第1章 绪论 1
1.1波动压力研究意义 1
1.2井筒多相流动发展历程 2
1.3压力波速发展历程 4
1.4波动压力发展历程 5
1.5波动压力控制发展历程 6
1.6应用前景 8
第2章 钻井及波动压力简介 10
2.1钻井简介 10
2.1.1钻井概念 10
2.1.2钻井发展 11
2.1.3钻井准备 13
2.1.4钻井过程 14
2.2钻井中的波动压力 16
2.3钻井中波动压力传播过程 17
2.3.1钻井中不稳定流传播阶段 17
2.3.2井筒波动压力摩擦阻力 18
2.3.3钻井中波动压力阻尼震荡 19
2.4本章小结 21
第3章 井筒多相波动压力关键参数获取 22
3.1稳态多相压力计算方法 22
3.1.1稳态多相压力模型 22
3.1.2稳态多相压力求解方法 23
3.2瞬态多相流动计算方法 28
3.2.1井筒多相流基本方程 28
3.2.2地层溢流判断及动态模型 34
3.2.3模型的求解 40
3.3多相流求解辅助方程 43
3.3.1气体状态方程 43
3.3.2钻井液相密度方程 44
3.4井筒多相流动特性分析 44
3.4.1多相流动中溶解度特性分析 45
3.4.2钻井中环空多相流动参数分析 49
3.4.3节流阀控制溢流特性分析 51
3.5本章小结 52
第4章 井筒多相压力波速传播特性 54
4.1压力波速经验模型 54
4.1.1前人经验模型 54
4.1.2考虑虚拟质量力经验模型 56
4.1.3空隙率对压力波速影响 60
4.2双流体压力波速模型 61
4.2.1压力传递模型 61
4.2.2压力传递控制方程 63
4.3井筒多相流中压力传递规律分析 66
4.4含水合物油包水管道输送体系的压力波速研究 71
4.4.1液相波速求解 72
4.4.2模型验证 74
4.4.3含水合物油包水波速变化规律分析 74
4.5本章小结 79
第5章 井筒多相压力响应特性 80
5.1压力响应求解及其在钻井中应用 80
5.2大跨越管道油气混输压力响应特性研究 84
5.2.1混输量对压力响应时间影响 86
5.2.2混输管道出口压力对压力响应时间影响 86
5.2.3系统压力对压力波速的影响 87
5.3本章小结 88
第6章 钻井操作中单相波动压力演变特性 89
6.1井筒单相波动压力模型 89
6.2单阀门受波动压力影响 94
6.2.1边界条件 94
6.2.2特性分析 96
6.3双阀门受波动压力影响 98
6.3.1串联阀芯流量系数 99
6.3.2双阀门2s/4s线性关阀阀芯受瞬变压力 99
6.3.3双阀门6s/8s线性关阀阀芯受瞬变压力 100
6.3.4停输再启动输油管路瞬变压力震荡衰减 101
6.4井筒受波动压力影响 101
6.5泥浆泵失控/重载引发波动压力 103
6.5.1边界条件 103
6.5.2特性分析 108
6.6本章小结 109
第7章 钻井操作中多相波动压力演变特性 111
7.1井筒多相波动压力模型 111
7.2关井引发的井筒波动压力 115
7.3起下钻引发的井筒波动压力 119
7.3.1起下钻边界条件 119
7.3.2波动压力特性分析 124
7.4拟稳态多相波动压力经验公式 127
7.5本章小结 130
第8章 钻井嘴口压力突变、分流及压力损耗 132
8.1多相嘴口压力突变问题 132
8.1.1定水头孔口泄流 132
8.1.2管嘴泄流 133
8.2压力损耗计算 134
8.2.1层流流态下的压力损耗计算 134
8.2.2紊流流态下压力损耗计算 136
8.2.3钻头喷嘴压降 136
8.2.4钻井井筒循环压耗 137
8.3钻杆分流器分流特性 137
8.4本章小结 142
第9章 某深井井口压力控制设备及钻井设计 143
9.1井口压力控制装备 143
9.2井口装置试压情况 145
9.3地层破裂压力试验 148
9.4钻头与套管尺寸设计 150
9.5钻具组合 151
9.6减应力套管柱设计 154
参考文献 159
附录一 多相波动压力计算常用参数表 164
附1.1双缸双作用钻井泵排量表 164
附1.2三缸单作用钻井泵排量表 165
附1.3API标准钻杆容积和排代体积表 165
附1.4钻铤容积和排代体积表 166
附1.5套管容积表 167
附1.6井眼环空容积表 169
附录二 多相波动压力计算附表 170
附2.1钻杆段环空中波动压力分布 170
附2.2泥浆泵失控与重载对波动压力的影响 175
附2.3气侵量对波动压力滞后的影响 181
附2.4 5s/5s两步开度关阀计划阀芯所受瞬变压力 183
附2.5井筒多相流动波速与压强的关系 186