小井眼固井顶替效率研究
摘要
本文用严格数学物理方法，结合室内实验，对小井眼固井顶替过程进行了研究，推出适合计算机运算的偏心环空中液体层流运动方程组，编制了计算机程序，可实际计算偏心环空中顶替液的速度和流量，绘出场分布。在顶替实验装置上对小井眼顶替过程的流动状态进行了观察与测量，深入研究了偏心环空窄侧泥浆边界层的滞留机理，提出了“泥浆滞留线”及“泥浆滞留线上升速度”的概念，给出了提高小井眼固井顶替效率的途径和方法。为进一步研究固井顶替效率机理及固井施工计算机仿真模拟提供了依据。
In the thesis, by researching the cementing substitution process in slimhole based on strict methods of mathematical physics, the equations of laminar flow in an iccenttric annulus that fit for calculating with computer are derived. The corrspponding programs for calculating the velocity and flowrate of substitutive liquid and plotting the distribution field in the iccentric annulus are also given.By the experimental equipment the flow rate of substitution can be directly observed and measured.The mechanism of hysteresis effect of mud flow in the narrow side of the iccentric annulus has been deeply studied, hysteresis line and the rising velocity characterizing the phenomenon are defined and measured-Several methods to improve cementing substitution efficiency in slimhole are given,which provide basis for furtlor researching cementing substitution theory and computer imitation in cementing construction.
In the thesis, by researching the cementing substitution process in slimhole based on strict methods of mathematical physics, the equations of laminar flow in an iccenttric annulus that fit for calculating with computer are derived. The corrspponding programs for calculating the velocity and flowrate of substitutive liquid and plotting the distribution field in the iccentric annulus are also given.By the experimental equipment the flow rate of substitution can be directly observed and measured.The mechanism of hysteresis effect of mud flow in the narrow side of the iccentric annulus has been deeply studied, hysteresis line and the rising velocity characterizing the phenomenon are defined and measured-Several methods to improve cementing substitution efficiency in slimhole are given,which provide basis for furtlor researching cementing substitution theory and computer imitation in cementing construction.
引文
[1] R. M. Beirute, P. R. Cheung“防气窜水泥配方的实验室试验方法”，SPE19522《美国石油工程师学会年会论文选择》1990，P231
[2] 周凤石，偏心环隙流动的基本特征及其对钻井的影响，《石油钻采工艺》，1983年第3期。
[3] 沈仲崇、刘鹤年。非牛顿流体力学及其应用，北京，高等教育出版社，1989
[4] 郑永刚、郝俊芳。偏心环空紊流注水泥顶替理论研究，石油学报，1994年第3期．
[5] 郑永刚、非牛顿流体偏心环空紊流流动及顶替机理，第二届北京国际流体力学会论议文集，1993
[6] J. P. Plank et al．S K W Chemicals inc．《聚合物降滤失剂在钻井泥浆饼中的形象》，国外钻井技术，1992年第8期
[7] 赵仁宝、崔海清、李邦达。Robeason-Stiff 流体环空螺旋流的解析解。大庆石油学院学报，1994年第1期
[8] 崔海清、张海桥。幂律液体环形空间螺旋流的视粘度和速度分布，大庆石油报，1984年第3期
[9] 刘永建、陈家琅、姜淑卿。同心环空中宾汉液体结构流及其稳定性。大庆石油学院学报，1992年第3期
[10] Howard, G. C. and Clark, J. B. "Factors to be considered in obtaining proper cementing of casing". Drilling and Production Practices, API(1948),257-272
[11] Parker, P. N., Ladd, B. J., Ross, W. M. and Wahl, w. W.." An evaluation of a primary cementing technique using low displacement rates,"SPE1234", Presented at the 40th Annual Meeting of SPE, Denver(3-6 october1965)
[12] Clark, C. R. and Carter, L. G. "Mud displacement with cemet slurries", JPT(July 1973),775-783
[13] 岳湘安、陈家琅，非牛顿流体流动的稳定性参数Y及其应用。水动力学研究与进展，1987年第3期
[14] 张海桥、崔海清。幂律液体圆管螺旋流的解析解，大庆石油学院学报，1990年第1期
[15] 张海桥、崔海清，幂律液体圆管螺旋流的解析解，大庆石油学院，1990年第1期
[16] 翟应虎、刘希圣，纯粘性流体环空螺旋流层流流场的理论分析，华东石油学院学报，1985年第3期
[17] 翟应虎、刘希圣，环形空间幂律流体螺旋流层流流场性质的分析，华东石油学院学报，1985年3期
[18] 岳湘安、陈家琅、黄匡道，幂律流体在偏心环形空间中轴向层流的速度分布，水动力学研究与进展，1988年第3期
[19] 岳湘安、郝江平，非牛顿流体在环空间轴向层流的精确解，水动力学研究与进展，1986年2期
[20] 张海桥，宾汉液体和幂律液体偏心环空层流螺旋流的流量与压降计算，大庆石油学院学报，1992年1期
[21] Tao L. N. and Donova, W. F.: "Though Flow in Concentric and Eccentric Annuli of Fine Clearance with and without Relative Motion of the Boundaries", Trans. ASME, Nov, 1955,P1291
[22] L yoho, A. W.: An Accurata Slot-Flow Model for Non-Newtontian Fluid Flow through Eccentric Annuli".
