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在窄环空间隙中下套管、小井眼钻进、深水钻进和长水平段水平井钻进等作业中,精确的波动压力计算模型是准确预测井底压力,避免井涌、井漏、井壁失稳等井下复杂情况发生的前提。现场常用的波动压力预测模型如Burkhardt模型和Schuh模型是针对于同心环空而建立的,而在水平井的斜井段和水平段,受重力因素和岩屑床的影响,会导致管柱在环空中处于偏心的位置。偏心环空和同心环空中波动压力的计算方法不同,采用传统的波动压力计算方法会使得对于水平井井底波动压力的预测偏大。针对以上问题,本文建立了适用于水平井的稳态和瞬态波动压力计算模型。本文首先从影响波动压力计算的因素出发,分析了在水平井的水平段偏心度对波动压力的影响;提出了钻井液流变参数拟合与流变模式优选的改进的黄金分割算法;分析了不同的钻柱工作状况下环空中流体的速度分布;并分析了钻杆接头、钻井液的静切力以及管柱加速度对波动压力的影响。其次,针对水平井井筒中流体的稳态和瞬态流动状态,分别建立了波动压力的计算模型,在模型建立的过程中,考虑了不同的偏心度、钻井液流变模式和管柱工作状况。对模型的合理性进行了验证,其中,4参数流体分别在同心环空中和偏心环空中流动的稳态波动压力计算模型的计算结果和前人测量的多组实验数据的误差基本都在10%以内;瞬态波动压力模型计算结果同Burkhardt和Clark各自测量的两口井的现场测量数据的最大误差分别为11.5%和9.93%。最后,根据所建立的水平井中波动压力计算模型,利用Matlab语言编制了波动压力计算软件,并通过实例计算对波动压力计算模型的参数敏感性进行了分析。分析结果表明:井底波动压力随着偏心度的增加而降低,完全偏心时可降低50%左右;波动压力随着造斜点深度、管柱运行深度、管柱运行速度和加速度等参数的增加而增加;下钻时,井底波动压力随泵排量的增加而增加;起钻时,井底抽汲压力随泵排量的增加而减小。在现场钻井作业中应充分考虑这些因素对波动压力的影响,最终将起下钻速度限定在软件计算出来的最大起下钻速度之内。