻井过程中，各层套管之间的环形空间的压力。
它主要由以下几部分组成：
1.静液柱压力：这是由钻井液的重量所产生的压力。
2.动压力：这是由钻进时激动、抽吸以及钻柱转动、钻柱加速或者起下钻时
钻柱减速的惯性压力、破胶的附加压力、循环钻井液的压力损失、岩屑
床、井眼形状改变、流体溢出或漏失等产生的压力。
环空压力在钻井工程中具有重要的作用，它可以帮助监测地层变化情况，并保证钻井安全。
在钻井过程中，环空压力的变化可以反映地层的变化情况，例如出现天然气或环空保护液等。
同时，环空压力也是保证钻井安全的重要参数之一，需要实时监测和调整。
因此，在石油工程中，环空压力是一个非常重要的概念，需要深入理解其定义和作用，以便更好地进行钻井工程设计和操作。
基于井内实时水力学模型的环空压力计算及分析
基于井内实时水力学模型的环空压力计算及分析士气高昂的石油勘探和开采是一项重要的工作，借助于技术革新和进步，现在有了计算机技术来改善勘探和开采的效率。
在石油勘探和开采过程中，空井压力是石油勘探和开采过程的重要参数，决定着开采的收获程度。
因此，对于空井压力进行有效控制和准确计算是十分必要的，这就要求我们建立一个准确可靠的基于井内实时水力学模型的环空压力计算模型。
一般来说，空井压力是由因素如温度，压强，流量等影响的，而在井下空间断层可影响空井压力的分布。
因此，建立一个准确的计算空井压力的模型，必须要考虑井下空间断层的影响。
基于井内实时水力学模型的环空压力计算模型，正是借助这种考虑断层的水力模型的基础上构建的一个能够计算空井压力的模型。
首先，在建立空井压力计算模型之前，必须对井筒内部进行精确测量，以便建立精确的井下空间几何模型。
其次，借助精确的几何模型，在计算过程中要给出一套可以建模的水力学公式，如布朗-费尔斯特公式。
最后，根据水力学公式就可以计算出空井压力在各个位置的分布和变化，也就是模拟得出空井压力在不同条件下的分布规律。
除此之外，基于井内实时水力学模型的环空压力计算模型，还可以增加空井压力计算模型的准确度和实用性，以达到更高水准的准确性。
由于环空压力计算模型考虑了井下空间断层的影响，因此在实际应用中可以得到更准确的结果，为更有效的石油勘探提供了有力的支持。
至此，我们就可以得出结论，建立基于井内实时水力学模型的环空压力计算模型，能够更准确的计算空井压力，从而更有效的指导石油勘探和开采。
然而，此模型还存在许多问题，如所考虑的因素较少，以及误差较大，等等。
因此，未来还需要对其进行改进和完善，以提高技术水平和准确性，以期实现更有价值的勘探和开采。
总之，建立基于井内实时水力学模型的环空压力计算模型，是石油勘探和开采过程中重要的参考因素，同时也为实现有效的勘探和开采提供了可能性。
此外，未来还需要不断完善此模型，使其更为准确！。
基于井内实时水力学模型的环空压力计算及分析
基于井内实时水力学模型的环空压力计算及分析引言：井控是石油工程中非常重要的环节，其中环空压力是井控设计和操作的关键参数之一、准确计算环空压力对于确保井控工作的安全和高效至关重要。
本文将介绍一种基于井内实时水力学模型的环空压力计算方法，并对其进行分析。
一、井内实时水力学模型井内实时水力学模型是指通过对井内流体的动力学特性进行建模和模拟，来预测井内流体的流动情况及压力变化的数学模型。
井内实时水力学模型通常基于流体力学方程和特定的边界条件，利用数值计算方法进行求解。
通过不断更新井内实时水力学模型的输入参数和状态变量，可以实时预测井内流体的流动情况和压力变化。
在井控操作中，将实时水力学模型与现场监测数据相结合，可以实时跟踪和计算环空压力。
二、环空压力计算方法1.收集井筒参数和流体特性数据：收集井筒相关参数，如井深、井眼尺寸、钻柱参数等，以及流体特性数据，如钻井液密度、粘度等。