[23] Heyda, J. F.: "A Green's Function Solution for the Case of Non-Concentric Circular Cylinders", J. Frankin Inst., Jam. 1959,P25
[24] Redberger, RJ. and Cl 参考文献 taining a Fixed Eccentric Core", Canada J. Chem. Eng., Aug, 1962,P148
[25] 吴疆。偏心环空中非牛顿液轴向层流流动规律，石油钻采工艺，1985年2期
[26] 大庆石油学院，泥浆在偏心环空中流动规律的研究，大庆石油管理局科研成果筌定材料，1988
[27] 陈静惠、钟鑫、田继安、陈家琅，宾汉液体在偏心环空中的层流初探。大庆石油学院学报，1987年第1期
[28] 姜淑卿、林登元。长森液体在偏心环空中的层流。大庆石油学院学报，1987年第4期
[29] 陈家琅、刘永建。固井偏心环空最窄间隙的极限允许宽度，大庆石油学院学报，1987年第4期
[30] 杜询。连续介质力学引论，清华大学出版社
[31] 钱伟长等。弹性标体的钮转理论，科学技术出版社
[32] B. Y. Ballal and R. S. Rivlin Flow of a viscoelastric fluid between eccentric cylinders Ⅱ. Poisenille flow, Rhoe(Acta1979)
[33] Haut, R. C and Crook, R. J.: "Laboratory Investigation of Lightweighe Low viscosity cementing Spacer Fluids", JPT(August 1982), 1823-1833
[34] 王亦群，硕士学位论文(1993)
[35] 张廷芒，计算流体力学。大连理工大学出版社，1992
[36] 杨智光、徐永辉等，适用于小井眼的低摩阻水泥外加剂，钻井液与完井液，1997年第3期
[37] 陈文芳，非牛顿流体力学，科学出版社，1984
[38] 崔海清，石油工程中的非牛顿流体管流，石油工业出版社，1994
[39] 崔海清等，工程流体力学，石油工业出版社，1995
[40] Cui Haiqing, Calculation and analysis of fluid in well cementation second interface, SPE29940, 2000
[41] Clark, C. R. Mud dispacement mechanica in Primary cementing. SPE1488
[2] 周凤石，偏心环隙流动的基本特征及其对钻井的影响，《石油钻采工艺》，1983年第3期。
[3] 沈仲崇、刘鹤年。非牛顿流体力学及其应用，北京，高等教育出版社，1989
[4] 郑永刚、郝俊芳。偏心环空紊流注水泥顶替理论研究，石油学报，1994年第3期．
[5] 郑永刚、非牛顿流体偏心环空紊流流动及顶替机理，第二届北京国际流体力学会论议文集，1993
[6] J. P. Plank et al．S K W Chemicals inc．《聚合物降滤失剂在钻井泥浆饼中的形象》，国外钻井技术，1992年第8期
[7] 赵仁宝、崔海清、李邦达。Robeason-Stiff 流体环空螺旋流的解析解。大庆石油学院学报，1994年第1期
[8] 崔海清、张海桥。幂律液体环形空间螺旋流的视粘度和速度分布，大庆石油报，1984年第3期
[9] 刘永建、陈家琅、姜淑卿。同心环空中宾汉液体结构流及其稳定性。大庆石油学院学报，1992年第3期
[10] Howard, G. C. and Clark, J. B. "Factors to be considered in obtaining proper cementing of casing". Drilling and Production Practices, API(1948),257-272
[11] Parker, P. N., Ladd, B. J., Ross, W. M. and Wahl, w. W.." An evaluation of a primary cementing technique using low displacement rates,"SPE1234", Presented at the 40th Annual Meeting of SPE, Denver(3-6 october1965)
