陈*的《控压钻井--建模模拟与设计》系统阐述 了控压钻井环空流体的流态分析、建模基础理论等, 重点介绍了钻井和固井整体系统的流体模拟,并建立 了相关模型,同时介绍了稳态二维模拟器、瞬 态二维模拟器,开发了实用工具用来处理*加 理想化的几何尺寸内的流动,使其可以快速、准确地 进行压力分析;给出了实用模拟软件、模拟应用指南 及实例。
本书可供从事钻井压力控制、钻井流体研究及现 场作业的工程技术人员参考。
1 流体力学挑战及技术综述
1.1 概述
1.2 控压钻井流体研究面临挑战
1.3 控压钻井流动模拟器:稳态、二维、单相流
1.4 控压钻井流动模拟器:瞬态、二维、单相流
1.5 控压钻井流动模拟器:瞬态、三维、多相流
2 一般理论和物理模型构架
2.1 圆柱坐标系下牛顿流体流动
2.2 剪切稀释性和非牛顿流体流动的影响
2.3 无旋转条件下,一般非牛顿流体在高度偏心环空流动的曲线网格划分
2.4 旋转条件下,一般非牛顿流体偏心环空流动曲线网格划分
3 数值分析和算法开发策略
3.1 偏心环空流网格生成
3.2 单连接管道流映射
3.3 固相沉积建模及应用
3.4 应用有限差分法分析环空流动问题
4 稳态、二维、非牛顿、单相、偏心环空流动
4.1 偏心环空牛顿流体流动应用
4.2 偏心环空幂律流体流动
4.3 湍流模型和幂律流体对比
4.4 偏心环空,非牛顿流体压力梯度与流量曲线计算
4.5 沿井眼轨道,非旋条件下偏心环空,非牛顿流体流入和流出的影响
4.6 循环或非循环(无旋转)条件下,偏心环空,稳定的抽吸和激动对幂律流体的影响
4.7 钻柱旋转且微小轴向运动条件下,偏心环空,稳定抽吸和激动对幂律流体的影响
4.8 钻柱旋转且轴向运动条件下,偏心环空,稳定抽吸和激动对赫一巴流体的影响
4.9 稳定状态的瞬时抽吸和激动
4.10 等效循环密度(ECD)计算
5 更多稳态流动应用
5.1 钻柱或套管有轴向运动、无旋转,同心环空牛顿流体流动
5.2 阻碍流体流动的密度分层(重力凹陷)和回旋环空涡流
5.3 钻柱或套管轴向静止、无旋转,同心环空赫一巴流体流动
5.4 钻柱或套管有轴向运动、无旋转,同心环空广义赫一巴流体流动
5.5 弯曲井眼中稳态非牛顿流体流动
5.6 钻柱或套管旋转,但轴向静止时,同心环空牛顿和幂律流体流动
5.7 斜井中岩屑运移规律
5.8 不稳定流导致的岩屑床的增长
5.9 卡钻和震击解卡时定点流体评价
5.10 矩形管道牛顿流流动
6 瞬态、二维、单相流动模型
6.1 瞬态流动控制方程
6.2 旋转引起的矛盾
6.3 不同操作方法对瞬态旋转算法的影响
6.4 瞬态压力梯度和体积流量
7 受钻柱或套管往复运动和旋转影响的瞬态流动分析
7.1 运行验证:幂律流体,稳态、无旋转、同心环空流的3种方法
7.2 运行验证:牛顿流体,瞬态、无旋转、同心环空流动
7.3 运行验证:牛顿流体,瞬态、无旋转、偏心环空流动
7.4 稳定旋转对同心环空、层流、幂律流体流动的影响
7.5 稳定转动对偏心环空、牛顿流体流动的影响
7.6 稳定旋转对高度偏心心环空、低密度(泡沫)幂律流体流动的影响
7.7 稳定转动对高度偏心心环空、高密度钻井液幂律流体流动的影响
7.8 钻柱不旋转和旋转不同情况下提高或降低钻井泵泵速的影响
7.9 旋转速度及加速过程的影响
7.10 钻柱轴向运动的影响
7.11 旋转和正弦往复运动的综合影响
7.12 对于屈服应力流体,增加钻井泵泵速以及旋转、正弦往复运动的综合影响
8水泥浆与钻井液多相流瞬态顶替
8.1 长偏心环空,不稳定、三维牛顿流体混相流动
8.2 偏心环空,管柱旋转引起的瞬态、二维、单相非牛顿流体流动
8.3 长偏心环空,管柱旋转和往复运动引起的瞬态、三维、非牛顿混合流体流动
8.4 非牛顿流体对流模型
8.5 多种非牛顿流体混相简易模型
9 瞬态、三维、多相管流和环空流动
9.1 管柱和井眼内单一流体,计算一般非牛顿流体总压耗
9.2 管柱和偏心井眼内多种流体,界面跟踪和计算总压耗
9.3 计算环空和钻杆内压耗
9.4 赫-巴管流分析
9.5 无旋转牛顿流体瞬态、三维、偏心、多相流分析
9.6 无旋转牛顿流体瞬态、三维、偏心、多相流分析(模拟器模拟)
9.7 无旋转一般非牛顿流体瞬态、三维、偏心多相流分析(模拟器模拟)
9.8 钻柱轴向运动、无旋转,一般非牛顿流体的瞬态、三维、偏心、多相流分析(完全静止管柱条件下,运行验证)
9.9 无轴向运动,旋转幂律流体的瞬态、三维、偏心、多相流分析
9.10 钻柱轴向运动、旋转,一般牛顿流体瞬态、三维、偏心、多相流分析(在恒定速度旋转、轴向运动条件下,运行验证)
10 结束语
参考文献
单位换算