2.建立井内水力学模型：根据收集到的井筒参数和流体特性数据，建立井内水力学模型。
水力学模型通常基于连续流动和脉动流动的流体力学方程，如黏性流体连续性方程、动量方程、能量方程等。
3.设定边界条件：设定模型的边界条件，包括环空口、井底、钻柱与井壁之间的流体流动关系等。
4.数值求解：利用数值计算方法对井内水力学模型进行求解，得到实时的井内流体流动情况和压力变化。
5.更新井内实时水力学模型：根据实时监测数据，不断更新井内实时水力学模型的输入参数和状态变量。
这些监测数据通常包括环空流入流量、环空流出流量、钻井液泵压等。
6.计算环空压力：根据更新后的井内实时水力学模型和现场监测数据，计算环空压力。
根据流体动力学原理，环空压力等于环空口处流体的动能加上压力能。
三、环空压力分析通过对环空压力进行分析，可以评估井控工作的安全性和可行性。
环空压力过高可能导致井壁破裂或井涌等危险情况的发生，而环空压力过低则可能导致井口冒泡或流失井液等问题。
通过对环空压力进行实时监测和计算，可以及时发现异常情况，并采取相应的措施进行调整和控制。
小井眼钻井环空压耗计算与分析
小井眼钻井环空压耗计算与分析
摘要：
本文旨在通过分析小井眼钻井环空配件压力损失，以制定合理的配件组合，为小井口钻井提供有效的参考与支持。
针对小井眼钻井，采用扩容计算方法计算环空多端口的压力损失，并根据分析结果分别计算环空中的所有管件截面形状的压力损失。
结果表明，在静压下，若油管及其配件口径大，压力损失就小，否则压力损失就大；而在动压下，环空多重端口的压力损失主要受流速的影响，流速越快，压力损失越大，可以在流速相当的情况下，口径越大，压力损失越小。
因此，为了降低压力损失，应考虑采用尽可能大的管件口径，以减少环空内的压力损失。
关键词：小井眼钻井环空，压力损失，口径，扩容法
1、引言
随着国内石油行业的发展，小井眼钻井越来越受到重视。
小井眼钻井环空是石油井段的重要组成部分，其中环空配件的选取往往决定井段的效率。
环空压力损失是钻井工程必须之考虑因素，环空配件的选取除了考虑抗爆、抗腐蚀、安全性等因素外，还应考虑压力损失，有效地把握住其压力损失，以保证钻井环空的运行效率。
因此，本文将针对小井眼钻井环空进行压力损失的计算和分析。
基于井内实时水力学模型的环空压力计算及分析
基于井内实时水力学模型的环空压力计算及分析油气井的实时水力学模型是在油气开采时，以实时确定井空压力为基础，通过对表征油气流动的多个参数的实时跟踪，模拟油井空腔的温度和压力，将实验数据和多种模型计算技术相结合，为油气井的产能和注水控制提供有效依据。
简单地说，实时水力学模型是油气井中空间流动能力的精确反映以及产量预测的有效工具。
1. 环空压力计算原理环空压力计算是实时水力学模型的重要组成部分，其计算原理为：油气井内形成了一个复杂的水体和气体系统，空腔内部分注水压力即为环空压力，油气井的环空压力决定了油气的有效采收程度，它的高低在一定程度上还影响着油气的稳定性和产量。
2. 基于实时水力学模型的环空压力计算基于实时水力学模型，可以更好地分析油气流动，以精确地计算出井空压力，更加有效地模拟油气有效采收程度。
（1）对油气井空腔进行均等化分区，根据不同起犁点的温度和压力，计算出油气流量及时间；（2）根据水力模型解，计算油气排量量及分布变化，从而确定油气井空腔的温度和压力；（3）计算出空腔内的环空压力，进而更准确地预测油气有效采收程度；（4）对井空压力计算结果进行分析，探究环空压力变化情况，有助于更好地掌握油气井空腔中流体变化的规律，实现油气有效采收程度的有效控制。
3. 通过实时水力学模型计算环空压力的优势（1）精确可靠：它能精确地计算出油气井空腔中的温度和压力--即环空压力，可以更准确地预测油气有效采收程度；（2）节省人力：通过实时水力学模型计算环空压力，不仅能有效地替代传统的实验手段，大大节省了人工成本；（3）加强预测：实时水力学模型能够实时跟踪油气井密壁变化状况，对油气流动的多个参数进行实时跟踪，实现更有效的油气井有效采收程度预测。
