深水固井循环阶段井筒温度场预测模型研究

作     者：刘金璐 李军 柳贡慧 李辉 杨宏伟 LIU Jinlu;LI Jun;LIU Gonghui;LI Hui;YANG Hongwei

作者机构：中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 

出 版 物：《石油钻探技术》 (Petroleum Drilling Techniques)

年 卷 期：2024年第52卷第4期

页      面：66-74页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金重大科研仪器研制项目“钻井复杂工况井下实时智能识别系统研制”(编号:52227804) 国家自然科学基金联合基金项目“特深井复杂温压场测量与井筒压力剖面控制基础研究”(编号:U22B2072)联合资助 

主　　题：深水固井 温度场 钻井液循环 注水泥 井底循环温度 数学模型 物理模型 

摘      要：准确预测固井循环阶段井筒温度场有助于水泥浆性能参数的设计和井筒压力的计算,为此,基于井筒流动机理和传热学理论,考虑不同区域差异对传热过程的影响和不同流体热力学参数差异及其随井深变化的特点,结合流体界面位置描述方程,建立了适用于深水固井循环阶段的井筒温度场预测模型。利用2口井的实测数据对模型进行了验证,并进行了关键因素的影响规律分析。结果表明:注入水泥浆之前,钻井液应循环2~4周,以降低注入过程中循环时间改变对井底循环温度的影响;注入水泥浆过程中,排量越大,周围环境的升温或降温作用越不明显;计算过程中,若不考虑温度对比热容的影响,则预测的井底循环温度会偏高2~4℃;水泥浆密度对温度的影响规律与传热方向有关。研究结果对深水固井具有一定的指导作用。