喷射下导管钻井技术优化研究

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传统导管作业通常采用钻孔、下导管然后固井的方式。而海洋钻井中,由于存在海底浅部地层比较松软,泥线不稳定等问题,传统的下导管作业方式不再适合海上深水作业。目前涌现出的喷射下导管钻井技术能较好的解决传统下导管作业不能解决的问题。本文基于喷射下导管钻井技术在海洋钻井中的应用,对导管入泥深度和钻压排量等喷射下导管的关键参数优化方法进行了研究,主要内容及成果如下:(1)建立了海底浅部地层破裂压力计算模型,根据已知的相关海底土参数可以对海底的最小压力梯度进行计算;建立了喷射下导管最小入泥深度模型和悬挂导管时的入泥深度模型,利用所建立的模型进行了计算并对比分析了喷射下导管的成功现场案例,结果表明:最小入泥深度模型计算出的静置时间能够指导现场作业,确定解脱送入工具CADA解脱的最短时间;利用悬挂导管时的入泥深度模型,得出在静置时间后的入泥深度,考虑实际工况,验证导管下入深度的合理性,并最终确定入泥深度。(2)分析了钻压和排量的对喷射下导管钻井的影响,建立了钻压优选理论计算模型和钻压计算简化模型,并结合现场数据进行了相关计算,验算结果表明利用简化模型计算出的钻压满足了理论计算;研究了喷射下导管水力喷射钻进机理,确定出了嘴小排量计算方法,进行了排量优化试验,试验得出结论与现场使用排量控制方法基本一致,验证了试验结论的正确性。(3)根据本文建立的地层破裂压力模型、入泥深度模型和钻压排量模型,编写了喷射下导管钻井参数优化软件。该软件可以为喷射下导管钻井施工提供参考依据,包括海底浅层地层压力梯度的计算,入泥深度和优化钻压、排量等参数的计算,并提供相对应的计算结果曲线。
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