[12] Clark, C. R. and Carter, L. G. "Mud displacement with cemet slurries", JPT(July 1973),775-783
[13] 岳湘安、陈家琅，非牛顿流体流动的稳定性参数Y及其应用。水动力学研究与进展，1987年第3期
[14] 张海桥、崔海清。幂律液体圆管螺旋流的解析解，大庆石油学院学报，1990年第1期
[15] 张海桥、崔海清，幂律液体圆管螺旋流的解析解，大庆石油学院，1990年第1期
[16] 翟应虎、刘希圣，纯粘性流体环空螺旋流层流流场的理论分析，华东石油学院学报，1985年第3期
[17] 翟应虎、刘希圣，环形空间幂律流体螺旋流层流流场性质的分析，华东石油学院学报，1985年3期
[18] 岳湘安、陈家琅、黄匡道，幂律流体在偏心环形空间中轴向层流的速度分布，水动力学研究与进展，1988年第3期
[19] 岳湘安、郝江平，非牛顿流体在环空间轴向层流的精确解，水动力学研究与进展，1986年2期
[20] 张海桥，宾汉液体和幂律液体偏心环空层流螺旋流的流量与压降计算，大庆石油学院学报，1992年1期
[21] Tao L. N. and Donova, W. F.: "Though Flow in Concentric and Eccentric Annuli of Fine Clearance with and without Relative Motion of the Boundaries", Trans. ASME, Nov, 1955,P1291
[22] L yoho, A. W.: An Accurata Slot-Flow Model for Non-Newtontian Fluid Flow through Eccentric Annuli".
[23] Heyda, J. F.: "A Green's Function Solution for the Case of Non-Concentric Circular Cylinders", J. Frankin Inst., Jam. 1959,P25
[24] Redberger, RJ. and Cl 参考文献 taining a Fixed Eccentric Core", Canada J. Chem. Eng., Aug, 1962,P148
[25] 吴疆。偏心环空中非牛顿液轴向层流流动规律，石油钻采工艺，1985年2期
[26] 大庆石油学院，泥浆在偏心环空中流动规律的研究，大庆石油管理局科研成果筌定材料，1988
[27] 陈静惠、钟鑫、田继安、陈家琅，宾汉液体在偏心环空中的层流初探。大庆石油学院学报，1987年第1期
[28] 姜淑卿、林登元。长森液体在偏心环空中的层流。大庆石油学院学报，1987年第4期
[29] 陈家琅、刘永建。固井偏心环空最窄间隙的极限允许宽度，大庆石油学院学报，1987年第4期
[30] 杜询。连续介质力学引论，清华大学出版社
[31] 钱伟长等。弹性标体的钮转理论，科学技术出版社
[32] B. Y. Ballal and R. S. Rivlin Flow of a viscoelastric fluid between eccentric cylinders Ⅱ. Poisenille flow, Rhoe(Acta1979)
[33] Haut, R. C and Crook, R. J.: "Laboratory Investigation of Lightweighe Low viscosity cementing Spacer Fluids", JPT(August 1982), 1823-1833
[34] 王亦群，硕士学位论文(1993)
[35] 张廷芒，计算流体力学。大连理工大学出版社，1992
[36] 杨智光、徐永辉等，适用于小井眼的低摩阻水泥外加剂，钻井液与完井液，1997年第3期
[37] 陈文芳，非牛顿流体力学，科学出版社，1984
[38] 崔海清，石油工程中的非牛顿流体管流，石油工业出版社，1994
[39] 崔海清等，工程流体力学，石油工业出版社，1995
[40] Cui Haiqing, Calculation and analysis of fluid in well cementation second interface, SPE29940, 2000
[41] Clark, C. R. Mud dispacement mechanica in Primary cementing. SPE1488
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |