超高密度油基钻井液井筒循环温度场模型研究

作者：阮彪; 黄鸿; 徐新纽; 甘仁忠; 张伟; 杨虎^*

来源：石油机械, 2021, 49(11): 10-16.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2021.11.002

• 高温深井
• 油基钻井液
• 循环温度
• 数学模型
• 内热源
• 准噶尔盆地

现有井底压力模型假设钻井液循环温度为地层温度,其计算结果存在较大误差。为了准确计算钻井液循环温度,基于固-液热传导能量与物质守恒定律,建立了油基钻井液井筒循环温度场模型。以准噶尔盆地南缘高探1井油基钻井液为例,采用多组分复合方程求取高密度油基钻井液的各项热物理参数,同时考虑窄间隙环空高速钻井液循环摩阻产生的内热源项,利用有限差分数值方法求解井筒-地层-流体系统内钻井液的循环温度模型。研究结果表明:钻井液循环温度的主要影响因素为钻井液排量和密度,钻井液排量变化表现出摩擦增热与循环冷却两种相反的热效应,当排量超过临界值后,高速流体摩擦内热源明显增加;钻井液的热物理参数与固相体积分数呈正相关,导致钻井液温度随密度增大而升高;高探1井的模型计算值与实测值误差极小,证明该模型具有合理性和适用性。研究结果可为井底当量密度的准确计算和井底压力的有效控制提供科学依据。

• 单位
  中国石油大学（北京）