综上所述，基于实时水力学模型的环空压力计算是实时水力学模型的重要组成部分，它能精确地计算出油气井空腔中的温度和压力--即环空压力，有助于更准确地预测油气有效采收程度，大大节省了人工成本并能更好地掌握油气流动的规律。
气体钻井井底压力影响因素分析
气体钻井井底压力影响因素分析闫铁;陈勋;毕雪亮;孙士慧【摘要】Bottom-hole pressure control is the core of gas drilling technology. Based on model Cuo, differential iterative method is used to acquire downhole pressure. The algorithm was realized through program, the influence factors, such as gas injection rate, back pressure, depth, rate of penetration(ROP), and wellhole enlargement, were analyzed. The results show that, with the gas injection rate, back pressure, depth, ROP increases, the annular bottom-hole pressure gradually increasing; with the wellhole enlargement increases, the annular bottom-hole pressure gradually decreaseing. The result can be used to provide foundation for the optimization design and the well control theory in gas drilling.%井底压力控制是气体欠平衡钻井技术的核心,该文在Guo模型的基础上,采用微分迭代的方法求解井底压力.考虑气体注入速率、井口回压、井深、机械钻速和井径扩大率对井底压力的影响,并利用编制的计算程序进行模拟.模拟结果表明,随着气体注入速率、井口回压、井深、机械钻速的增大,环空井底压力逐渐升高;随着井径扩大率的增大,环空井底压力逐渐降低.计算为气体钻井设计和井控理论研究提供了一定的依据.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(000)025【总页数】4页(P6045-6048)【关键词】气体钻井;井底压力;井口回压;井径扩大【作者】闫铁;陈勋;毕雪亮;孙士慧【作者单位】东北石油大学提高油气采收率教育都重点实验室,大庆163318;东北石油大学提高油气采收率教育都重点实验室,大庆163318;东北石油大学提高油气采收率教育都重点实验室,大庆163318;东北石油大学提高油气采收率教育都重点实验室,大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TE242.6由于气体钻井具有提高机械速、保护油气层、减少井的漏失、延长钻头寿命、井眼清洁、利于环保、防斜打快、降低成本等优势得到广泛应用［1—3］。
利用气井环空气柱压力计算井底压力新方法的研究与应用
=×10 - 2 pavgγg L (1. 8 tavg + 491. 67) Z
(8)
在用计算机法求解式 (8) 时 ,需解决天然气偏差
系数的数学解析计算方法 。实践中 , 无论是采用
Gopai V . N . 在文献〔2〕中提出的 Standing - Katz 关
系曲线拟合法 ,或由 Yarboronghl 和 Hall K. R. 以及
排水采气工艺的设计中最具实用意义和推广价值 ,
因为大多数气举装置 ,都是用随井深深度增加而增
加的环空气柱压力而进行设计的 。
将式 (7) 代入式 (1) ,并当 L = L i 时令气井的井 底压力为 pbbf ,我们就可得到利用气井套管环空气 柱压力精确计算井底压力的数学模型为 :
pbbf = pts + pg @L
环空气柱压力精确求解气井井底压力的数学模型 。
在以往类似数学模型求解时 ,常以邻井的气井井底
压力资料或不考虑温度变化与天然气压缩性影响 ,
令 Z = 1 为计算 pbbf赋初值 ,且求解程序繁琐 ,计算 工作量大 ,显得不尽合理 ,特别是对无邻井压力资料
的井的求解带来一定困难 。为此 ,本文在近似求解
模型 。如某气井 ,已知其井深尺寸为 L = L i = 1 524 m , pavg = 6. 55 M Pa , tavg = 50 ℃,γg = 0. 65 ,在 pavg 、 tavg条件下的天然气偏差系数 Z = 0. 9 ,代已知系数
入式 (7) ,则可求得此时套管环空气柱对井底形成的
压力为 :
tavg 、℃表示的法定单位 ,则有 :
pg
@L i
=
1. 875 ×10 - 2 ×3. 280 8 pavgγg L i (1. 8 tavg + 491. 67) Z
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（ ）
由理想 气体 状态 方程 和质量 守恒 定律 知
基金项 目 ： 国家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 （ ７ ９ ３计 划 ） 目 （０ ０ Ｂ ２ ７ ３ ； 项 ２ １ Ｃ ２ ６ ０ ） 国家 自然 科 学 基 金 （ ０ ７ ｜ ０ ５ ９４ ３ ）
项 目 ： 中 央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 专 项 资 金 （０ Ｘ ３ １Ａ） 资 助 ； 四 川 石 油 钻 井 工 艺 技 术 研 究 院 项 目 １Ｃ ００ １
ｌ一 ：ｒ——ｈ２ —ｌ一—７＋—— ｏ —一 下—３ｔ—一 互 —２ ＋７ ｔ —— ３ ＋
Ｗｔ ×
＼ （ ９ ， ）
（０ １）
ｔ＝ ， 日 ＾ｔ ＋
式 中
—— 井 Ｈ绝 对温度 ， Ｋ
— —
｛ ［ １ ＋
Ｗｔ ×
㈩
井底 绝对 温度 ， Ｋ
ｔ ， —— 井 口温度 ， ｏ ｃ
ｔ —— 井 底温 度 ， ℃
规定 系数 如下
｛［ ｎ １ ＋
Ｊ 』 （ ５ ）
且 ｇ￣Ｑ ２ Ｔ ｇ Ｐ
Ｐ
ｃ
五 ． ２ （ ｔ［１ ２ ２） ｇＤ ）＇ ＂ 一 】 １
１ ０２ ） ３ ０ ６
摘要 ： 由于 空气 钻 井 采 用 具 有 极 大 压 缩 性 的 空 气 作 为 循 环 介 质 ， 循 环 系统 的 其 压 力 变 化 与 传 统 钻 井方 式 相 比有 很 大 区 别 。从循 环 系统 的压 力 分 布 人手 ， 过 优 化 通 理 论 模 型 等手 段 ， 导 出 环 空 压 力 计 算 模 型 ， 求 解 出 环 空 压 力 随 深 度 变 化 的通 用 推 并 解 。采 用 Ｃ语 言 编 程计 算 ， 到 压 力 Ｐ随 井 深 Ｈ 变 化 数 据 ， 制 出 Ｐ Ｈ 曲线 ， 纳 得 绘 － 归
‰ ｘ 商
４
（ 产 １． ２ 矗） ） ｆ １ ＋１ １ ４ Ｊ Ｚ
其 中 ， 环 空 表 面 的 绝 对 粗 糙 度 ，＝ ｅ为 ｅ
０ ０ ５ ４ ｄ为 当量 直 径 ，在 环空 处计 算公 ． １ ２ ｍ； ０
３
一
１ ＾
式为 ｄ ：
⑧ 绝对 平均 温度 。 ，
的重 要分 支 ， 与传 统 钻井 液 钻 井相 比具 有 高 钻速 、 护 油气 层 、 保 降低 成本 等 优 势 ， 已成 功 应 用 于 开发 浅层 天 然 气和 煤 层 气 中【 ］ 工 １， －其 ２ 作原 理是 以压缩 空气 为 主的钻井 循环 流体 沿 钻杆 内壁 到达井 底 ， 却钻 头 ， 携带 钻头 钻 冷 并
如下 ［（） 井钻 进 ： ） 考 虑温 度 变化 的影 ３ １直 １ ： （不 ２
响 ： ） 略岩 屑 颗粒 和设 备器 壁 的 端末 效 应 （忽 ３ 影 响 ； ） 进 中循环 空 气 满 足理 想 气体 状 态 （钻 ４ 方程 ； ） 空 内处于 紊流 完全粗 糙 区 ； ） （环 ５ （ 不考 ６ 虑钻 柱 旋 转 的影 响 ： ） 压缩 气 体 与不 可 压 （可 ７ 缩 气 体 均 匀 的混 合 在 一 起 并 以 相 同 速 度 流
进产 生 的岩屑沿 环空 上返 至地表 。该 项技 术
动 ：（） ８当固体 岩屑 混入气 液 流时 ，假定 在大
小 、 度 上一 致的 岩 屑能 一 直 的分 布 于气 液 密
流中。
具有 机械钻 速 高等优 点 ， 低压 、 在 低渗 地层 等
非常 规油气 藏 的勘探 开发 中具有 显著 的技 术
优势 ， 应用 前景 较为广 阔『 ３ ｉ 。
２ 计 算 推 导
由空气 压 缩 机输 出 的压缩 气 体 ， 地 表 沿 进 气 管进 人 钻具 开 始孔 内循 环 ， 达 孔底 后 到 携 带 钻 头 钻 进 产 生 的岩 屑沿 环 空 上 返 至 地
由 于气 体具 有 可 压缩 性 ， 常规 泥 浆 钻 井 的有 关理 论对 空气钻 井 而言 己不适用 。空 气
流 动 中随 而 变 化 ，固体 岩 屑体 积 忽 略不
计 。其 关系 式可表 示 为
钻井 的设 计 、 备选 型 、 设 工艺参 数优 化提供 理
论保 证 和技术 支持 。
１ 基 本 假设
结 合 空气 钻 井 技术 特 点 ， 型基 本 假 设 模
ｄ ｆ ｐ ｊ ＝ ＋
］ ｄ
出 空气 钻 井 中压 力 随 井 深变 化 规 律 ， 空气 钻 井 中 主要 参 数 的计 算 提 供 理 论 依 据 。 为
关键 词 ： 气 钻 井 ； 空 ： 力 ： 算 模 型 空 环 压 计 中 图分 类 号 ： Ｅ ４ Ｔ ２２ 文 献 标 识码 ：环钻 井技 术是 欠平 衡钻 井技 术
钻井 在 国 内刚 刚起 步 ， 多理论 分析 、 很 计算 方
法 尚未形 成 。面对 空气 钻井 的 日益发展 壮
大， 急需 开展空 气钻 井理论 方 面研究 ， 空气 为
表， 完成循 环 。在井 内某 一深 度处 取微 元体 ，
建 立微分 方程［ 压力 梯度 如 ， 两相 流 向上 ４ １ 。 在
空气钻井环空压力计算模型
朱 丽红 ， 刘建 林 。殷 ，
（． 国石 油 大 学 石 油 工 程 学 院 ， 东 １中 山
３吉 林 大 学 建 设 工 程 学 院 ， 林 ． 吉
琨 。黄 ，
长春
勇。
西安 ７０５ ； １０４
青 岛 ２ ６ ５ ；． 国煤 炭 科 工 集 团 西 安 研 究 院 ， 西 ６ ５ ５ ２中 陕
（０ ６ ２ ０ ０ ３ ３ ２ ０ ２ ０１ ０ ０ ４ ５）
作 者 简 介 ： 丽 红 （９ １ ）女 ， ｔ 新 泰 人 ， 师 ， 士 ， 朱 １８ 一 ， ｌ东 ｉ 讲 博 主要 从 事 油 气 外 工 程 方 面 的教 学 与 科 研 工 作 。
凿 岩 机械 气 动 工 具 ，０ １ ４ ２１（）